[发明专利]一种海上可伸缩廊桥装置的控制系统

说明书

本发明公开了一种海上可伸缩廊桥装置的控制系统，具体包括传感器感知单元、中央控制单元和海上廊桥稳定单元，该系统采用倾角传感器测量上稳定平台的位姿信号，采用角度编码器测量电机转速并经折算得到驱动角度，可以得到下稳定平台与上稳定平台的相对位姿信息，解决了船舶与稳定平台运动测量的耦合问题；并通过船舶位姿信息对海风以及海浪等级进行判断，对三自由度稳定平台进行前馈控制，可以提高该装置的运动补偿效果；另外该系统利用三自由度稳定平台对船舶受到的复杂海况的扰动进行横摇、纵摇以及升沉方向的运动进行主动补偿，之后利用变幅电动缸以及可伸缩舷梯进行辅助运动补偿，进而起到三自由度运动补偿效果。

技术领域

本发明涉及海洋平台控制领域，尤其涉及一种海上可伸缩廊桥装置的控制系统。

背景技术

海洋钻井平台的可以开采储存油气，海洋风电平台可以提供大量风能。海上平台需要定期进行人员维护保养以及人员更换，工作人员登上海洋平台作业以船舶为主要的运输工具，海上情况较之陆地复杂多变，恶劣天气带来的危害不可避免。在运输人员物资过程中高海况产生风、浪、流扰动，船舶和海洋平台之间容易发生碰撞事故。严重情况下甚至损坏设备，严重威胁人员生命安全。传统的换乘方式主要有绳荡换乘、舷靠换乘、舷梯换乘以及吊篮换乘，这些换乘方式都具有共同的缺点，安全性没有保障、不适用于高海况作业、多采用被动补偿或者没有补偿以及人员换乘操作不便。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种海上可伸缩廊桥装置的控制系统，包括传感器感知单元、中央控制单元和海上廊桥稳定单元。

所述传感器感知单元包括倾角传感器、角度编码器、运动参考模块MRU以及张力传感器，所述倾角传感器实时检测三自由度稳定平台的位姿信息和舷梯的角度变化值，所述角度编码器安装在伺服电动缸电机输出端用于测量电机的转速信息获取电机的角度变化值，所述运动参考模块MRU测量船舶的升沉运动参数，所述张力传感器测量上舷梯与下舷梯之间的张力值；

所述中央控制单元接收所述传感器感知单元传送到的检测信息、并对接收到的信息进行分析、计算出三自由度稳定平台的上稳定平台相对于海平面基准面的位姿信息，根据上稳定平台的位姿信息计算上稳定平台调整至相对于海平面水平的位置时每个伺服电动缸电机所需要驱动的最佳角度值；所述中央控制单元还根据船舶的升沉运动参数以及电机的角度变化值计算海浪以及海风的等级、海浪以及海风的运动曲线，提前将驱动信号传送至海上可伸缩廊桥装置从而进行前馈控制，将前馈控制后的角度编码器采集到的实际角度变化值与预先设定好角度变化区间范围进行比较，如果没有在此区间内，则对前馈系数进行调整，如果在该角度变化范围内，则继续按照当前的前馈系数进行控制。

所述海上廊桥稳定单元接收中央控制单元传送的指令信息、包括三自由度稳定平台、变幅单元和可伸缩舷梯单元，

所述三自由度稳定平台包括第一驱动器和伺服电动缸；

所述变幅单元包括第二驱动器和变幅电动缸；

所述可伸缩舷梯单元包括第三驱动器和滑台电机；

所述中央控制单元通过第一驱动器控制伺服电动缸电机的转动角度、通过第二驱动器控制变幅电动缸的伸缩、通过第三驱动器控制滑台电机的转动角度进而控制舷梯的长度将舷梯的张力维持在恒定值。

进一步的，其中变幅电动缸与舷梯连接处的倾角传感器将采集到的角度变化值传送至中央控制单元，当垂荡方向的运动过大时，角度变化值便会超过设定值，则中央控制单元向第二驱动器发出控制信号、从而控制变幅电动缸的伸缩对垂荡方向的运动进行再一次的补偿。

进一步的，上舷梯与下舷梯之间的张力传感器将采集到的张力信号传送给中央控制单元，所述中央控制单元将接收到的信号进行读取，与预先设定好的张力值阈值进行比较，当超出张力值阈值时，中央控制单元向第三驱动器发出控制信号、控制滑台电动机动作和舷梯的伸缩、对该海上可伸缩廊桥装置受到的纵摇扰动进行辅助运动补偿。