主动升沉补偿与被动升沉补偿有何区别？

并列比较被动和主动升沉补偿，以自适应被动升沉补偿作为折中方案，并说明各种吊装适用的方法。

作者： Tord Martinsen & Peter Wang · 2026年3月 · 审核于 2026年8月 · 阅读时间7分钟

实际应用： 大多数吊装介于这两种架构之间，请比较 ANTARES 自适应 PHC 和 RIGEL 基础型 PHC.

在海上吊装系统设计中，选择主动还是被动升沉补偿是最重要的决策之一。两种方法都能减小船舶升沉对悬吊负载的影响，但其实现方式有根本差异，在成本、复杂程度及不同作业的适用性方面也各不相同。

被动升沉补偿：简单可靠

被动升沉补偿 (PHC) 使用气弹簧，通常由充氮蓄能器作用于液压缸，在起重机与负载之间形成柔性连接。系统通过气体的压缩和膨胀吸收船舶升沉运动，并以液压阻尼控制动态响应。

PHC 运行时无需外部动力，不配备传感器或控制系统，运动部件也很少。因此，其固有可靠性高，非常适合恶劣的海上环境。补偿性能取决于具体设计和工况：它受所测输入与输出运动、负载、激励、行程及调谐的影响。

Norwegian Dynamics ANTARES 通过自动调节气弹簧特性进一步提升被动补偿能力，在不同工况下始终保持高效率，同时避免全主动系统的复杂性。

主动升沉补偿：最高性能

主动升沉补偿 (AHC) 使用运动传感器、实时控制系统和动力液压执行器，主动驱动补偿器抵消测得的升沉。最终残余运动取决于具体工况；只有同时说明测量指标、激励、负载和控制限值，百分比才有意义。

其代价显著：AHC 需要传感、实时控制和动力执行机构。执行机构可采用液压或电力，具体取决于架构；HPU 和外部电源并非必需配置，正在开发的 ND 主动装置 VEGA 由电池供电且无需脐带缆。当执行器必须克服升沉来驱动全部负载时，装机功率可达数百千瓦。若采用由气弹簧承载静载荷的串联式架构，执行器功耗会低得多，因此主动升沉补偿页面的计算示例所得功率低一个数量级：比较任何千瓦数值前，都必须说明其架构、负载和工作制。这也会增加重量、成本和维护复杂程度。

串联式主动升沉补偿器有甲板型和水下型配置，适用于确实要求最高补偿性能的应用。

两种架构，同一任务

被动系统是经过调谐的弹簧阻尼器，主动系统则是闭环控制回路。自适应折中方案保留被动架构，并增加自动阻尼控制。

主要差异一览

选择的重点不是哪种架构性能更好，而是具体吊装能够承受多大复杂程度。被动系统以少量补偿效率为代价，换取可靠性和不依赖甲板电源；主动系统则通过装机功率、传感器、软件及其伴随的各种故障模式来换回这些效率。下表按照通常决定选型的标准，将二者与自适应折中方案进行比较。

被动、自适应或主动：完整比较

比较被动、自适应被动和主动升沉补偿的原理、功率、效率、复杂程度、可靠性、成本及最佳用途。
属性	被动 (PHC)	自适应被动 (APHC)	主动 (AHC)
原理	气弹簧吸收运动	被动核心，阻尼自动调节	执行器根据测得的升沉反向驱动
动力	运行期间无需动力	电池供电，无脐带缆	连续供电。当装机功率为 100–500 kW 时，执行器驱动全部负载
效率	70–90%	在不同工况下始终保持较高水平	90–98%
复杂程度	仅机械 / 液压	+ 自动阻尼控制	传感器 + 控制软件 + HPU
可靠性	很高，故障模式少	很高，被动承载路径	取决于电子设备、软件和电源
成本	最低	居中	资本和运营成本显著较高
最适用于	大多数水下吊装、张紧作业和浪溅区穿越	变化工况和多阶段吊装	公差严格的精确定位

自适应栏所对应的是 ANTARES ：被动承载路径配合自动阻尼控制和排放充注调节，因此许多吊装工况无需采用复杂的全主动系统。可在选型指南.

功率依据。 100–500 kW 是指执行器承载并驱动全部负载的主动系统装机连续容量，按工作循环峰值而非平均值确定。架构不同，功率会完全不同：在串联式布置中，气弹簧承载静载荷，电机仅使其偏离行程中点；对于相同负载，执行器峰值功率会低一个数量级。请参阅主动升沉补偿页面上的计算工况；比较任何千瓦数值前，都应结合其架构、负载、行程、周期和工作制进行判断。

各种方案的适用场景

对于大多数海上吊装和水下安装作业，被动升沉补偿能够以远低于主动系统的成本和复杂程度提供足够的性能。使用自适应 PHC 系统时尤其如此，该系统可根据工况变化自行调谐。

以下情况适合采用主动升沉补偿：

作业要求很高的定位精度（例如 J 形管回接、连接器对接）。
作业期间负载重量变化显著，且无法预先预测。
环境条件严苛，被动补偿效率不足。

很多情况下，成本效益最高的解决方案是组合使用：大多数作业采用 ANTARES 等自适应被动系统，仅在要求最高的任务中使用主动系统。详细比较框架请参阅我们的升沉补偿器选型指南.

主动与被动升沉补偿常见问题

主动升沉补偿与被动升沉补偿有何区别？

被动系统负责吸收：氮气弹簧配合液压阻尼消除承载路径中的升沉，无需动力或传感器。主动系统负责抵消：MRU 测量升沉，动力执行器在闭环中反向驱动。

被动和主动升沉补偿的效率分别是多少？

被动系统的效率通常为70–90%，具体取决于海况和调谐；主动系统为90–98%。自适应被动系统通过自行重新调节阻尼，在变化工况下始终保持较高效率。

主动升沉补偿需要多大功率？

当执行器承载并驱动全部负载时，装机连续容量通常为100–500 kW，此外还需配备 HPU、运动参考单元和控制软件，并承担由此增加的重量、成本和维护工作。该数值取决于架构：对于相同负载，气弹簧承载静载荷的串联式装置所需执行器峰值功率低一个数量级，如主动升沉补偿页面的计算工况所示。被动装置在运行期间完全不需要外部动力。

什么是自适应被动升沉补偿？

配备自动阻尼控制的被动气弹簧核心：可根据工况自行调谐，采用电池供电且无需脐带缆，同时保持被动系统的可靠性。这就是 ANTARES 架构。

何时适合采用主动升沉补偿？

需要高定位精度（J 形管回接、连接器对接）、作业中负载变化无法预测，或工况超出被动系统的效率范围。其余大多数海上吊装均可采用被动或自适应被动系统，成本仅为主动系统的一小部分。