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海洋工程升沉補(bǔ)償裝備是指采用主動(dòng)、被動(dòng)或者混合方式對(duì)負(fù)載與支持平臺(tái)間牽連運(yùn)動(dòng)進(jìn)行解耦的一系列技術(shù)裝備，其應(yīng)用背景主要涉及海上物資補(bǔ)給轉(zhuǎn)運(yùn)、海洋油氣開(kāi)發(fā)、海底礦產(chǎn)勘探開(kāi)采以及載人潛器布放回收等領(lǐng)域。在實(shí)際工程應(yīng)用中，海洋結(jié)構(gòu)物不可避免地受到海流、潮汐、風(fēng)浪等外部環(huán)境的影響，從而產(chǎn)生復(fù)雜的六自由度運(yùn)動(dòng)。其中升沉運(yùn)動(dòng)的影響最為顯著，極易造成起重機(jī)、A型架等設(shè)備的過(guò)載損壞、絞車鋼纜的疲勞斷裂以及轉(zhuǎn)運(yùn)物資的瞬間沖擊與二次懸空等工程事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。依托于中山大學(xué)海洋工程與技術(shù)學(xué)院申獲的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“極區(qū)船用重載折臂吊機(jī)研制”以及企業(yè)委托項(xiàng)目“海油工程-深技服-深水升沉補(bǔ)償裝置研制及應(yīng)用詳細(xì)設(shè)計(jì)”，中山大學(xué)同中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司、廣州船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院、中船華南船舶機(jī)械有限公司建立了長(zhǎng)期合作伙伴關(guān)系。項(xiàng)目旨在提升我國(guó)極區(qū)重載作業(yè)能力，針對(duì)重載折臂吊機(jī)的安全控制、升沉補(bǔ)償和制造技術(shù)開(kāi)展了研究。目前，中山大學(xué)已研制出一套基于二次調(diào)節(jié)液壓驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)升沉補(bǔ)償極區(qū)船用重載折臂吊機(jī)，利用德國(guó)Bosch Rexroth公司開(kāi)發(fā)的二次調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)結(jié)合PID、PI-PID、LMPC、NMPC以及NMPC-PID等系列控制算法，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能且高精度的主動(dòng)升沉補(bǔ)償功能，填補(bǔ)了極區(qū)船用重載折臂吊機(jī)的空白。國(guó)外同類吊機(jī)包括：Heila Polar Cranes（意大利）、MacGregor Polar Crane（瑞典）、Burrard Iron Works Polar Crane（加拿大）、Kongsberg Maritime Polar Crane（挪威）以及Tsuji Heavy Industries Polar Crane（日本）等，然而其中大部分吊機(jī)并不具備升沉補(bǔ)償功能。此外，中山大學(xué)還設(shè)計(jì)并研發(fā)了一款串入式主被動(dòng)升沉補(bǔ)償裝置，通過(guò)電液比例閥系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同容積、壓力的蓄能器間的連通，以完成懸空吊放、穿越浪濺區(qū)和水下布放回收等過(guò)程中的升沉補(bǔ)償功能的快速切換。該裝置使得普通作業(yè)吊機(jī)具備升沉補(bǔ)償功能，有效降低了工程應(yīng)用成本，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)該類產(chǎn)品首創(chuàng)。國(guó)外同類產(chǎn)品包括挪威Cranemaster公司生產(chǎn)的被動(dòng)型自適應(yīng)升沉補(bǔ)償系統(tǒng)CM3-400T-4200-A與英國(guó)Safelink公司生產(chǎn)的被動(dòng)型升沉補(bǔ)償系統(tǒng)PHCX-450-4500-001。 【展開(kāi)】 【收起】