拖体被动升沉补偿系统非线性建模及仿真.pdf

第42卷第9期浙江大学学报(工学版)Vol.42No.9
2008年9月JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience)Sep.2008

DOI:10.3785/j.issn.10082973X.2008.09.019

拖体被动升沉补偿系统非线性建模及仿真

王海波,王庆丰
(浙江大学流体传动与控制国家重点实验室,浙江杭州310027)

摘要:为了研究拖体被动升沉补偿系统中蓄能器压力和流量的非线性关系对拖缆张力和拖体深度的影响,运用
软件“AMESim”建立了系统的非线性仿真模型,在41、165L的蓄能器压缩空气初始体积和0.6、0.781,1.0,1.25
rad/s的母船升沉运动参数下,分别对拖缆张力和拖体深度变化进行了仿真研究.研究表明,当被动升沉补偿系统
稳定工作时,拖缆张力变化范围与蓄能器压缩空气初始体积大小成反比,蓄能器压力和流量的非线性关系促使拖
体深度沿一定斜率的斜线变化,产生了“拖体深度漂移”.
关键词:被动升沉补偿;非线性模型;AMESim
中图分类号:TH137文献标识码:A文章编号:10082973X(2008)0921568205

Non2linearmodelingandsimulationoftowedbody
passiveheavecompensationsystem

WANGHai2bo,WANGQing2feng
(StateKeyLaboratoryofFluidPowerTransmissionandControl,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)

Abstract:Anon2linearmodeloftowedbodypassiveheavecompensationsystem(TBPHCS)wasestab2
lishedbysoftware“AMESim”tostudytheinfluenceoncabletensionandtowedbodydepthduetothenon2
linearrelationbetweenpressureandflowofaccumulatorintheTBPHCS.Thechangesofcabletensionand
towedbodydepthwererespectivelysimulatedwithtwodifferentinitialaccumulatorvolumesof41、165L
andfourdifferenttowedshipheavefrequenciesof0.60,0.78,1.0,1.25rad/s.Resultsshowedthatwhen
theTBPHCSworksstably,thevariationrangeofthecabletensionandtheaccumulatorvolumeisinin2
verserelation;furthermore,thetowedbodydepthchangesaroundalineatacertainslopebecauseofthe
non2linearrelationand,thedepthdriftoftowedbodyappeares.
Keywords:passiveheavecompensation;non2linearmodel;AMESim

船舶在波浪的不规则运动中将产生围绕其原始从执行器上划分为油缸升沉补偿和液压马达升沉补
平衡位置的纵荡、横荡、升沉、纵摇、横摇、首摇6个偿两类;从工作原理上又划分为被动升沉补偿、主动
自由度的摇荡运动.在恶劣海况下,母船的剧烈运动升沉补偿和主被动升沉补偿3类.被动升沉补偿系
不仅带动水下拖体的深度变化较大,而且拖缆受到统依靠蓄能器吸收母船升沉的能量,不需外界提供
强变张力的反复冲击.拖体的大幅变深运动和拖缆能量;主动升沉补偿系统利用传感器测量拖体深度
张力的剧烈变化不仅影响拖体中传感器的正常工或拖缆张力,控制油缸或液压马达运动,其精度高,
作,而且给拖体和拖缆的安全造成很大的威胁[122].需外界提供能量,主被动升沉补偿系统结合了两者
为消除母船升沉运动对拖体和拖缆的影响,拖的优点[3].
体收放装置上常装备升沉补偿系统.升沉补偿系统目前,被动升沉补偿系统在拖体收放装置中运

收稿日期:2007206208.浙江大学学报(工学版)网址:www.journals.zju.edu.cn/eng
作者简介:王海波(1980-),男,四川乐山人,博士生,从事海洋机电装备的研究.E2mail:[e-mail]
通讯联系人:王庆丰,男,教授.E2mail:[e-mail]

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