海洋工程升沉补偿装备是指采用主动、被动或者混合方式对负载与支持平台间牵连运动进行解耦的一系列技术装备，其应用背景主要涉及海上物资补给转运、海洋油气开发、海底矿产勘探开采以及载人潜器布放回收等领域。在实际工程应用中，海洋结构物不可避免地受到海流、潮汐、风浪等外部环境的影响，从而产生复杂的六自由度运动。其中升沉运动的影响最为显著，极易造成起重机、A型架等设备的过载损坏、绞车钢缆的疲劳断裂以及转运物资的瞬间冲击与二次悬空等工程事故，造成巨大的经济损失和安全隐患。依托于中山大学海洋工程与技术学院申获的国家重点研发计划项目“极区船用重载折臂吊机研制”以及企业委托项目“海油工程-深技服-深水升沉补偿装置研制及应用详细设计”，中山大学同中国海洋石油集团有限公司、广州船舶及海洋工程设计研究院、中船华南船舶机械有限公司建立了长期合作伙伴关系。项目旨在提升我国极区重载作业能力，针对重载折臂吊机的安全控制、升沉补偿和制造技术开展了研究。目前，中山大学已研制出一套基于二次调节液压驱动的主动升沉补偿极区船用重载折臂吊机，利用德国Bosch Rexroth公司开发的二次调节液压系统结合PID、PI-PID、LMPC、NMPC以及NMPC-PID等系列控制算法，实现了节能且高精度的主动升沉补偿功能，填补了极区船用重载折臂吊机的空白。国外同类吊机包括：Heila Polar Cranes（意大利）、MacGregor Polar Crane（瑞典）、Burrard Iron Works Polar Crane（加拿大）、Kongsberg Maritime Polar Crane（挪威）以及Tsuji Heavy Industries Polar Crane（日本）等，然而其中大部分吊机并不具备升沉补偿功能。此外，中山大学还设计并研发了一款串入式主被动升沉补偿装置，通过电液比例阀系统实现不同容积、压力的蓄能器间的连通，以完成悬空吊放、穿越浪溅区和水下布放回收等过程中的升沉补偿功能的快速切换。该装置使得普通作业吊机具备升沉补偿功能，有效降低了工程应用成本，实现了国内该类产品首创。国外同类产品包括挪威Cranemaster公司生产的被动型自适应升沉补偿系统CM3-400T-4200-A与英国Safelink公司生产的被动型升沉补偿系统PHCX-450-4500-001。 【展开】 【收起】