摘要：为了简化海洋钻井绞车升沉补偿系统的结构、降低主动式绞车补偿系统的能耗，通过系统结构设计、系统建模、内模PID鲁棒位移控制器设计等，设计了一种半主动式海洋钻井绞车升沉补偿系统，并通过非线性时域仿真与实验研究对系统进行了验证。系统结构设计实现了升沉补偿与自动送钻两种运动的解耦控制，降低了系统能耗。系统建模时采用质量集中法和能量守恒原则对系统进行了简化。提出了外环大钩位移闭环与内环电机转速闭环的双层控制方案，设计了外层内模PID鲁棒位移控制器，内模控制在模型匹配与模型失配情况下的稳态偏差均为零，滤波器时间常数越小动态性能越好、抗干扰能力越强。仿真模拟和实验研究的补偿率均在90％以上，补偿效果良好，系统具有可行性。图8参14

关键词：钻井平台 绞车 升沉补偿 半主动式 系统设计 

单位：中国石油大学(华东)机电工程学院 浙江大学流体传动及控制国家重点实验室