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[期刊论文] 梁利华 孔繁增
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CSTPCD 北大核心
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摘要:电动绞车常用于海洋仪器的吊放、回收以及信息传输,是人类对海洋资源勘探和开发过程中必不可少的设备.当仪器吊放海洋深度达到10 000 m以上时,缆绳的质量会远远大于设备的质量.针对仪器数据传输的光电复合缆绳的张力要求在一定的范围内,文章提出了一种电动绞车控制方案.该方案采用PLC控制核心,以交流伺服系统作为驱动单元,采用变频控制方法实现对绞车的变转矩恒张力控制.该设计对相同类型的电动绞车设计有着非常重要的指导和借鉴作用.
[硕士论文] 孔繁增
控制科学与工程 哈尔滨工程大学 2017(学位年度)
摘要:随着对海洋资源和环境的勘探日益趋向深海区域,传统的单卷筒绞车无法同时完成探测仪器收放和数据传输任务,因此集设备收放和通讯功能于一体的光电复合缆绞车得到了国内外的高度关注。目前,解决设备收放与数据传输矛盾的方法是将设备的牵引和光电复合缆的储存进行结构分离,选取合适的控制算法对光电复合缆绞车的储缆系统进行设计,实现对绞车储缆系统的变转矩、恒张力控制。同时,国产绞车大多采用液压作为源动力,与液压绞车相比,电动绞车具有体积小、结构简单、故障率低等优点。本文设计并完成了一种电动绞车储缆系统的控制方案,具有重要的价值和工程意义。
  首先,从光电复合缆绞车的构成、结构、功能入手,分析光电复合缆绞车储缆系统工作原理,设计储缆系统的控制策略和方案,推导储缆系统传递函数。并考虑系统效率、功率损耗等实际因素,对储缆系统主要部件进行选型计算。
  其次,采用AMEsim与Simulink对绞车的储缆控制系统进行准确的建模和仿真。在分析异步交流电机矢量控制原理的基础上,建立储缆电机的数学模型和Simulink仿真模型。同时,在AMEsim中分别建立储缆卷筒和排缆机构的仿真模型,完成仿真模型中的参数计算。在控制系统仿真中,通过分析储缆系统在启停、海浪干扰、牵引绞车变速等情况下的动态响应,研究储缆绞车的恒张力控制性能和排缆机构的跟踪性能,比较排缆机构的速度和位置两种控制方式,分析速度和位置两种控制的优劣及适用范围。仿真结果表明储缆系统在各种情况下均有良好的性能,速度控制方式与位置控制方式相比具有适用范围广的优点。
  最后,根据储缆系统的AMEsim与Simulink联合仿真结果,采用西门子系列PLC、变频器做为储缆控制系统的控制模块,构建了绞车的储缆控制系统,完成了硬件组态和通讯设置,并编制了储缆绞车的控制软件以及人机监控界面。
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