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船用起重机在海上作业时,受到海浪的影响会产生六个自由度的运动,其中升沉运动对作业起重机安全性和稳定性影响最大。油缸式升沉补偿系统作为船用起重机上的重要设备,能够有效减小海浪对起重机正常作业的影响。因此设计补偿精度高,能耗低的新型油缸式主动升沉补偿系统具有重要意义。本文针对被动式升沉补偿系统补偿精度低,完全由液压泵供能的主动式升沉补偿系统能耗高的问题,以油缸式主动升沉补偿系统为研究对象,借助AMEsim和Matlab软件进行仿真分析。首先设计最佳的升沉补偿系统方案；其次设计不同的油缸式主动升沉补偿系统方案和控制方式,对升沉补偿系统进行数学建模并进行仿真分析；最后建立联合仿真,设计出能耗低,补偿精度高的油缸式主动升沉补偿系统。本文的主要工作内容如下：(1)对被动式、主动式、新型主动式升沉补偿系统进行评价。分别设计其原理图和AMEsim模型,分析后得出新型主动式升沉补偿系统的能耗更少,补偿精度更高,因此选择由蓄能器和液压泵联合供能的新型主动升沉补偿系统方案。(2)设计油缸串联、油缸并联、普通油缸及复合油缸四种主动升沉补偿系统方案。通过分析,表明复合油缸设计能够避免多缸配合问题,占用的船体空间更小,压杆稳定性更好,系统流量更少,因此选取复合油缸式主动升沉补偿系统设计方案。(3)分析不同的控制方式。借助Matlab/Simulink软件分别对PID与模糊PID控制进行仿真分析,结果表明模糊PID控制比PID控制具有更小的超调量、更快的响应速度和更短的调整时间,能够适应不同的工况。因此采用模糊PID控制方法。(4)建立AMEsim-Simulink联合仿真,分析系统在不同浪高和不同波浪频率下的补偿效果,不同浪高下的补偿精度均能达到设计要求。本文的研究为高效低耗油缸式主动升沉补偿系统设计提供了新思路,设计的复合油缸式主动升沉补偿系统的补偿效果能够达到设计要求,研究成果为油缸式主动升沉补偿系统的开发提供设计参考,同时为相关样机的研制提供技术支持。