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CN107298394A - 一种基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法 - Google Patents

一种基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法 Download PDF

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CN107298394A
CN107298394A CN201710551048.5A CN201710551048A CN107298394A CN 107298394 A CN107298394 A CN 107298394A CN 201710551048 A CN201710551048 A CN 201710551048A CN 107298394 A CN107298394 A CN 107298394A
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Application number
CN201710551048.5A
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Inventor
卢道华
汪建秘
王佳
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Jiangsu University of Science and Technology
Marine Equipment and Technology Institute Jiangsu University of Science and Technology
Original Assignee
Jiangsu University of Science and Technology
Marine Equipment and Technology Institute Jiangsu University of Science and Technology
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Publication date
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Publication of CN107298394A publication Critical patent/CN107298394A/zh
Priority to PCT/CN2017/116482 priority patent/WO2019006994A1/zh
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    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及一种基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，包括下述步骤：补偿系统的构建、图像采集、补偿液压缸伸缩量计算、初次补偿、二次补偿。本发明的优点在于：本发明的补偿方法，根据CCD工业相机采集到的海天线图像，计算出船体的水平姿态角，并将水平姿态角传输给工控机，工控机进行反解，得出四个液压缸的伸缩量，将算出的补偿值由数字信号经D/A转换器转换成模拟信号，模拟信号经伺服放大器后传输给电液伺服阀，伺服阀根据处理后的模拟信号控制四个补偿液压缸的伸缩运动，实现对动平台上的作业装置的横摇和纵摇的实时补偿，并通过测量值与计算值的偏差来进行闭环控制，来进一步提高补偿系统的稳定性。

Description

一种基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法
技术领域
本发明涉及海上波浪补偿领域，特别涉及一种基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法。
背景技术
随着人类对于海洋运输和海洋资源的需求不断增加，海上作业显得尤为重要。对于在海上船舶上的作业，起吊装置无疑是重要的组成部分。然而，由于受到海风、海浪的影响，海上作业的船舶会进行无规律的摇摆运动，存在较大的安全隐患，严重影响了海上作业效率。因此，必须对船舶上的起吊装置进行波浪补偿，消减波浪摇摆等引起的安全风险，以提高吊装的工作效率和安全系数。
波浪补偿分主要为主动波浪补偿和被动波浪补偿。主动波浪补偿需要通过各种传感器检测出船舶由波浪引起的横摇、纵摇和升沉的姿态参数，然后根据补偿量控制执行机构对船体的摇摆进行补偿；被动波浪补偿是通过在原有设备中增加补偿装置进行波浪补偿。在主动波浪补偿的设备中，稳定平台对横摇、纵摇以及升沉补偿效果较好。通用的AHC吊机只能对船舶进行升沉补偿，无法对船舶的横摇和纵摇实施补偿。
因此，针对上述现象，在专利CN105668430A中就提到了一种具有多自由度主动波浪补偿功能的吊机装置及补偿方法，下方是固定在甲板上的圆形静平台，圆形静平台正上方是圆形动平台，圆形动平台固定连接吊机，圆形静平台和圆形动平台之间连接六个补偿液压缸，六个补偿液压缸中的每个补偿液压缸各连接一个对应的电液伺服阀，电液伺服阀依次串接功率放大器、D/A模块后连接运动控制器，圆形静平台正中间位置装有姿态传感器；姿态传感器将测得的船舶由风浪引发的横摇、纵摇和升沉值传输给运动控制器，运动控制器先求出六个补偿液压缸的运动值，再求出与运动值相反的波浪补偿值，六个电液伺服阀根据波浪补偿值输出相应的流量和压力分别控制对应的六个补偿液压缸伸缩和摇摆，补偿横摇、纵摇和升沉。
上述结构中实现了对船舶的升沉、横摇、纵摇运动进行补偿，但是这种结构平台方式通常适用于一些大型的船载吊机，对于一些小型船载而言，如果直接采用这种结构来进行吊装，成本较高、占地较大。首先，它需要采用六个补偿液压缸来配合进行实现，需要的部件比较的多，结构复杂，进行补偿动作时比较麻烦；另外，其动平台与静平台之间的连接只是通过六个补偿液压缸的配合来实现连接，连接不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，能够很好的对船体的横摇和纵摇进行实时补偿，为作业装置提供一种稳定的工作平台，实现作业装置的稳定运行。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，其创新点在于：所述补偿方法包括下述步骤：
a）补偿系统的构建：所述补偿系统包括一补偿单元，所述补偿单元包括一对相互配合的静平台、动平台以及连接静平台与动平台用的中间支撑柱，该中间支撑柱位于静平台与动平台的中心处，且与动平台之间通过虎克铰连接，与静平台之间固定连接，所述静平台与动平台之间还设置有四个补偿液压缸；一吊装单元，所述吊装单元包括一安装在动平台上端的吊机；还包括CCD工业相机、DSP数字信号处理器、工控机、运动控制器、Kalman滤波器、400L液压泵站、伺服阀，其中CCD工业相机固定于船舶甲板上，DSP数字信号处理器进行图像处理及计算，计算结果传输给工控机，运动控制器的输入端与工控机相连，伺服阀的信号输入端用于接收运动控制器处理过的信号，伺服阀的输出端连接补偿液压缸，液压泵站为静平台、动平台提供液压动力；
b）图像采集：由CCD工业相机采集海天线图像，并根据采集到的图像计算得出船体的水平姿态角和，其中表示横摇角度，表示纵摇角度；
c）补偿液压缸伸缩量计算：将计算得出的船体水平姿态角和实时传输至工控机，工控机根据获取的姿态数据实时反解求出波浪补偿平台的四个补偿液压缸的伸缩量；
d）初次补偿：将计算得出的波浪补偿值即液压缸的伸缩量经运动控制器，再经D/A转换器由数字信号转换成模拟信号后，再通过伺服放大器处理后传输至对应的电液伺服阀，电液伺服阀分别根据输入的模拟信号输出对应补偿液压缸的流量和压力值，来实时补偿船舶的摇摆，保证动平台保持稳定状态；
e）二次补偿：通过线位移传感器分别测出对应的补偿液压缸的伸缩量，将测出的结果值由模拟信号经A/D转换器转换成数字信号后，再把数字信号反馈回运动控制器，线位移传感器测出的四个测量值与反解算法求出的四个液压缸的波浪补偿值构成运动控制偏差，运动控制偏差表示反解算法求出的四个补偿液压缸的伸缩量与线位移传感器测出的四个测量值之差，假设反解算法计算得出的四个液压缸的伸缩量分别为：，线位移传感器测出的测量值分别为：，运动控制偏差即为：、、、；运动控制器根据所求运动控制偏差分别对四个补偿液压缸进行闭环控制，来进一步提高补偿系统的稳定性，保证动平台保持稳定状态。
进一步的，所述补偿液压缸与静平台、动平台之间的连接具体为：四个补偿液压缸呈长方形状分布在中间支撑柱四周，且补偿液压缸的上下两端均通过虎克铰与动平台、静平台之间连接，所述补偿液压缸倾斜设置，其倾斜方向为自上而下逐渐向中间支撑柱方向倾斜，每个补偿液压缸均由独立的伺服阀控制。
进一步的，所述吊机包括一竖直安装在动平台上端的立柱，在立柱的顶端设置有一机械臂，所述立柱与机械臂之间还设置有旋转机构，在机械臂靠近立柱一侧的顶端安装有伺服电机B，在机械臂远离立柱的一侧的侧端还安装有滑轮。
进一步的，所述旋转机构包括一安装在立柱上的回转机构，以及一安装在立柱顶端的转向节，所述转向节的顶端通过定位销与机械臂相连接固定。
进一步的，所述回转机构为一滚动轴承，其与立柱之间的连接具体为：所述立柱包括一位于下端的固定段、一位于上端的活动段，且活动段为一下端开口的空心圆柱体结构，滚动轴承安装在固定段与活动段之间，且固定段的顶端刚好嵌入滚动轴承的内壁，活动段套装在滚动轴承的外壁上。
进一步的，所述步骤b中的计算方法为：
利用上一时刻相机水平姿态信息预测海天线投影直线，在已预测的海天线投影的附近区域检测图像边缘；
利用检测的图像边缘坐标，通过反复选取内点拟合直线的方法确定候选的直线；
利用比较区域灰度统计值的方法选择出正确的海天线投影直线，计算出相机水平姿态角作为观测量；
利用Kalman滤波获得相机水平姿态角的最优估计值，最终通过安装关系获得船体水平姿态角。
进一步的，步骤c中，反解算法是根据船体水平姿态角和计算得出四个补偿液压缸由风浪引起的运动值，假设各补偿液压缸的运动值分别为、、、，为保持动平台处于稳定状态，四个补偿液压缸需对动平台进行主动补偿，即 (i = 1、2、3、4)，表示各补偿液压缸的伸缩量，即补偿值。
本发明的优点在于：本发明的补偿方法，根据CCD工业相机采集到的海天线图像，计算出船体的水平姿态角，并将水平姿态角传输给工控机，工控机进行反解，得出四个液压缸的伸缩量，将算出的补偿值由数字信号经D/A转换器转换成模拟信号，模拟信号经伺服放大器后传输给电液伺服阀，伺服阀根据处理后的模拟信号控制四个补偿液压缸的伸缩运动，实现对动平台上的作业装置的横摇和纵摇的实时补偿，并通过测量值与计算值的偏差来进行闭环控制，来进一步提高补偿系统的稳定性，保证动平台保持稳定状态。
本发明能够在恶劣的海况下执行作业任务，大范围的补偿船体的横摇和纵摇运动，为上平台上的作业装置提供一个稳定的工作环境。
通过对动平台与静平台之间的连接进行改进，采用中间支撑柱与四个补偿液压缸的配合得以实现，通过增加中间支撑柱来确保动平台与静平台之间的连接，利用中间支撑柱来承受静平台及吊机的大部分重力，增加补偿液压缸的使用寿命，提高静平台的稳定性，而且由于是针对的小型船载吊装，采用四个补偿液压缸即可实现，这样整个结构减少了两个补偿液压缸，不仅减少了整体的部件数量，同时在进行补偿时也比较的方便。
而对于动平台上安装的吊机，可以实现在狭小的空间内完成拆卸和安装，这样整个补偿吊机具有结构简单、便于携带、体积小等特点。
对于中间支撑柱、动平台、静平台、补偿液压缸几者之间的连接，通过采用虎克铰的连接方式，从而提高了对摇摆的补偿范围；而对于四个补偿液压缸的安装，采用长方形的分布方式以及上小下大的安装位置的不同，从而能够使补偿液压缸受力均匀、运动平稳，防止动平台在水平面发生转动造成失稳。
对于吊机上设置的旋转机构，在需要进行吊装不同方位的物体时，可通过该旋转机构转动机械臂的方向，从而实现了不同方位的物体的吊装。
在本发明中，补偿单元仅用于补偿船体的摇摆运动，因此只需要很小的液压缸行程就可以实现对船体摇摆的补偿，这样补偿单元的高度比较短、体积比较小，便于携带、安装且可靠性增强；而升沉运动补偿则采用机械臂上的伺服电机B进行补偿，这样的结构与补偿控制可以实现吊机的小型化同时提高可靠性；通过补偿单元与吊机上的伺服电机B共同作用，能够让吊机的立柱始终垂直水平位置，实现了吊机的稳定可靠的吊装工作人员以及安全性要求较高的货物，从而达到降低成本、提高系统稳定性、可靠性和实用性广的目的。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的波浪补偿系统的示意图。
图2为本发明的补偿单元的示意图。
图3为本发明中补偿单元中补偿液压缸的分布示意图。
图4为本发明中吊机的示意图。
图5为图4的A-A示意图。
图6为本发明的具有主动波浪补偿功能的便携式小型船载吊装系统分解示意图。
图7为本发明中的波浪补偿平台的控制原理图。
图8为本发明中工作流程图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明的基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法具体通过下述步骤得以实现：
第一步，补偿系统的构建：如图1-图6所示的示意图可知，补偿系统包括
一补偿单元，如图2所示的示意图可知，该补偿单元包括一波浪补偿平台，该波浪补偿平台包括一对相互配合的静平台6、动平台3以及连接静平台6与动平台3用的中间支撑柱8，且静平台6与动平台3同心且平行设置，该中间支撑柱8位于静平台6与动平台3的中心处，且中间支撑柱8与动平台3之间通过虎克铰11连接，中间支撑柱8与静平台6之间固定连接，静平台6与动平台3之间还设置有四个补偿液压缸10，在补偿液压缸10上还安装有对补偿液压缸10的伸缩量进行检测的位移传感器。
如图3所示的示意图可知，补偿液压缸10与静平台6、动平台3之间的连接具体为：四个补偿液压缸10呈长方形状分布在中间支撑柱8四周，且补偿液压缸10的上端均通过虎克铰C4与动平台3连接，下端通过虎克铰D9与静平台6之间连接，补偿液压缸10倾斜设置，其倾斜方向为自上而下逐渐向中间支撑柱8方向倾斜，这样使得补偿液压缸10在动平台3与静平台6上的安装位置距离不一样，且上小下大，使得补偿液压缸10受力均匀、运动平稳，防止动平台3在水平面发生转动造成失稳，在静平台6上焊接虎克铰D9的连接支撑时，将支撑按对称分布于以静平台6的以中心位置为圆心的圆上,在动平台3上安装虎克铰C4时，同样将与四个补偿液压缸10相连的虎克铰连接支撑按对称分布在动平台3的中心位置为圆心的圆上，同时保证安装时与同一补偿液压缸相连接的两个虎克铰支撑在一条直线上，这样安装后补偿液压缸10将产生一定的倾斜，能够保证动平台3运动或静止时电动吊机不会失稳，同时在静平台6的中心位置安装中间支撑8，通过虎克铰,1与动平台3的中心位置连接，这样能够让中间支撑8承受动平台3及吊机的大部分重力，增加了补偿液压缸10的使用寿命、提高动平台3及吊机的稳定性，每个补偿液压缸10均由独立的伺服阀控制。
一吊装单元，该吊装单元包括一安装在动平台3上端的吊机，如图4所示的示意图可知，吊机包括一竖直安装在动平台3上端的立柱2，在立柱2的顶端设置有一机械臂15，立柱2与机械臂15之间还设置有旋转机构，在机械臂15靠近立柱2一侧的顶端安装有伺服电机B1,该伺服电机B1用于驱动安装在机械臂15上的绞车工作，在机械臂15远离立柱2的一侧的侧端还安装有滑轮12。
旋转机构包括一安装在立柱2上的回转机构14，以及一安装在立柱2顶端的转向节13，转向节13的顶端与机械臂15相连接固定。
回转机构14为一滚动轴承142，其与立柱2之间的连接具体为：如图5所示的示意图可知，立柱包括一位于下端的固定段141、一位于上端的活动段143，且活动段143为一下端开口的空心圆柱体结构，滚动轴承142安装在固定段141与活动段143之间，且固定段141的顶端刚好嵌入滚动轴承142的内壁，活动段143套装在滚动轴承142的外壁上。对于吊机上设置的旋转机构，在需要进行吊装不同方位的物体时，可通过该旋转机构转动机械臂的方向，从而实现了不同方位的物体的吊装。
如图6所示的示意图可知，吊机可以方便拆卸为伺服单机B1、机械臂15、转向节13、回转机构14、滚动轴承142、立柱2和上平台3，定位销连接机械臂15和转向节13，滚动轴承142连接回转机构14，吊机零部件拆卸只需要取下定位销和滚动轴承142，就能够让吊机叠装起来便于携带；同样，只需插上定位销和滚动轴承142，就能够实现补偿吊机的安装。
还包括CCD工业相机、DSP数字信号处理器、工控机、运动控制器、Kalman滤波器、400L液压泵站、伺服阀，其中CCD工业相机固定于船舶甲板上，DSP数字信号处理器进行图像处理及计算，计算结果传输给工控机，运动控制器的输入端与工控机相连，伺服阀的信号输入端用于接收运动控制器处理过的信号，伺服阀的输出端连接补偿液压缸，液压泵站为静平台、动平台提供液压动力。
如图7所示的示意图可知，在控制时，通过海天线检测计算出的船体水平姿态角传输给工控机，工控机的输出端连接运动控制器，运动控制器的输出端分别连接四个D/A转换器的输入端，D/A转换器的输出端分别连接四个电液伺服阀，电液伺服阀输出端分别连接补偿液压缸10，通过四个补偿液压缸10的伸缩运动来保持动平台3的稳定性，同时四个补偿液压缸10的输出端又分别连接线位移传感器的输入端，A/D转换器的输入端分别连接线位移传感器的输出端，A/D转换器的输出端连接运动控制器。
第二步，图像采集：由CCD工业相机采集海天线图像，并根据采集到的图像计算得出船体的水平姿态角和，其中表示横摇角度，表示纵摇角度。
上述步骤中的反解计算方法具体为：
利用上一时刻相机水平姿态信息预测海天线投影直线，在已预测的海天线投影的附近区域检测图像边缘；
利用检测的图像边缘坐标，通过反复选取内点拟合直线的方法确定候选的直线；
利用比较区域灰度统计值的方法选择出正确的海天线投影直线，计算出相机水平姿态角作为观测量；
利用Kalman滤波获得相机水平姿态角的最优估计值，最终通过安装关系获得船体水平姿态角。
第三步，补偿液压缸伸缩量计算：将计算得出的船体水平姿态角和实时传输至工控机，工控机根据获取的姿态数据实时反解求出波浪补偿平台的四个补偿液压缸的伸缩量。
反解算法是根据船体水平姿态角和计算得出四个补偿液压缸由风浪引起的运动值，假设各补偿液压缸的运动值分别为、、、，为保持动平台处于稳定状态，四个补偿液压缸需对动平台进行主动补偿，即 (i = 1、2、3、4)，表示各补偿液压缸的伸缩量，即补偿值。
第四步，初次补偿：将计算得出的波浪补偿值即液压缸的伸缩量经运动控制器，再经D/A转换器由数字信号转换成模拟信号后，再通过伺服放大器处理后传输至对应的电液伺服阀，电液伺服阀分别根据输入的模拟信号输出对应补偿液压缸的流量和压力值，来实时补偿船舶的摇摆，保证动平台保持稳定状态。
第五步，二次补偿：通过线位移传感器分别测出对应的补偿液压缸的伸缩量，将测出的结果值由模拟信号经A/D转换器转换成数字信号后，再把数字信号反馈回运动控制器，线位移传感器测出的四个测量值与反解算法求出的四个液压缸的波浪补偿值构成运动控制偏差，运动控制偏差表示反解算法求出的四个补偿液压缸的伸缩量与线位移传感器测出的四个测量值之差，假设反解算法计算得出的四个液压缸的伸缩量分别为：，线位移传感器测出的测量值分别为：，运动控制偏差即为：、、、；运动控制器根据所求运动控制偏差分别对四个补偿液压缸进行闭环控制，来进一步提高补偿系统的稳定性，保证动平台保持稳定状态。
如图8所示的示意图可知，本发明中的波浪补偿方法的工作流程为：首先，分别建立CCD工业相机的水平坐标系、成像图面坐标系和船体甲板坐标系，然后，获取初始时刻的CCD工业相机的水平姿态角，其中包括对获取的初始海天线图像进行边缘检测和海天线检测，选择出正确的海天线投影直线，再根据海天线投影直线计算出相机的水平姿态角：；再然后，初始化Kalman滤波器，其中包括设置估计噪声协方差矩阵与Kalman滤波器的状态量矩阵；根据初始化后的Kalman滤波器预测时刻的海天线投影直线的斜率与截距；再根据CCD工业相机采集到的时刻的海天线图像，获取相机水平姿态角的测量值；然后，更新Kalman滤波器的状态量和估计噪声协方差矩阵；根据相机的安装关系，计算时刻的船体水平姿态角：；将时刻的船体水平姿态角传输至工控机，进行波浪补偿反解，分别计算出四个补偿液压缸的伸缩量；运动控制器控制四个补偿液压缸的伸缩运动，四个缸的伸缩量分别经过四个D/A转换器将数字信号转换成模拟信号，四个电液伺服阀分别根据输入的模拟信号，控制四个补偿液压缸的流量与压力值，进而控制补偿液压缸的伸缩量，以实现对动平台实时进行波浪补偿，确保动平台处于相对稳定的状态。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述补偿方法包括下述步骤：
a）补偿系统的构建：所述补偿系统包括一补偿单元，所述补偿单元包括一对相互配合的静平台、动平台以及连接静平台与动平台用的中间支撑柱，该中间支撑柱位于静平台与动平台的中心处，且与动平台之间通过虎克铰连接，与静平台之间固定连接，所述静平台与动平台之间还设置有四个补偿液压缸；一吊装单元，所述吊装单元包括一安装在动平台上端的吊机；还包括CCD工业相机、DSP数字信号处理器、工控机、运动控制器、Kalman滤波器、400L液压泵站、伺服阀，其中CCD工业相机固定于船舶甲板上，DSP数字信号处理器进行图像处理及计算，计算结果传输给工控机，运动控制器的输入端与工控机相连，伺服阀的信号输入端用于接收运动控制器处理过的信号，伺服阀的输出端连接补偿液压缸，液压泵站为静平台、动平台提供液压动力；
b）图像采集：由CCD工业相机采集海天线图像，并根据采集到的图像计算得出船体的水 平姿态角说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image002.jpg和说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image004.jpg，其中说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image006.jpg表示横摇角度，说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\34756dest_path_image004.jpg表示纵摇角度；
c）补偿液压缸伸缩量计算：将计算得出的船体水平姿态角说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\889579dest_path_image002.jpg和说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\669317dest_path_image004.jpg实时传输至工控机， 工控机根据获取的姿态数据实时反解求出波浪补偿平台的四个补偿液压缸的伸缩量；
d）初次补偿：将计算得出的波浪补偿值即液压缸的伸缩量说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image008.jpg经运动控制器，再经D/A 转换器由数字信号转换成模拟信号后，再通过伺服放大器处理后传输至对应的电液伺服 阀，电液伺服阀分别根据输入的模拟信号输出对应补偿液压缸的流量和压力值，来实时补 偿船舶的摇摆，保证动平台保持稳定状态；
e）二次补偿：通过线位移传感器分别测出对应的补偿液压缸的伸缩量，将测出的结果 值由模拟信号经A/D转换器转换成数字信号后，再把数字信号反馈回运动控制器，线位移传 感器测出的四个测量值与反解算法求出的四个液压缸的波浪补偿值构成运动控制偏差，运 动控制偏差表示反解算法求出的四个补偿液压缸的伸缩量与线位移传感器测出的四个测 量值之差，假设反解算法计算得出的四个液压缸的伸缩量分别为：说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image010.jpg， 线位移传感器测出的测量值分别为：说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image012.jpg，运动控制偏差即为：说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image014.jpg、说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image016.jpg、说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image018.jpg、说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image020.jpg；运动控制器根据所求 运动控制偏差说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image022.jpg分别对四个补偿液压缸进行闭环控制，来进一步提高补偿 系统的稳定性，保证动平台保持稳定状态。
2.根据权利要求1所述的基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述补偿液压缸与静平台、动平台之间的连接具体为：四个补偿液压缸呈长方形状分布在中间支撑柱四周，且补偿液压缸的上下两端均通过虎克铰与动平台、静平台之间连接，所述补偿液压缸倾斜设置，其倾斜方向为自上而下逐渐向中间支撑柱方向倾斜，每个补偿液压缸均由独立的伺服阀控制。
3.根据权利要求1所述的基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述吊机包括一竖直安装在动平台上端的立柱，在立柱的顶端设置有一机械臂，所述立柱与机械臂之间还设置有旋转机构，在机械臂靠近立柱一侧的顶端安装有伺服电机B，在机械臂远离立柱的一侧的侧端还安装有滑轮。
4.根据权利要求3所述的基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述旋转机构包括一安装在立柱上的回转机构，以及一安装在立柱顶端的转向节，所述转向节的顶端通过定位销与机械臂相连接固定。
5.根据权利要求4所述的基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述回转机构为一滚动轴承，其与立柱之间的连接具体为：所述立柱包括一位于下端的固定段、一位于上端的活动段，且活动段为一下端开口的空心圆柱体结构，滚动轴承安装在固定段与活动段之间，且固定段的顶端刚好嵌入滚动轴承的内壁，活动段套装在滚动轴承的外壁上。
6.根据权利要求1所述的基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，其特征在于：所述步骤b中的计算方法为：
利用上一时刻相机水平姿态信息预测海天线投影直线，在已预测的海天线投影的附近区域检测图像边缘；
利用检测的图像边缘坐标，通过反复选取内点拟合直线的方法确定候选的直线；
利用比较区域灰度统计值的方法选择出正确的海天线投影直线，计算出相机水平姿态角作为观测量；
利用Kalman滤波获得相机水平姿态角的最优估计值，最终通过安装关系获得船体水平姿态角。
7.根据权利要求1所述的基于海天线检测的二自由度波浪补偿系统的补偿方法，其特 征在于：步骤c中，反解算法是根据船体水平姿态角说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\422116dest_path_image002.jpg和说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\439750dest_path_image004.jpg计算得出四个补偿液压缸由风 浪引起的运动值，假设各补偿液压缸的运动值分别为说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image024.jpg、说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image026.jpg、说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image028.jpg、说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image030.jpg，为保持动平台处于稳定 状态，四个补偿液压缸需对动平台进行主动补偿，即说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\dest_path_image032.jpg (i = 1、2、3、4)，说明: D:\软件\cpc\cases\inventions\c96f4442-80bb-4801-9e96-58d07fa84ea5\new\100001\75262dest_path_image008.jpg表示 各补偿液压缸的伸缩量，即补偿值。 2
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