南极磷虾捕捞加工船拖网绞车控制系统设计

本文以某南极磷虾捕捞加工船(以下简称“南极磷虾船”)拖网绞车控制系统为例,剖析了用于现代远洋渔船的拖网绞车自动控制的基本原理、功能和人机对话界面,提出了拖网绞车自动控制的设计原理,为同类型拖网渔船的拖网绞车控制系统设计奠定技术基础。

渔船拖网绞车张力自动控制系统设计及试验

为了补偿拖网渔船作业过程中绞车纲绳张力波动或渔船转向造成的负载不对称性,保持网具良好的开口形状,基于电液控制技术设计了拖网张力自动控制系统。对拖网曳纲张力采集方法进行了研究,采用油压力传感器间接测量拖网左右曳纲张力数据作为输入信号,传输到控制器进行逻辑运算,控制先导溢流阀调整马达溢流压力,改变绞车输出扭矩,从而驱动拖网绞车收、放来控制左右曳纲张力,达到系统动态平衡。并基于实验室虚拟仪器工程平台(laboratory virtual instrument engineering workbench,Lab VIEW)对系统软件进行了设计,实现绞车张力控制系统的参数设置与控制管理。为了验证系统的张力控制特性和实用性,对系统进行了海上应用试验,在张力自动控制模式下,拖网绞车根据渔船航速和水流自动调节收放网速度,减少作业过程中曳纲张力波动。拖曳过程中拖网曳纲长度范围为350~490 m,绞车曳纲张力范围为118~148 k N,对应系统压力为2.3~2.7 MPa,渔船平均拖速为5.6节。试验结果表明,左右曳纲张力差在合理范围内,系统能很好调节曳纲张力大小,为渔船安全生产提供了保障;启用张力控制系统后网口面积比未使用张力控制系统前增大了9.5%,有效调整了网口扩张,提高了捕捞效率。

曳纲绞车液压系统的设计及控制研究

曳纲绞车作为拖网渔船捕捞作业绞车中最为重要的绞车,其在保证拖网网口扩张、调整网口形状等方面有着重要作用。该研究设计了一套拖网渔船曳纲绞车液压系统,并建模分析系统在不同拖网工况下的速度控制、张力控制性能。结果表明所设计的拖网渔船曳纲绞车液压系统能够满足在不同拖网工况对曳纲速度及张力的控制要求。

一种基于Web的专家系统的设计与实现

在Ｗｅｂ环境下根据拖网绞机设计的要求，提出了一个基于Ｗｅｂ的拖网绞机专家系统框架模型，论述了所研制的拖网绞机专家系统的基本原理和关键技术，包括系统结构、知识表示以及推理求解策略等。

渔船拖网绞机电力控制技术研究

为提高渔船捕捞装备高效率的驱动性能和良好的控制特性,对拖网绞机电力控制技术进行研究。在拖网绞机功能需求分析基础上,基于矢量控制方法,设计了变频调速系统控制方案,通过PLC和变频器协同控制绞机,并对控制系统的关键技术进行了分析。根据设计方案构建了系统试验装置,利用扭矩测量装置得到调速过程中转矩、功率与转速变化关系。试验过程中调速平稳,绞机在额定电压下实现恒转矩输出,能够快速响应负载变化。该控制系统稳定可靠,自动化程度高,适于在渔船捕捞装备应用。

基于C&R_BR的拖网绞机集成推理研究

以拖网绞机为研究对象 ,提出并研究了基于网络的 C&R_ BR集成推理技术。通过对 CBR和 RBR的分析 ,提出 C&R_ BR的适用范围 ,讨论了 C&R_ BD和常规经验设计之间的关系 ;研究了基于网络的拖网绞机C&R_ BR集成推理求解模型 ,并对其若干关键技术进行深入剖析 ;提出了考虑语境变量时的实例特征和检索模型 。

渔船拖网绞机恒张力控制系统的设计与仿真

针对拖网捕捞作业中较难保持曳纲张力恒值的问题,设计并搭建了基于模糊PID控制的渔船拖网绞机恒张力控制系统。在对渔船拖网绞机传动原理研究的基础上,建立恒张力控制系统的传递函数,构建模糊PID控制器,通过控制拖网绞机转速而调节曳纲张力。介绍了系统硬、软件的构成,并利用MATLAB进行仿真验证。仿真结果表明,模糊PID控制能在0.8 s内实现曳纲张力恒值,并能在收到干扰后0.7 s内恢复到之前的稳定状态,性能优于传统PID控制和模糊控制。研究表明,基于模糊PID控制的渔船拖网绞机恒张力控制系统具有系统响应快、超调量小、鲁棒性强等特点,能够有效地保持曳纲张力恒值,提高捕捞效率,具有较强实践指导意义。

深水拖网捕捞绞车系统设计与试验

为满足深水拖网捕捞需要,研制了深水拖网绞车系统,设计深水拖网绞车额定拉力为60 kN,绞车滚筒容绳量为2500 m,平均起网速度为100 m·min^(-1)。分析了拖网绞车曳纲张力和速度控制系统的结构原理,完成了主回路液压泵站和液压马达的参数选型设计。以绞车曳纲张力为控制目标,设计了拖网恒张力控制系统,系统通过设定减压阀压力值,调节先导溢流阀开口大小,改变液压马达进出口的压差实现控制液压马达扭矩恒定,保证拖网过程中张力恒定。该拖网绞车系统在远洋渔船上开展了试验和应用,实验海域水深200~510 m,拖网过程中渔船拖速在3.2~3.5 kn左右,拖网绞车工作压力为12.5~17 MPa,渔船拖网时间为2 h。试验结果表明该深水拖网绞车参数性能达到了设计要求,能满足882 kW拖网渔船开展深水捕捞需求。

拖网绞车变频控制系统设计

基于拖网绞车的作业特点,设计了一种变频调速系统控制方案。该方案以拖网曳纲张力为控制对象,用PLC和变频器实现交流电机的变频控制,使拖网绞车保持恒张力状态。介绍了拖网绞车变频调速系统控制方案和基本组成,对绞车变频控制系统硬件电路和软件进行了设计。结果表明该控制系统具有运转精度高,稳定性好等优点,可以满足拖网绞车特殊环境条件下的安全、可靠运行。

拖网绞车波浪补偿系统设计

拖网渔船作业过程中由于波浪升沉力作用或渔船转向导致拖网曳纲张力不断变化,影响网口形状和捕捞效率,张力变化过大时会影响船舶及捕捞设备安全。基于电液控制技术设计了拖网绞车波浪补偿控制系统。渔船随着波浪上下起伏的情况下,系统通过调节拖网绞车液压马达高压口溢流压力,改变液压马达两油腔口压力差,实现对网具曳纲张力的闭环控制,保持拖网绞车曳纲张力恒定。通过系统设定拖网绞车安全张力控制拖网绞车收放曳纲,将网具保持在相对稳定的水深。并基于LABVIEW对补偿系统软件进行了设计,实现绞车张力控制系统的参数设置与控制管理。应用结果表明,系统根据拖曳海况能够有效调节曳纲张力大小,保持拖网曳纲张力控制在正常范围内,为渔船拖网作业提供安全保障。