[发明专利]石油模块移位过程中受力主动控制方法

摘要

本发明公开了石油模块移位过程中受力主动控制方法,包括以下步骤：将称重环节中顶升油缸的压力值作为移位过程中顶升油缸的压力设定值；利用双轴倾斜传感器获取石油模块在x、y两个方向的倾斜角，推导各个桩腿沿z方向的变化量，并将推导的桩腿位移变化量的相反值作为位移设定值；采用双闭环控制系统，其中：内环控制为压力控制，利用比例压力阀以控制顶升油缸的压力，使得移位过程中顶升油缸的压力与设定值保持一致。外环控制为位移控制，利用比例方向阀以控制顶升油缸活塞的位移，完成对支撑桩腿的位移调节。本发明方法实用有效，既保证了石油模块的受力控制又避免产生结构内力，具有很重要的工程背景和应有价值。

主权项

1.一种石油模块移位过程中受力主动控制方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将称重环节中各个顶升油缸压力稳定后的压力值作为移位过程中各个顶升油缸的压力设定值；每个顶升油缸的无杆腔分别通过结构相同的第一油路与第一分流集流阀的分流阀口连通，从分流集流阀至顶升油缸的无杆腔方向，在所述的第一油路上依次连接有比例压力阀、液控单向阀和压力传感器，第二油路一端连接油箱并且另一端依次连接液压泵、比例方向阀以及所述的分流集流阀的集流阀口，溢流阀的进口通过侧管与比例方向阀以及液压泵之间的第二油路连通并且出口通过回流管路与油箱连通，所述的每个顶升油缸的有杆腔分别通过出油管路与第二分流集流阀的分流阀口连通，所述的第二分流集流阀的集流阀口通过第三油路与比例方向阀连接；步骤二、以石油模块的四个桩腿为矩形的四个顶点，以矩形的中心为坐标原点，以移位方向为x轴，利用右手定则建立空间坐标系，将双轴倾斜传感器水平安装于石油模块甲板片上，利用双轴倾斜传感器获取石油模块在x、y两个方向的倾斜角，其中α为石油模块绕x轴的倾斜角，β为石油模块绕y轴的倾斜角，根据机器人运动学得到坐标系变换矩阵，推导各个桩腿沿z方向的变化量，并将推导的桩腿位移变化量的相反值作为位移设定值：Δz_i＝αy_i‑βx_i(i＝1，2，3，4)式中，Δz_i为第i个桩腿沿z方向的变化量，x_i为第i个桩腿在x方向上的坐标值，y_i为第i个桩腿在y方向上的坐标值；步骤三、采用双闭环控制系统，其中：内环控制为压力控制，各压力传感器分别将相应的顶升油缸的压力信号通过第一信号传输装置分别传递给计算机，计算机将压力设定值与各个压力反馈值比较，然后输出调节控制信号给各个比例压力阀以控制各顶升油缸中的压力，使得移位过程中顶升油缸的压力与压力设定值保持一致；外环控制为位移控制：在任意选取的一个顶升油缸的缸筒上安装一个拉线式位移传感器，拉线式位移传感器的拉线端与所顶升的石油模块桩腿相连接，将顶升油缸活塞的位移信号通过第二信号传输装置传递给计算机，所述的计算机将步骤二中位移设定值与各个位移信号反馈值比较，然后输出调节控制信号给比例方向阀，使得各个液压缸的活塞开始伸缩，从而完成对支撑桩腿的高度调节，保证石油模块不发生倾斜。