2 系统仿真分析
    2.1系统参数设置
    模型系统中，需要设定机械系统参数及工作模拟参数。
    机械系统参数数据：主油泵排量为250×2mL/rev；流量为550×2L/min；液压马达排量为107mL/rev；额定压力为355bar；减速机减速比为73.785；驱动齿轮减速比为8.307 7。
    系统模型中前馈部分需要设备的静态标定数据，但在仿真时并没有此数据，因此只设定它的比例系数。在张力和速度的 PID控制器中，设定了张力值及速度值后需要设置PID参数及系统PLC的循环扫描周期、时间基数等。前期设置：张力为120T；速度为15m/min；PLC扫描周期为100ms；时间基数为100ms。
    2.2仿真结果分析
    首先分析船舶的启停特性，为后续分析提供依据。由船舶启停与拉力关系仿真曲线（如图3所示）可知，当船舶启动过程加快时，钢丝绳张力超调增大，此时通过调节PID控制增益参数尸；可抑制超调，从而增加系统稳定性。

    受风浪的影响，锚机张力时刻在变化，因此锚机需要频繁动作才能保持张力在设定值范围内。对工作过程中泵的流量进行仿真，仿真结果与试验实测结果比较如图4所示。

    根据船舶自身的运动特性及锚机的响应特性，系统采用大阻尼与低刚性的弹簧系统模拟船舶的工作工况。依据此假设，设定了两组参数来进行快速与慢速工况的模拟：工况1为刚度1. 7e6、阻尼3. 1 e5；工况2为刚度1. 1e6、阻尼5. 1 e5。
    快速时速度设定为14m/min；慢速时速度设定为2m/min。模拟时，控制参数按表1设置。

    由两种工况下的系统响应曲线（如图5、图6所示）可知，在系统参数相同的情况下，若刚度较大、阻尼较小，则张力振荡较剧烈，变化量也较大（10％左右）；若刚度较小、阻尼较大，则张力振荡较平稳，变化量较小（5％左右），张力相对稳定。因此，船舶速度对系统影响较大，船速越小，张力波动越小，系统也越稳定，控制精度更高。



    通过对锚机进行仿真，可得到下面结论。
    （1）船舶快速运动时具有较大的刚度k和较小的阻尼c；船舶在慢速运动时具有较小的刚度k和较大的阻尼。。
    （2）船舶快速运动时刚度较大，系统响应超调量大，系统振荡频繁，此时可通过增大时间周期N，使系统响应周期加大，从而减小振荡，增加稳定性，但周期过大，超调量也会较大。减小PID控制增益参数Pj能减小超调量，但会延长稳定时间；减小速度反馈增益参数P、将有助于增加稳定性，但稳态误差会相应增加。
    （3）船舶慢速运动时，刚度降低，系统响应平稳，张力变化小，可实现稳定控制，有助于后期调整船舶姿态，顺利到达预设的定位点。

    3 结束语
    本文介绍了一种锚机的恒张力控制原理及控制策略，分析了控制策略中的静态前馈环节、张力及速度PID控制器参数，并结合分析数据采用AMESim仿真软件对锚机控制系统建立仿真模型，在仿真中通过假设不同工况环境分析不同工况下张力仿真曲线，得出了锚机在不同工况时的相应特性，给锚机在实际工作时的参数设定提供参考。

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