随着我国综合国力的强大和海洋开发的日益增多,海上作业日趋频繁,对钻井平台等深海作业的人员和设备的补给也越来越重要。而且,随着我国海军力量的强大,海上补给对海军部队的按时补给问题也不容忽视。为了保证补给过程中不受波浪起伏的限制,保证货物和船舶的安全,使补给船在恶劣海况下也可以对被补给船进行补给,对波浪补偿系统的研究日趋重要。本文提出一种海浪补偿与防晃方案,对方案的机理进行了具体的分析与论证。结合所学知识,对美国Sandia国家实验室关于船用起重机的摆动控制系统进行了分析研究,并根据该系统的原理,对3D方面的波浪补偿系统进行了开发设计。将精确地摆动控制与升沉补偿相结合,设计了一套较为完整的波浪补偿系统,证明了该系统在动力方面的可行性和合理性。具体的工作内容包括:(1)引入国外的PCS控制概念,将摆动控制与升沉补偿进行结合,设计了一套较为完整的波浪补偿系统。该波浪补偿系统由机械执行系统(卷扬机)、液压驱动系统、计算机控制系统和传感器检测系统组成。对这些部分分别进行介绍和分析。(2)对系统的关键部分进行分析与数学建模。首先对涉及到的坐标系进行了一一的建立和介绍,推导出各个坐标系的关系;然后,对PCS基于方位和速度分别进行建模,推算出船体运动和负载方位及负载速度的关系,进而达到控制目的。最后,对数字滤波部分的滤波公式进行了详细的推导,并将行星齿轮部分进行建模。(3)以一条在建船舶为例,验证了该系统的可行性与合理性及优势,为后续的仿真与实物开发实验奠定了基础。根据船厂提供的技术资料,对普通起重机加装波浪补偿系统所需的功率进行了计算,证明普通起重机加装波浪补偿系统在动力方面的可行性。