1、中國是海洋大國，將來要走向海洋強國。我國對海洋資源的認(rèn)識正在不斷地加深。發(fā)展大型海洋工程技術(shù)與裝備，開發(fā)海洋油氣將作為我國的重要戰(zhàn)略。海底管道是海底油氣運輸?shù)耐ǖ?，深水海洋鋪管作業(yè)目前僅有少數(shù)幾個國家有相關(guān)的技術(shù)，是限制我國深海油氣資源開發(fā)的主要瓶頸之一。
　　我國建造了“海洋石油201”船。201船是世界上第一艘同時具備3000米深水鋪管能力、4000噸級重型起重能力和DP3級全電力推進動力定位的深水鋪管起重工程作業(yè)船。為了可以

2、培訓(xùn)人員、預(yù)演方案、降低實船操作訓(xùn)練的風(fēng)險和提高作業(yè)效率，需要通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建海洋鋪管起重作業(yè)視景仿真系統(tǒng)。張緊器的操作是鋪管過程中的重點培訓(xùn)項目。因此，構(gòu)建一套張緊器半物理仿真系統(tǒng)是項目的重點。
　　張緊器仿真控制系統(tǒng)的建立具有很高的技術(shù)難度。本論文分別從張緊器的硬件架構(gòu)和軟件開發(fā)兩個方面，介紹了張緊器半物理仿真系統(tǒng)的組成，建立了鋪管過程中張緊器張力預(yù)測的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計了張緊器控制臺的人機交互界面，并對張緊器仿真控制臺與鋪管

3、主系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞進行了詳細闡述，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和信號傳遞驗證張緊器半物理仿真平臺的各項功能。論文研究的主要內(nèi)容包括：設(shè)計張緊器半物理仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，構(gòu)建張緊器半物理仿真系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，設(shè)計張緊器遠程控制臺硬件結(jié)構(gòu)，設(shè)計張緊器遠程控制臺的面板，介紹張緊器遠程控制臺上元器件的功能及應(yīng)用；運用自然懸鏈線理論建立張緊器內(nèi)部張力預(yù)測的數(shù)學(xué)模型；使用LabVIEW虛擬儀器設(shè)計張緊器控制系統(tǒng)的人機交互界面；實現(xiàn)由LabVIEW開發(fā)

4、的張緊器控制系統(tǒng)和Visual Studio2005開發(fā)的鋪管主系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通訊，闡述張緊器仿真控制臺與鋪管主系統(tǒng)之間需要傳遞的數(shù)據(jù)；制定恒張力自動控制方案，計算在正常鋪管過程中不同水深下張力值變化曲線和速度值變化曲線。使用 NI數(shù)據(jù)采集卡采集張緊器遠程控制臺的信號，確保鋪管四個過程中張緊器半物理仿真系統(tǒng)的正常運行，從而驗證該仿真系統(tǒng)的功能是否得到實現(xiàn)。
　　本論文采用了半物理仿真方法，針對海底管道的鋪設(shè)過程中張緊器的控制進行了