海洋船舶工程设备已经成为国家开发海洋油气资源的重点研究项目，它的发展可 以促进国民经济的快速增长和船舶制造业的发展。近几年来，我国的综合国力的提升 使得对海洋中油气等资源的需求量大幅度增加。因此，迫切需要研究这些工程设备的 发展。船舶上的吊机正是开发油气资源必不可少的一种船舶工程设备，它在船舶上可 以将重物进行吊放。但是当船舶上的吊机在实现重物的吊放过程中，由于海洋里的环 境非常恶劣，很容易受到海洋里海浪和洋流的作用，船舶还发生升沉、横摇以及纵摇 等自由度上的移动，最终使得重物吊放位置与实际位置发生偏移。在这种情况下，偏 移极有可能会使重物本身发生损坏，这严重影响吊机作业时的安全性。而平常使用的 吊机一般都不具备保护重物吊放安全性的功能，这样只有对这些偏移进行主动补偿才 能保护吊机吊放重物时的安全性。到目前为止，我国对主动式升沉机的研究还处于初 级阶段。因此，对主动式升沉补偿起重机的研究是目前研究的重点，只有这样才能提 高海上作业的安全性。这对国家海洋资源的开发有着深远影响。

在当前现状下，我国生产船舶工程设备的几家企业所使用的主动波浪补偿吊机的 控制系统都是从国外购买的，这些产品不仅价格非常高，而且发货和取货时间间隔都 比较长，这些因素都严重制约我国海洋工程设备的发展以及海洋资源的开发。所以主 动波浪补偿技术的研究和设计已经成为当前海洋工程发展的重点研究方向，主动波浪 补偿技术的研究对国家海洋资源的开发具有重大意义。

1。2 主动波浪补偿国内外现状与发展

1。3 论文的主体研究工作

1。3。1 论文选题的来源

由于现阶段需要开发海洋油源资源，所以很多船舶海洋工程设备被发明出来，本 文设计的正是波浪补偿吊机的控制系统。这种吊机主要用于实现在船舶上吊放重物。 在海上工程设备中，波浪补偿是指升沉补偿，这种补偿技术有很多类型，按照补偿装 置的补偿原理分为被动升沉补偿系统和主动式波浪补偿系统。

1。被动升沉补偿系统 该系统的升沉补偿机构主要由储气罐、被动结构、储液器以及挂钩等组成。当挂论文网

钩感受到船舶的升沉运动信号后，由储液器将压缩的气体转换为能量，带动被动结构 实现对整个系统的补偿。但是由于整个补偿系统的刚度系数和阻尼比等一系列参数在 测试时已经优化设计，当系统的外部状态发生变化（例如改变结构等）时，已经设定 好的参数无法更改，这不利于提高系统的性能。而且被动波浪补偿的精度较低，响应 速度较慢，这些因素都降低了系统的可靠性。

2。主动式波浪补偿系统 主动式波浪补偿机构主要由传感元件、控制元件和执行元件三部分组成。其中传

感元件用于检测船舶的运动信号，然后控制元件根据传感元件传输过来的船舶运动信 号，产生一种与运动信号大小相同但方向相反的驱动信号，之后控制元件将这种驱动 信号再传给执行元件进行补偿运动。随着科技的飞速发展，传感元件和控制元件等产 品都在不断地更新中，主动波浪补偿技术也会越来越完善。

由于被动波浪补偿设备系统的补偿精度较低，在补偿的时候容易发生安全问题，

而且系统的结构非常庞大，补偿的响应时间较长以至于整个系统不可靠。而主动式波 浪补偿系统的响应速度在很大程度上由于被动波浪补偿系统，补偿精度也很高，在补 偿时安全性也得到了很大的提高。因此，本文选择主动式波浪补偿吊机机构体系作为 研究课题。