随着第四次工业革命的到来和海洋强国战略的实施,越来越多的离岸设施被投入使用。随之而来的海上船与平台之间的人员与货物转移作业也日趋频繁。然而海洋环境复杂多变,传统的转移作业装备如吊篮、直升机等由于海上环境的限制已不能满足人员频繁多次往返的作业要求。目前一些国家针对这一问题采用大型波浪补偿登离舷梯装置,大型波浪补偿登离舷梯装备具备主动运动补偿功能,使补偿后的舷梯在复杂的海上环境下运动幅度大大降低且安全连接在船舶与离岸设施之间。本文主要针对大型波浪补偿登离舷梯的机械系统和液压系统进行设计,对舷梯的控制系统进行主动波浪补偿功能的联合仿真分析。为了得到准确的波浪补偿登离舷梯装置仿真和控制数据,首先确定舷梯装置的整体方案设计,包括运行目标、运行要求和操作过程。根据运行目标和要求在Solidworks软件中设计舷梯装置的机械结构。根据DNV GL的相关规范,通过有限元法对舷梯的强度与挠度进行仿真分析,计算结果表明设计的舷梯模型强度与挠度满足规范的要求。其次,求解舷梯进行补偿运动的关节轨迹。对舷梯运动学与动力学计算方法进行研究,以串联机构运动学方法求解舷梯的运动学与动力学方程。建立舷梯三个关节坐标系,通过坐标变换和D-H矩阵参数法表示舷梯臂顶端的点位姿坐标,求解舷梯的正逆向运动学解,计算得到期望的舷梯关节补偿参数。以Lagrange方程法,求解舷梯每个关节的质心雅可比行列式和舷梯的动能与势能,得到舷梯的动力学方程。再次,对舷梯的三个液压子系统进行分析,建立舷梯关节到执行器的计算公式,使运动学到液压系统建立联系。通过计算和分析选择液压系统的元件,包括阀件、液压缸、液压马达以及主泵与管路,详细计算了舷梯执行液压缸的受力、行程、缸径与流量。最后,对舷梯进行运动控制,确定舷梯部署期间与连接期间的主动波浪补偿控制器。舷梯部署到着陆平台期间的波浪补偿控制器基于速度前馈补偿的PID控制方法,舷梯与着陆平台连接期间波浪补偿控制器采用基于位置的阻抗控制方法。在AMESim软件建立舷梯的液压系统模型,通过AMESim与Matlab/Simulink联合仿真,验证各期间主动波浪补偿控制器的有效性。