船用起重機(jī)是在海上環(huán)境中執(zhí)行運(yùn)輸作業(yè)的一 種特殊起重機(jī),主要用于艦船間貨物的運(yùn)輸轉(zhuǎn)移、 海上補(bǔ)給、水下作業(yè)設(shè)備的投放與回收等重要任務(wù)。海上特殊的應(yīng)用環(huán)境給船用起重機(jī)的控制帶來了很大的挑戰(zhàn)性。一方面,類似陸上各種欠驅(qū)動(dòng)吊車設(shè)備,需要控制負(fù)載運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的擺動(dòng),保證其定位精度與運(yùn)輸效率;另一方面,由于這種起重機(jī)固定于船舶等運(yùn)動(dòng)平臺上,平臺本身的運(yùn)動(dòng)會(huì)對負(fù) 載運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響,且很多情況下,負(fù)載起吊 與降落點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)情況與吊車本身的運(yùn)動(dòng)不一致。 具體而言,在工作過程中,吊車船與接收船會(huì)隨海浪縱搖、橫搖與升沉,這些運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致負(fù)載發(fā)生擺 動(dòng);特別是在升降過程中,船舶的此類運(yùn)動(dòng)易導(dǎo)致已吊起的負(fù)載再次與甲板相撞,或使已放下但尚未 脫離吊鉤的負(fù)載再次懸空,這些都會(huì)威脅作業(yè)的安全。尤其在進(jìn)行艦船間補(bǔ)給時(shí),這種耦合運(yùn)動(dòng)可能造成非常嚴(yán)重的后果。
船用起重機(jī)的 控制得到各國、民用海洋工程的普遍關(guān)注,而研究此類非線性、強(qiáng)耦合的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在特殊擾動(dòng)下的控制亦有重要的理論價(jià)值與普遍意義。
船用起重機(jī)的控制主要分為降低船體運(yùn)動(dòng)影響的垂向控制與抑制負(fù)載擺動(dòng)的橫向防擺兩個(gè)方面。 對垂向控制而言,常用的方法是通過吊車船上的機(jī) 械結(jié)構(gòu)連接接收船,并感知其相對運(yùn)動(dòng),使吊繩長 度變化與接收船升沉運(yùn)動(dòng)同步,從而對兩船的相對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償,在此基礎(chǔ)上完成負(fù)載的起降運(yùn)輸。 這種方法對起重機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)有特殊要求,對起吊質(zhì)量也有較大限制 。