船用起重机减摇技术试验台测控系统设计与张力减摇实验的开题报告.docx

船用起重机减摇技术试验台测控系统设计与张力减摇实验的开题报告
一、选题意义及背景
随着我国海洋经济蓬勃发展，船舶作为其中一个重要的行业，面临着更高的安全、舒适、稳定的要求。而船用起重机作为船舶上的主要设备之一，其安全性和稳定性更是至关重要。船用起重机在航行中，由于海浪和风浪的影响，很容易产生船体和起重物的晃动，即所谓船体摇晃，起重物摆动，如何有效的控制减摇就是值得深入研究的问题。
为了减少船体摇晃和起重物摆动这些不稳定因素产生的影响，国内外许多研究者开展了针对船用起重机的减摇研究。现有的俯仰减摇技术主要采用两种抗摇机理：一是采用反馈控制技术，在实时感知船体和挂载物的姿态变化的基础上，及时调整挂载物的长度和角度，以降低挂载物的摆动幅度；二是通过增加船体的阻尼、降低船体的刚度，使船体更加稳定，减少对设备的影响。
因此，设计一套利用传感器对船体和挂载物的姿态进行实时监测，结合反馈控制算法减少船体和挂载物晃动的船用起重机减摇技术试验台，对于提高起重机的工作效率、保障人员和装备安全运输，具有重要的意义。
二、选题内容及研究目标
本文旨在设计一套适用于船用起重机减摇技术试验的测控系统，并进行张力减摇实验。主要研究内容包括：
1.船用起重机减摇技术研究：介绍船用起重机的结构组成、摇晃产生的原因、已有的减摇技术及其不足；
2.系统整体架构设计：设计一套适用于船用起重机减摇技术试验的测控系统，包括传感器装置、数据采集与处理、控制算法及控制系统实现等部分；
3.减摇算法设计与实现：基于反馈控制算法，对船体和挂载物的偏移量进行实时监测，利用PID算法以及模糊控制算法进行反馈控制，使系统达到减少晃动的效果；
4.张力减摇实验设计与分析：设计实验流程及数据处理方法，对试验结果进行分析，验证所设计的船用起重机减摇技术试验台的可行性和有效性。
三、研究方法和技术路线
1.参考文献和前人经验资料调研：对船用起重机减摇技术和试验系统进行深入调研、研究和分析，对有关领域的关键问题进行研究；
2.系统设计与分析：根据试验要求，设计和实现一套船用起重机减摇技术试验台的测控系统，结构组成及功能模块设计分析、数据采集分析、实时控制分析、数据存储与处理分析等；
3.算法设计与实现：根据系统要求和试验需求，设计和实现一套基于PID以及模糊控制算法的反馈控制系统；
4.系统测试与试验验证：对设计的船用起重机减摇技术试验台进行系统测试和张力减摇实验，对结果进行分析、处理和总结，验证设计的系统达到了试验要求，达到了试验效果。
四、预期目标
1.设计一套适用于船用起重机减摇技术实验的测控系统，并对系统进行实现、测试和验证；
2.实现基于反馈控制算法的船用起重机减摇技术试验台，使其具有较好的减摇效果；
3.完成船用起重机减摇技术试验台的张力减摇实验，验证实验结果，为船舶运输安全提供技术支持。