海上并靠补给波浪补偿控制方法及控制装置与流程

1.本公开涉及海上补给技术领域，特别涉及一种海上并靠补给波浪补偿控制方法及控制装置。


背景技术：

2.海上并靠补给是指利用各种补给设备在海上对舰船实施物资补充和人员换乘的一种海上作业活动。通常是利用补给船的起重机向海上航行和海上活动的舰船进行补给，供应舰船正常执勤所需的各种补给货物，接收补给货物的船舰通常称为接收船。
3.补给船通常通过起重机将补给货物转移至接收船，或者在补给船向与接收船之间增加连接绳，在连接绳上悬挂补给货物以实现补给货物转移至接收船上。由于接收船与补给船的排水量与重心不同等差异的存在，导致接收船与补给船在受到海浪影响时会产生较大的升沉运动。接收船与补给船之间的升沉运动容易导致补给船上起重机控制的补给货物与接收船之间发生碰撞，容易对一些精密或者危险的补给货物造成损坏或者造成安全事故，影响海上并靠补给的安全性。


技术实现要素：

4.本公开实施例提供了海上并靠补给波浪补偿控制方法及控制装置，可以减少补给货物与接收船之间发生碰撞的可能性以提高海上并靠补给的安全性。所述技术方案如下：
5.本公开实施例提供了一种海上并靠补给波浪补偿控制方法，所述海上并靠补给波浪补偿控制方法包括：
6.获取接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差，所述初始升沉位移差为波浪补偿开始瞬间所述补给船与所述接收船之间的升沉位移差，所述实时升沉位移差为所述波浪补偿过程中实时对应的所述补给船与所述接收船的升沉位移差；
7.获取所述接收船上的起重机的初始补给货物吊具的高度与所述起重机的实时补给货物吊具的高度，所述初始补给货物吊具的高度为所述波浪补偿开始瞬间所述起重机的补给货物吊具的高度，所述实时补给货物吊具的高度为所述波浪补偿过程中实时对应的所述起重机的补给货物吊具的高度；
8.调节所述起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等以完成所述波浪补偿，所述第一差值为所述实时升沉位移差与所述初始升沉位移差之差，所述第二差值为所述实时补给货物吊具的高度与所述初始补给货物吊具的高度之差。
9.可选地，所述调节所述起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等，包括：
10.调节所述起重机的补给货物吊具的速度以调节所述补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等。
11.可选地，所述补给货物吊具通过连接绳与所述起重机的升降绞车相连，所述补给货物吊具的速度与所述升降绞车的转动线速度相等，所述升降绞车的升沉速度与所述补给
船的升沉速度相等，所述调节所述起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等，还包括：
12.根据所述波浪补偿开始瞬间所述第一差值与所述第二差值之差、所述波浪补偿过程中所述接收船的实时升沉速度与所述补偿过程中所述补给船的实时升沉速度确定所述起重机的补给货物吊具的补偿速度；
13.根据所述补偿速度调节所述补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等。
14.可选地，采用闭环控制算法根据所述波浪补偿开始瞬间所述第一差值与所述第二差值之差确定所述升降绞车的第一调节线速度；
15.以所述接收船的实时升沉速度与所述补给船的实时升沉速度之差为第二调节速度；
16.以所述第一调节线速度与所述第二调节速度之和为所述补给货物吊具的补偿速度。
17.可选地，所述获取接收船与补给船的初始升沉位移差，包括：
18.分别获取所述接收船与所述补给船相对目标高度的接收船标准高度与补给船标准高度；
19.获取所述波浪补偿开始瞬间所述接收船相对目标高度的接收船初始高度与所述补给船相对目标高度的补给船初始高度；
20.以所述接收船初始高度减所述接收船标准高度得到所述接收船初始位移；
21.以所述补给船初始高度减所述补给船初始高度得到所述补给船初始位移；
22.所述接收船初始位移减所述接收船初始位移得到所述获取接收船与补给船的初始升沉位移差。
23.可选地，采用以下公式得到所述初始升沉位移差，
24.eh0＝h10-h20，
25.其中eh0为所述获取接收船与补给船的初始升沉位移差；h10为所述接收船初始位移；h20所述补给船初始位移。
26.可选地，获取所述接收船上的起重机的初始补给货物吊具的高度与所述起重机的实时补给货物吊具的高度后，调节所述起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等前，
27.实时获取所述第一差值与所述第二差值。
28.可选地，所述海上并靠补给波浪补偿控制方法还包括：
29.获取接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差前，根据所述补给货物吊具相连的补给货物与所述接收船的甲板之间的距离判断是否开启波浪补偿。
30.可选地，若所述补给货物与所述接收船的甲板之间的距离小于或等于两米则开启波浪补偿。
31.本公开实施例提供了一种海上并靠补给波浪补偿控制装置，所述海上并靠补给波浪补偿控制装置包括：
32.第一数据采集模块，用于获取接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差，所述初始升沉位移差为波浪补偿开始瞬间所述补给船与所述接收船之间的升沉位移差，所述实时升沉位移差为所述波浪补偿过程中实时对应的所述补给船与所述接收船的升
沉位移差；
33.第二数据采集模块，用于获取所述接收船上的起重机的初始补给货物吊具的高度与所述起重机的实时补给货物吊具的高度，所述初始补给货物吊具的高度为所述波浪补偿开始瞬间所述起重机的补给货物吊具的高度，所述实时补给货物吊具的高度为所述波浪补偿过程中实时对应的所述起重机的补给货物吊具的高度；
34.处理模块，用于调节所述起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等以完成所述波浪补偿，所述第一差值为所述实时升沉位移差与所述初始升沉位移差之差，所述第二差值为所述实时补给货物吊具的高度与所述初始补给货物吊具的高度之差。
35.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
36.获取接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差，初始升沉位移差为波浪补偿开始瞬间补给船与接收船之间的升沉位移差，实时升沉位移差为波浪补偿过程中实时对应的补给船与接收船的升沉位移差。接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差，可以直接反应接收船相对补给船在高度上出现的相对变化，便于后续确定补给货物吊具与接收船之间的位置关系。再获取接收船上的起重机的初始补给货物吊具的高度与起重机的实时补给货物吊具的高度，初始补给货物吊具的高度为波浪补偿开始瞬间起重机的补给货物吊具的高度，实时补给货物吊具的高度为波浪补偿过程中实时对应的起重机的补给货物吊具的高度。可以直接反应与补给货物吊具相连的补给货物的高度变化。再调节起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等以完成波浪补偿，第一差值为实时升沉位移差与初始升沉位移差之差，第二差值为实时补给货物吊具的高度与初始补给货物吊具的高度之差。第一差值等于第二差值，则补给货物吊具的高度变化等于接收船相对补给船在高度上出现的变化，实现了与补给货物吊具相连的补给货物距离接收船的甲板之间的距离不变，一定程度上消除波浪对海上并靠补给的影响并降低了补给货物与接收船之间的甲板出现碰撞的可能性，提高了海上并靠补给的安全性。
附图说明
37.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，
38.图1是本公开实施例提供的一种海上并靠补给波浪补偿控制方法流程图；
39.图2是本公开实施例提供的一种海上并靠补给波浪补偿控制装置结构图；
40.图3是本公开实施例提供的另一种海上并靠补给波浪补偿控制方法流程图。
具体实施方式
41.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步的详细描述。
42.图1是本公开实施例提供的一种海上并靠补给波浪补偿控制方法流程图，如图1所示，本公开实施例提供了一种海上并靠补给波浪补偿控制方法，海上并靠补给波浪补偿控制方法包括：
43.s101：获取接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差，初始升沉位移差为波浪补偿开始瞬间补给船与接收船之间的升沉位移差，实时升沉位移差为波浪补偿过
程中实时对应的补给船与接收船的升沉位移差。
44.s102：获取接收船上的起重机的初始补给货物吊具的高度与起重机的实时补给货物吊具的高度，初始补给货物吊具的高度为波浪补偿开始瞬间起重机的补给货物吊具的高度，实时补给货物吊具的高度为波浪补偿过程中实时对应的起重机的补给货物吊具的高度。
45.s103：调节起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等以完成波浪补偿，第一差值为实时升沉位移差与初始升沉位移差之差，第二差值为实时补给货物吊具的高度与初始补给货物吊具的高度之差。
46.获取接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差，初始升沉位移差为波浪补偿开始瞬间补给船与接收船之间的升沉位移差，实时升沉位移差为波浪补偿过程中实时对应的补给船与接收船的升沉位移差。接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差，可以直接反应接收船相对补给船在高度上出现的相对变化，便于后续确定补给货物吊具与接收船之间的位置关系。再获取接收船上的起重机的初始补给货物吊具的高度与起重机的实时补给货物吊具的高度，初始补给货物吊具的高度为波浪补偿开始瞬间起重机的补给货物吊具的高度，实时补给货物吊具的高度为波浪补偿过程中实时对应的起重机的补给货物吊具的高度。可以直接反应与补给货物吊具相连的补给货物的高度变化。再调节起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等以完成波浪补偿，第一差值为实时升沉位移差与初始升沉位移差之差，第二差值为实时补给货物吊具的高度与初始补给货物吊具的高度之差。第一差值等于第二差值，则补给货物吊具的高度变化等于接收船相对补给船在高度上出现的变化，实现了与补给货物吊具相连的补给货物距离接收船的甲板之间的距离不变，一定程度上消除波浪对海上并靠补给的影响并降低了补给货物与接收船之间的甲板出现碰撞的可能性，提高了海上并靠补给的安全性。并且第一差值与第二差值可以分别较为准确地反应接收船相对补给船的高度变化以及补给货物的高度变化，第一差值还可以消除中间参数导致的部分误差，可以保证控制结果的准确，以进一步降低补给货物与接收船之间出现碰撞的可能性，有效提高最终得到的海上并靠补给的安全性。
47.需要说明的是，在本公开所提供的实现方式中，波浪补偿是指通过调节补给货物吊具的高度，来调节与补给货物吊具相连的补给货物的高度，以抵消由海上风浪导致的补给货物与接收船的甲板之间的高度差的过程。保证补给货物可稳定安全地转移至接收船上。第一差值等于第二差值的瞬间，波浪补偿可完成。
48.为便于理解，此处可提供以下公式，第一差值与第二差值可通过以下公式确定。
49.eht＝(h1t-h2t)-eh0
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(1)；
50.elt＝lt-l0＝eht
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(2)；
51.公式(1)中，eht为第一差值，(h1t-h2t)为接收船相对补给船的实时升沉位移差，eh0为接收船相对补给船的初始升沉位移差；公式(2)中，elt为第二差值，lt为实时补给货物吊具的高度，l0为初始补给货物吊具的高度。可以便于确定第一差值及第二差值并判断第一差值是否等于第二差值。
52.可选地，步骤s103中，调节起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等，包括：
53.调节起重机的补给货物吊具的速度以调节补给货物吊具的高度直至第一差值与
第二差值相等。
54.在波浪补偿的过程中，可以通过改变补给货物吊具的速度以减少需要达到第一差值等于第二差值的时长，缩短波浪补偿所需的时间，则补给货物相对接收船的高度的调节所需时间快，补给货物与接收船之间产生碰撞的可能性则降低。可以提高海上并靠补给的安全性。
55.需要说明的是，在本公开所提供的实现方式中，补给货物吊具通过连接绳与起重机的升降绞车相连，补给货物吊具的速度与升降绞车的转动线速度相等，升降绞车的升沉速度与补给船的升沉速度相等。
56.可选地，步骤s103中，调节起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等，还包括：
57.根据波浪补偿开始瞬间第一差值与第二差值之差、波浪补偿过程中接收船的实时升沉速度与补偿过程中补给船的实时升沉速度确定起重机的补给货物吊具的补偿速度；根据补偿速度调节补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等。
58.根据补偿速度调节补给货物吊具的高度，可以较为快速地达到第一差值与第二差值相等的目的，实现对与补给货物吊具相连的补给货物的快速调节。并且补偿速度根据波浪补偿开始瞬间第一差值与第二差值之差以及波浪补偿过程中接收船的实时升沉速度与补偿过程中补给船的实时升沉速度整体来确定，考虑到了计算补偿速度的延时效果，并在波浪补偿的过程中，同时动态抵消了部分波浪补偿过程中接收船与补给船受外力影响可能会产生相对位移差，可以更快速地达到第一差值与第二差值相等的目的，且保证补给货物与接收船之间的距离更为稳定，降低补给货物与接收船产生碰撞的可能性。
59.需要说明的是，接收船的实时升沉速度与补给船的实时升沉速度分别为在波浪补偿过程中，接收船实时对应的升沉速度与补给船实时对应的升沉速度。在本公开所涉及的实现方式中，升沉位移与升沉速度分别为接收船或者补给船在所在区域内垂直于水平面的方向上的位移与速度。
60.在本公开所提供的其他实现方式中，也可以仅根据波浪补偿开始瞬间第一差值与第二差值之差来确定补偿速度，本公开对此不做限制。
61.可选地，步骤s103，包括：采用闭环控制算法根据波浪补偿开始瞬间第一差值与第二差值之差确定升降绞车的第一调节线速度；以接收船的实时升沉速度与补给船的实时升沉速度之差为第二调节速度；以第一调节线速度与第二调节速度之和为补给货物吊具的补偿速度。
62.采用闭环控制算法根据波浪补偿开始瞬间第一差值与第二差值之差确定升降绞车的第一调节线速度，可以较为稳定地控制升降绞车的转动，再叠加以接收船的实时升沉速度与补给船的实时升沉速度之差为第二调节速度，得到补偿速度，便于计算的同时也可以保证对补给货物吊具较快且较为稳定的调节过程。
63.在本公开所提供的其他实现方式中，第一调节先速度也可以根据插值法或者经验确定，本公开对此不做限定。或者在调节补给货物吊具的高度的过程中，也可以维持补给货物吊具以一固定的速度进行补偿与调整，或者在调节补给货物吊具的高度的过程中，仅考虑以第一差值与第二差值之差来确定升降绞车的补偿速度，本公开对此不做限制。
64.需要说明的是，补偿速度小于升降绞车的额定转速对应的最大线速度。在本公开
所提供的实现方式中，可在波浪补偿开启后则持续进行图1中所示的步骤s101与步骤s102。也可在第一差值与第二差值不等的情况下开启波浪补偿。本公开对此不做限制。
65.图2是本公开实施例提供的一种海上并靠补给波浪补偿控制装置结构图，参考图2可知，本公开实施例提供了一种海上并靠补给波浪补偿控制装置，海上并靠补给波浪补偿控制装置包括：
66.第一数据采集模块1，用于获取接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差，初始升沉位移差为波浪补偿开始瞬间补给船与接收船之间的升沉位移差，实时升沉位移差为波浪补偿过程中实时对应的补给船与接收船的升沉位移差。
67.第二数据采集模块2，用于获取接收船上的起重机的初始补给货物吊具的高度与起重机的实时补给货物吊具的高度，初始补给货物吊具的高度为波浪补偿开始瞬间起重机的补给货物吊具的高度，实时补给货物吊具的高度为波浪补偿过程中实时对应的起重机的补给货物吊具的高度。
68.处理模块3，用于调节起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等以完成波浪补偿，第一差值为实时升沉位移差与初始升沉位移差之差，第二差值为实时补给货物吊具的高度与初始补给货物吊具的高度之差。
69.在本公开所提供的实现方式中，采集模块可包括距离、位移或速度传感器，处理模块可以包括处理器。便于控制装置的成型。
70.图2中海上并靠补给波浪补偿控制装置所对应的技术效果可参考图1中所示的海上并靠补给波浪补偿控制方法所对应的技术效果，因此此处不再赘述。
71.图3是本公开实施例提供的另一种海上并靠补给波浪补偿控制方法流程图，参考图3可知，海上并靠补给波浪补偿控制方法可包括：
72.s201：根据补给货物吊具相连的补给货物与接收船的甲板之间的距离判断是否开启波浪补偿。若补给货物与接收船的甲板之间的距离小于或等于两米则开启波浪补偿。
73.在开启波浪补偿之前，根据补给货物吊具相连的补给货物与接收船的甲板之间的距离判断是否开启波浪补偿，可以保证在补给货物吊具与接收船的甲板之间距离较大且不会产生安全风险时不开启波浪补偿，可以减少起重机整体的能耗。在补给货物与接收船的甲板之间的距离较小时再开启波浪补偿，可以保证海上并靠补给的稳定性的同时，有效避免资源浪费。在补给货物与接收船的甲板之间的距离小于或等于两米时开启波浪补偿，可以有效降低补给货物与接收船的甲板之间碰撞的可能性，有效提高海上并靠补给的安全性。
74.示例性地，补给货物与接收船的甲板之间的距离可通过类似位移传感器或者激光测量器得到。便于判断补给货物与接收船的甲板之间的距离。
75.需要说明的是，测量补给货物与接收船的甲板之间的距离的器件的信号可传递至处理模块并由处理模块进行处理。
76.在本公开所提供的一种实现方式中，在补给货物与接收船的甲板之间的距离小于或等于两米的情况下，波浪补偿可持续开启。
77.s202：获取接收船与补给船的初始升沉位移差与实时升沉位移差，初始升沉位移差为波浪补偿开始瞬间补给船与接收船之间的升沉位移差，实时升沉位移差为波浪补偿过程中实时对应的补给船与接收船的升沉位移差。
78.可选地，步骤s202中，获取接收船与补给船的初始升沉位移差，包括：
79.分别获取接收船与补给船相对目标高度的接收船标准高度与补给船标准高度；获取波浪补偿开始瞬间接收船相对目标高度的接收船初始高度与补给船相对目标高度的补给船初始高度；以接收船初始高度减接收船标准高度得到接收船初始位移；以补给船初始高度减补给船初始高度得到补给船初始位移；接收船初始位移减接收船初始位移得到获取接收船与补给船的初始升沉位移差。
80.采用以上方式可以得到较为准确的数据，以便于后续补给货物吊具的速度或者高度的准确控制。提高海上并靠补给的安全性。
81.可选地，可采用以下公式得到初始升沉位移差，
82.eh0＝h10-h20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)，
83.其中eh0为获取接收船与补给船的初始升沉位移差；h10为接收船初始位移；h20补给船初始位移。便于初始升沉位移差的确定与计算。
84.需要说明的是实时升沉位移差也可以通过类似公式(3)的逻辑确定。
85.需要说明的是，目标高度可为接收船与补给船所在区域某一水平面的固定高度。接收船与补给船相对目标高度的接收船标准高度与补给船标准高度，则均为海上无风浪时接收船与补给船相对目标高度的接收船标准高度与补给船标准高度。本公开中所提供的高度均可通过传感器进行测量得到。
86.s203：获取接收船上的起重机的初始补给货物吊具的高度与起重机的实时补给货物吊具的高度，初始补给货物吊具的高度为波浪补偿开始瞬间起重机的补给货物吊具的高度，实时补给货物吊具的高度为波浪补偿过程中实时对应的起重机的补给货物吊具的高度。
87.需要说明的是，补给货物吊具的高度可通过在补给货物吊具上安装传感器测量得到。
88.s204：实时获取第一差值与第二差值，第一差值为实时升沉位移差与初始升沉位移差之差，第二差值为实时补给货物吊具的高度与初始补给货物吊具的高度之差。
89.实时获取第一差值与第二差值，可以实时判断第一差值与第二差值是否相等，以判断是否需要对起重机的补给货物吊具的高度进行调整。也可以对第一差值与第二差值的数据进行监测以保证补给货物与接收船的甲板之间的距离为较为安全的距离。
90.s205：调节起重机的补给货物吊具的高度直至第一差值与第二差值相等以完成波浪补偿。
91.步骤s205可参考图1中所示的步骤s103，因此此处不再赘述。
92.以上所述，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。