大吨位上部组块提升系统液压提升器同步控制方法研究.pdf

CONTROL TECHNOLOGY 控制技术
大吨位上部组块提升系统液压提升器同步
控制方法研究
付冰洋1,王殿龙1,曹旭阳1,周峰2,李林3
(1. 大连理工大学,辽宁 大连  116024;2. 大连益利亚工程机械有限公司,辽宁大连 116025;
3. 中国海洋石油工程(青岛)有限公司,山东青岛 266520)
[摘要]介绍了液压提升器的工作原理,推导了主提升油缸的液压控制数学模型,运用Simulink软件
进行仿真,分析了并行、主从、交叉耦合3种控制方法的同步精度。仿真结果表明,多提升器交叉耦合控
制能实现较好的同步控制效果。
[关键词]液压提升器;同步控制;交叉耦合控制
[中图分类号]TU61  [文献标识码]A  [文章编号]1001-554X(2012)03-0103-05
The research on synchronized control method of hydraulic strand jacks for
large tonnage topside lifting system
FU  Bing-yang,WANG  Dian-long,CAO  Xu-yang,ZHOU  Feng,LI  Lin
液压提升器同步提升技术是一项建筑构件提行、主从控制模型仿真结果对比分析,说明交叉耦
升安装施工技术,它集合了柔性钢绞线承重、提升合控制能够实现更好的同步精度和控制效果。
器集群协同、计算机控制、液压同步提升原理和现
1 液压提升器工作原理
代化施工工艺,实现了大吨位、大跨度、大面积的
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构件整体同步提升[ , ]。液压提升器主要由上锚具机构、主提升液压
由于液压提升器往往是集群协同吊装,因此缸和下锚具机构组成,中间穿过承重钢绞线。液压
对各个吊点的同步性要求很高。现有液压提升器提升器的具体结构如图1所示。
同步控制方法主要包括并行控制和主从控制,国液压提升器为间歇式作业,提升和下放动作
内外主要提升器设计和生产厂家,如英国多门朗、通过控制3个液压缸的顺序动作来实现。上锚具夹
瑞士VSL、同济宝冶、柳州OVM等,通过对比分紧钢绞线,下锚具松开,主提升油缸伸长,并通
析,都选择了主从式控制结合PID闭环控制的方法过上锚带动重物上升至主行程结束,然后用下锚
来实现同步控制。文献[3]通过理论研究和试验具夹紧钢绞线,松上锚,空载缩主油缸,直至主
分析,得出主从同步控制方法的同步精度能够达到行程结束,完成一个行程的重物提升动作。如此
±10mm。循环,便可将重物提升到预定高度。若液压提升
本文研究项目中的一项关键技术指标为:提器的动作与上述循环过程相反,可实现重物下
出液压同步提升系统实时控制算法,提供各部件控
制参数,确保同步精度为±5mm。而现有提升器[收稿日期]2011-11-09
的同步控制算法无法实现这一精度,因此需要对其[基金项目]国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发
项目”中的“浮体平台分析技术及大吨位上部组块提升系统
进行研究和改进。
研究”子课题。
针对这一问题,本文将移动机器人控制中的[通讯地址]付冰洋,辽宁省大连市大连理工大学北山学
交叉耦合控制应用于提升器同步控制中,通过与并生宿舍