随着海洋技术的不断发展,人类开始在各种海况下进行复杂的海上作业,海洋环境中船舶的不规则运动给海上作业的安全性带来不利影响,此时利用主动运动补偿技术可以极大地降低危险。过桥装置是一种在安装母船与搭接目标之间形成一条平稳海上通道的重要海洋装备,有效地补偿母船在海浪干扰下的运动对过桥末端位置的干扰影响,可以更好地控制搭接距离以减少作业危险,更快地完成搭接任务以提高作业效率,因此针对过桥装置进行主动运动补偿技术的研究具有重要的现实意义和实际工程价值。目前国内针对主动运动补偿技术的研究主要集中在主动升沉补偿系统中,对多自由度的运动补偿研究较少。本文以运用主动运动补偿技术为核心的过桥装置作为研究对象,在介绍了过桥装置系统的组成和工作原理后,着重阐述了过桥装置基于母船四自由度干扰运动的主动运动补偿技术应用,并提出了一种针对过桥装置末端位置的主动运动补偿算法。首先,利用机器人学中常用的D-H参数法结合母船干扰运动对过桥装置进行运动学建模,通过运动学正解解算求得受母船运动干扰作用后过桥末端的空间位置情况。其次,根据正解结果利用运动学反解解算出过桥装置在回转、俯仰和伸缩三个自由度上的速度补偿量;再将这三个补偿量转换为电信号输入到各液压执行机构的控制元件内实现过桥末端空间位置的补偿。再次,针对过桥装置中三套液压执行机构进行了原理分析和数学建模,得到了不考虑外负载力和外负载力矩的传递函数,再针对每套执行机构设计控制器,改善了系统的性能,同时结合运动学反解得到了多自由度主动运动补偿控制器。最后,通过Matlab/Simulink仿真对所提出的补偿算法的有效性进行了验证,又对不同执行机构动作时的过桥末端位置补偿前后情况进行比较,可以直观地看出采用主动运动补偿算法能够取得较好的补偿效果。本文以多自由度的母船运动作为干扰条件,通过主动运动补偿技术去消除干扰目标,使研究的问题和方法更接近实际情况。同时,使用较少的自由度运动补偿了复杂的母船运动影响,精简了整个主动运动补偿系统的设计,降低了装置的研制成本,因此具有重要的研究价值和广阔的应用前景。