船用起重机作为海洋工程中重要的起重运输设备之一,在海上转运、货物吊装以及航标布放等领域有着广泛的应用。由于船用起重机的作业环境比较特殊,在海浪众多因素的干扰下,对吊重系统的升沉及摇摆运动的影响较为严重,从而难以保证吊装作业的定位精度,降低了作业效率,不利于船用起重机安全稳定地运行。因此,针对船用起重机的升沉与摇摆问题,设计升沉补偿系统与减摇补偿系统具有十分重要的研究价值与工程意义。在升沉补偿方面,本文基于速度补偿原理,对吊重系统进行了运动学分析,得出补偿速度与升沉运动速度之间的关系。结合升沉补偿装置的特点,对于大功率伺服系统,采用泵控液压马达的控制方式;在补偿机构上采用二次调节技术;在节能方面利用二次元件和蓄能器对负载下降补偿阶段的能量进行回收;在起升机构方面采用差动行星减速器,将负载的主起升运动与升沉补偿的运动进行合成,最终确定半主动式绞车升沉补偿系统的总体方案。根据系统的补偿指标,建立升沉补偿系统的液压原理图,完成对起升机构、卷筒、差动减速器以及液压系统中主回路等系统参数的计算。通过AMESim软件对升沉补偿系统模型进行仿真,得到吊重系统在上升工况与下降工况下的补偿速度对船舶升沉速度的跟踪情况,速度补偿精度高,验证了半主动式绞车升沉补偿系统工作原理的有效性。在吊重减摇方面,结合传统减摇装置的特点,提出了吊盘式机械减摇机构,并对吊盘牵引索进行空间受力分析,得出吊盘摆角与牵引索张力的对应关系。基于恒张力控制原理,建立牵引索的动力学模型,将微分方程转化成代数方程,推导张力控制的传递函数。根据减摇装置的运行原理,设计液压系统的恒张力控制原理图,对系统的换向与速度控制特性进行分析,完成对牵引索的张力控制。确定减摇系统的工况要求,计算出对应摆角下系统的最大张力负载,完成对液压马达、液压泵以及压力继电器的选型计算。对恒张力系统的仿真环境进行简化,利用AMESim软件和Simulink软件建立张力控制模型与恒张力液压仿真模型,根据理论计算结果设置模型子元件的关键参数。最后通过仿真,在给定变化的负载信号的条件下,验证恒张力系统的动态性能良好,控制精度高,响应速度快,并且液压系统的压力、流量、转矩以及转速等参数指标的对外输出均能保持恒定,满足恒张力控制理论的要求。