随着海洋钻井平台向更深处海域探索,钻井深度的不断增加,补偿功率增大,往往需要更大功率要求的升沉补偿装置才能满足实际升沉补偿条件。针对补偿功率不足的现象,本文对海洋钻井平台双绞车升沉补偿系统进行研究。通过调研钻井平台升沉补偿系统国内外现状,参照9000m海洋钻井平台系统的工作条件及工作要求,对双绞车系统工作机理及系统结构进行分析,制定升沉补偿系统方案。根据6级海况确定的升沉补偿参数以及9000m钻机基本参数计算双绞车升沉补偿起升系统参数,进而对系统的电动机、绞车滚筒以及钢丝绳等主要元件进行选型。根据所选元件性能参数建立补偿系统的数学模型及仿真模型。通过电机动态数学模型及YJ13电机参数建立了基于Matlab/Simulink的电机仿真模型,对其空载、带载启动等工况进行分析。基于该模型,对矢量控制变频调速系统进行建模及仿真分析。运用质量集中法对负载进行简化并作动力学分析,建立负载模型传递函数,进而建立双绞车升沉补偿系统整体仿真模型。根据双绞车升沉补偿系统具有多变量耦合、非线性、大滞后性等特点,采用PID控制与模糊PID控制算法分别对系统工作性能进行仿真分析,并比较控制效果。运用凑试法对PID控制参数进行整定,根据补偿系统特性设计模糊控制规则,制定模糊控制规则表。控制结果表明,在相同升沉补偿条件下,模糊PID控制效果优于PID控制,补偿率更高,系统也更加稳定。根据双绞车升沉补偿系统结构与工作机理,设计并搭建了双绞车升沉补偿系统实验台,包括双补偿绞车以及平台升沉模拟装置。对平台升沉模拟装置中的电机、滚珠丝杆升降机及控制部分中的制动电阻等元件进行了计算校核和型号选取。本双绞车升沉补偿系统控制器采用西门子S7-200,通过PID控制算法对实验台精度进行验证,完成实验台平台升沉模拟装置以及双绞车升沉补偿装置控制程序的编写。