[发明专利]一种采矿船波浪补偿装置、补偿系统和补偿方法

权利要求书

1.一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于，包括：采集机构，与所述采集机构连接的控制机构，以及与所述控制机构连接的液压机构；

所述采集包括机构：设置在所述采矿船上的位移传感器，与所述采矿船连接的波浪运动采集单元；

所述液压机构包括：复合式液压缸，与所述复合式液压缸连接的主控制阀和油泵，以及与所述主控制阀并联的充液阀；

所述复合式液压缸包括：外油缸，设置在所述外油缸内部的活塞杆，以及设置在所述活塞杆内部的内油缸；所述活塞杆的一端设置有一滑轮，所述滑轮通过绳索连接采矿船；

所述外油缸由所述活塞杆的端面分割形成第一油缸和第二油缸；所述主控制阀通过第一管路连接所述内油缸，所述主控制阀通过第二管路连接所述第二油缸；所述第一管路和所述第二管路之间通过缓冲管路连通；所述充液阀设置在第三管路中，所述第三管路的一端连接主泵，另一端连接所述第一油缸。

2.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述控制机构为模糊PID控制器。

3.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述第一管路与所述第三管路通过连接阀门连接。

4.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述缓冲管路中设置有缓冲阀。

5.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述充液阀的输入端的所述第三管路并联有一稳压蓄能器，所述所述充液阀的输出端的所述第三管路并联有一补偿蓄能器。

6.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述主泵设置有安全阀。

7.根据权利要求1所述的一种采矿船波浪补偿装置，其特征在于：所述滑轮能够伸张或收缩所述绳索。

8.一种采矿船波浪补偿装置的补偿系统，其特征在于，应用于如权利要求1-7中任一项所述的采矿船波浪补偿装置，所述补偿系统包括模糊PID控制单元；

所述模糊PID控制单元接收所述位移传感器和所述波浪运动采集单元的检测信号；所述模糊PID控制单元向所述液压机构中所述主控制阀、所述充液阀和所述缓冲阀发送控制信号，用于控制所述主控制阀、所述充液阀和所述缓冲阀的启闭或切换。

9.基于权利要求1-7中任一项所述的一种采矿船波浪补偿装置的补偿方法，其特征在于：

当采矿船处于主动补偿模式下，包括以下步骤：A1、根据波浪运动采集单元采集波浪运动数据，利用算法对波浪运动进行分析，确定采矿船波浪补偿的方向或补偿量；A2、通过控制第三管路和第二管路从主泵中泵入的油量，进而控制第一油缸和第二油缸中的油量，实现活塞杆的左右移动；

当采矿船处于被动补偿模式下，包括以下步骤：B1、根据位移传感器测量采矿船的实际位移量，确定确定采矿船波浪补偿的方向或补偿量；B2、通过主控制阀向内油缸中泵入油，内油缸和第二油缸之间的油量通过缓冲管路调整，补偿蓄能器向第一油缸中输入油，实现活塞杆的左右移动。

10.根据权利要求9所述的一种采矿船波浪补偿装置的补偿方法，其特征在于：在A1中，将波浪运动的轨迹按照时间进行分割，在设置好固定的步长下，通过控制机构的作用对于下一个步长下的波浪运动实际轨迹进行预测和分析，同时计算出和期望值的误差，并进行不断迭代计算和滚动优化，进而确定采矿船波浪补偿的方向或补偿量。