劉少軍，曾鳳艷，李流軍
中南大學機電工程學院，湖南長沙

摘　　　要：針對６０００ｍ中國大洋多金屬結核采礦系統，提出了一種動力吸振器與蓄能器復合作用的升沉補償系統。分析說明了系統的組成及工作原理，建立了系統的數學模型；應用Ｍａｔｌａｂ編程計算得到了動力吸振系統中吸振器的質量、彈簧剛度和阻尼系數；對系統進行了控制效果仿真研究。研究結果表明，在整個四級海況下，動力吸振器與蓄能器復合作用的升沉補償系統能得到很好的補償效果。

關　鍵　詞：升沉補償；動力吸振器；蓄能器；建模；仿真

１　引　言
由于受海洋環境的影響，水力提升式大洋采礦系統中的采礦船會產生顯著的升沉運動，船上的水面裝置將帶動數千米長的揚礦管做相應地運動，從而使系統產生巨大的附加載荷，嚴重影響采礦作業。為了使采礦工作順利進行，必須采取升沉補償措施減小水下部分的振動。早期的升沉補償系統多是氣液被動型，如美國ＧｌｏｂａｌＭａｒｉｎｅＩｎｃ�惫�司［１�玻玻莺停模颍椋螅悖铮欤欤郏常莸妊芯康南到y；后來，為了提高其補償精度，一些研究者提出了多種主動式升沉補償系統，如國外的Ｋｉｒｓｔｅｉｎ［４］和國內的湯曉燕［５］等，但主動式升沉補償系統結構復雜，能耗大。倪佳［６］等人提出的帶蓄能器的被動升沉補償系統簡單節能，并且能得到滿足設計要求的升沉補償效果。帶蓄能器的被動系統需要的蓄能器體積很大，在安裝方面也有難度。動力吸振器因能耗小、效果好、易實施而在車輛工程、船舶工程等方面被廣泛研究和采用［７�玻梗荨ａ槍Γ叮埃埃埃碇袊�大洋多金屬結核采礦系統要求，本文在文獻［６］的基礎上提出一種動力吸振器與蓄能器復合作用的升沉補償系統。控制效果研究表明，所設計的系統有效可行。

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