本发明涉及波浪补偿，具体为一种基于伺服电动stewart平台的波浪补偿装置。
背景技术：
1、随着海洋开发的深入，船舶在波浪中的六自由度运动严重威胁作业安全与效率，基于stewart平台的波浪补偿装置是解决此问题的理想方案，其发展经历了从液压驱动到伺服电动驱动的演进，然而，现有电动补偿技术仍存在显著瓶颈：首先，控制系统实时性不足，传统通信方式与控制算法难以满足毫秒级高频补偿需求，导致响应滞后；其次，传感器数据的传输、解析与逆解运算效率不高，且缺乏对无效数据或执行机构超限（如速度过大导致电机堵转）的智能处理与安全保护机制；最后，缺乏对上平台实际稳定状态的实时监测与评估，无法形成闭环控制以动态优化参数，制约了补偿精度与舒适性的进一步提升。因此，亟需一种集高速通信、智能决策、安全自适应与效果闭环评估于一体的创新解决方案。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于伺服电动stewart平台的波浪补偿装置，包括stewart平台，stewart平台的作动器为电动缸，还包括姿态传感器、plc、警示灯、伺服驱动器以及为plc和伺服驱动器供电的电源和继电器；
2、其中：
3、姿态传感器为船用姿态仪，船用姿态仪安装在stewart平台下台面中心位置，船用姿态仪安装坐标方向对应stewart平台移动坐标方向，船用姿态仪通过udp和tcp/ip连接方式与plc通信，为plc提供船舶的倾角和位移数据；
4、plc为中型和中大型plc，plc控制软件为codesys平台和以codesys平台二次开发的软件平台；
5、plc通过ethercat连接方式与6个伺服驱动器高速通信，控制stewart平台的6个电动缸按照指定控制参数实时追踪船用姿态仪的数据。
6、优选的，所述stewart平台的上平台安装有陀螺仪和加速度传感器，用于评估波浪补偿装置的补偿效果，陀螺仪和加速度传感器通过串口与plc通信。
7、优选的，每个所述电动缸上均安装有两台伺服电机，伺服电机分别通过离合器和变矩器与电动缸上的丝杆相连。
8、优选的，所述波浪补偿的控制方法包括以下步骤：
9、s1、姿态传感器给出船舶横摇、纵摇、摇首、纵荡、横荡和垂荡6个自由度数据，每组6个自由度数据的输出频率为20hz至100hz，频率为50~100hz时，6个自由度数据通过udp、tcp/ip传输至plc；
10、s2、解析6个自由度数据，其中纵荡、横荡和垂荡三个分量数据分别乘以系数c1、c2和c3，系数初始值为1，通过计时器计算两组数据的间隔时间，通过stewart平台逆解算法，给出电动缸需要运行的绝对位移；
11、s3、判断电动缸目标位置与电动缸实际位置之间的相对位移的大小是否在合适范围，如果相对位移小于0.05mm，判定该数据为无效数据电动缸不动作；
12、s4、如果相对位移大于电动缸最大速度下间隔时间内的位移，plc给警示灯发出警报信息，超速电缸按照最大速度移动，则按照0.2间隔减小c3的值，直至电动缸运行速度不超过其许用最大速度，以保证平台处于水平状态，同时更新6个电动缸的绝对位移值；
13、s5、如果相对位移处于0.05mm与电动缸最大速度下间隔时间内的位移值之间，则直接计算给出6个电动缸的绝对位移值；
14、s6、驱动器控制模块为连续绝对运动模块，绝对位置根据步骤s3计算，最大速度设置为相对位移除以间隔时间的0.8~1.2倍，加速度和减速度设为最大速度除以时间间隔并乘以8~12倍，终点速度设为最大速度的0.2~0.5倍；
15、s7、激活驱动器设置，使电动缸按照控制参数动作，按照姿态传感器的输出频率设置定时器，定时器到达指定时间间隔后，启动下一个控制循环。
16、优选的，根据所述上平台安装的陀螺仪和加速度传感器，按照0.01间隔分别在0~1.2倍和0~-1.2倍范围区间内，提高和降低系数c1、c2和c3的值，减小陀螺仪和加速度传感器度数值浮动，提高波浪补偿的舒适性。
17、优选的，所述plc通过伺服驱动器反馈的报警信息监控每台伺服电机的运行状态，plc监测到伺服电机在工作工程中堵转时，主动断开对应伺服电机的离合器。
18、具备以下有益效果：
19、本发明采用udp/tcp/ip传输船舶姿态数据，并结合ethercat工业以太网总线控制伺服驱动器，构建了毫秒级的高速通信网络，确保了从信号感知到执行器响应的极低延迟，以20hz至100hz的频率进行数据采集与控制周期更新，能够快速响应波浪引起的高频船舶运动，实现了对目标位置的实时、精准追踪，通过引入系数c1，c2，c3及其自适应调整算法，系统能智能地平滑运动指令，防止电动缸超速，并在保证平台水平的前提下自动优化补偿效果，提升了在不同海况下的适应性，通过设定相对位移阈值，有效滤除微小信号波动引起的无效动作，减少了系统的无效磨损和能量消耗，提高了控制稳定性，plc实时监控位移指令与电动缸能力匹配度，一旦预测到超速风险，立即触发警示灯并自动限速，同时动态调整控制参数，从根本上避免了设备因过载而损坏，并且还能够通过伺服驱动器反馈实时监控电机状态，在检测到堵转等异常时，能主动断开离合器，有效隔离故障点，防止故障扩大，保护了关键的机械传动部件，在上平台加装陀螺仪和加速度传感器，形成了闭环控制回路，通过监测上平台的实际稳定状态，并反向微调控制系数，能够持续优化补偿策略，最终显著提升平台上设备或人员的舒适性和平稳性。
1.一种基于伺服电动stewart平台的波浪补偿装置，包括stewart平台，stewart平台的作动器为电动缸，其特征在于，还包括姿态传感器、plc、警示灯、伺服驱动器以及为plc和伺服驱动器供电的电源和继电器；
2.根据权利要求1所述的一种基于伺服电动stewart平台的波浪补偿装置，其特征在于：所述stewart平台的上平台安装有陀螺仪和加速度传感器，用于评估波浪补偿装置的补偿效果，陀螺仪和加速度传感器通过串口与plc通信。
3.根据权利要求2所述的一种基于伺服电动stewart平台的波浪补偿装置，其特征在于：每个所述电动缸上均安装有两台伺服电机，伺服电机分别通过离合器和变矩器与电动缸上的丝杆相连。
4.根据权利要求3所述的一种基于伺服电动stewart平台的波浪补偿装置，其特征在于：所述波浪补偿的控制方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于伺服电动stewart平台的波浪补偿装置，其特征在于：根据所述上平台安装的陀螺仪和加速度传感器，按照0.01间隔分别在0~1.2倍和0~-1.2倍范围区间内，提高和降低系数c1、c2和c3的值，减小陀螺仪和加速度传感器度数值浮动。
6.根据权利要求5所述的一种基于伺服电动stewart平台的波浪补偿装置，其特征在于：所述plc通过伺服驱动器反馈的报警信息监控每台伺服电机的运行状态，plc监测到伺服电机在工作工程中堵转时，主动断开对应伺服电机的离合器。