本文關(guān)鍵詞：基于舵機控制的新型擺線推進器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：擺線推進器可在360°范圍內(nèi)任意并快速地改變推進力方向和大小,相較于其它船舶推進器,其具有優(yōu)異的可操控性能。在國外,擺線推進器在拖船、掃雷艦等特種船舶上已有了較好應(yīng)用。隨著我國海洋經(jīng)濟和船舶工業(yè)的發(fā)展,越來越多的場合需要裝備有高性能動力系統(tǒng)的船舶。因此,基于擺線推進器的船舶在我國有著巨大的應(yīng)用市場,并且對于提升我國船舶工業(yè)的核心競爭力和加快船舶工業(yè)科技能力發(fā)展有著重要的意義。 本文針對現(xiàn)有擺線推進器理論方法的局限性和實現(xiàn)機構(gòu)在實際應(yīng)用中的不足,以擺線推進器的高效化、可靠化和可產(chǎn)業(yè)化為目標,開展理論分析,研制了一類基于舵機控制的新型擺線推進器,并將其裝配于無人船,驗證了擺線推進器的優(yōu)良性能。 對本文的工作概括如下： 第一章簡述了擺線推進器的基本結(jié)構(gòu)、研究背景和意義；論述了其在理論、實驗、生產(chǎn)等方面的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢以及在航海、航空、能源領(lǐng)域中的應(yīng)用；指出擺線推進器在無人船領(lǐng)域的應(yīng)用前景和意義；最后,結(jié)合研究現(xiàn)狀和研究目標給出論文主要研究內(nèi)容和總體框架。 第二章分析擺線推進器的工作原理以及控制理論模型,設(shè)計并驗證了基于舵機的擺線推進器控制機構(gòu)；通過推導(dǎo)推進效率、扭矩系數(shù)、推進系數(shù)等水動力參數(shù)來研究擺線推進器的水動力性能；論述了擺線推進器的理論方法研究。 第三章對比分析現(xiàn)有擺線推進器結(jié)構(gòu),提出基于舵機控制的新型擺線推進器的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,給出其控制系統(tǒng)的工作原理,并對該模型進行校核,包括交流伺服電機性能、模型關(guān)鍵部件和密封性能校核。 第四章在研制基于舵機控制的新型擺線推進器基礎(chǔ)上,將其裝配于無人船。設(shè)計開發(fā)一套基于舵機控制擺線推進器控制系統(tǒng)；搭建無人船的軟硬件系統(tǒng),實現(xiàn)無人船的遙控操作、GPS定位導(dǎo)航等基本功能。 第五章將搭建好的基于擺線推進器的無人船分別進行空轉(zhuǎn)和下水實驗,測試軟硬件系統(tǒng)的可行性和可靠性以及基于擺線推進器的無人船的高度可操控性并獲得相關(guān)實驗參數(shù)。 第六章對本文主要工作進行總結(jié),并給出展望。
【關(guān)鍵詞】：擺線推進器 舵機 控制系統(tǒng) 無人船
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U664.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 擺線推進器的研究意義12-13
• 1.2 擺線推進器研究現(xiàn)狀及其發(fā)展13-17
• 1.2.1 擺線推進器概述13-15
• 1.2.2 擺線推進器理論研究及其發(fā)展15
• 1.2.3 擺線推進器實驗研究及其發(fā)展15-16
• 1.2.4 擺線推進器生產(chǎn)研制及其發(fā)展16-17
• 1.3 擺線推進器的相關(guān)應(yīng)用17-22
• 1.3.1 擺線推進器在航海領(lǐng)域的應(yīng)用17-19
• 1.3.2 擺線推進器在航空領(lǐng)域的應(yīng)用19-20
• 1.3.3 擺線推進器在能源領(lǐng)域的應(yīng)用20-22
• 1.4 論文選題背景及研究內(nèi)容22-23
• 1.4.1 論文選題背景22
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排22-23
• 1.5 本章小結(jié)23-24
• 第2章 擺線推進器工作原理及其分析方法24-39
• 2.1 擺線推進器工作原理分析24-28
• 2.2 擺線推進器控制系統(tǒng)分析及其設(shè)計28-34
• 2.2.1 擺線推進器控制理論模型分析28-31
• 2.2.2 基于舵機的擺線推進器控制機構(gòu)設(shè)計31-34
• 2.3 擺線推進器水動力學(xué)分析34-37
• 2.4 擺線推進器理論方法研究37-38
• 2.4.1 基于動量定理的計算方法37
• 2.4.2 基于升力線原理的計算方法37-38
• 2.4.3 基于旋渦理論的計算方法38
• 2.4.4 基于CFD數(shù)值模擬方法38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 基于舵機控制的新型擺線推進器研制與分析39-54
• 3.1 擺線推進器實現(xiàn)機構(gòu)39-41
• 3.1.1 螺距不可調(diào)式擺線推進器39-40
• 3.1.2 螺距可調(diào)式擺線推進器40-41
• 3.2 基于舵機控制的新型擺線推進器設(shè)計41-45
• 3.2.1 擺線推進器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計41-43
• 3.2.2 擺線推進器關(guān)鍵零部件設(shè)計43-45
• 3.3 基于舵機控制的新型擺線推進器實現(xiàn)45-49
• 3.3.1 擺線推進器伺服電機選型以及校核45-47
• 3.3.2 擺線推進器連接軸強度校核47-48
• 3.3.3 擺線推進器密封性能校核48-49
• 3.4 基于舵機控制的新型擺線推進器水動力參數(shù)研究49-53
• 3.4.1 葉片數(shù)量對水動力性能影響49-50
• 3.4.2 偏心率對水動力性能影響50-52
• 3.4.3 前進方向角對水動力性能影響52
• 3.4.4 進速系數(shù)對水動力性能影響52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第4章 基于舵機控制的擺線推進器控制系統(tǒng)設(shè)計54-69
• 4.1 基于舵機控制的擺線推進器控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計54-56
• 4.2 基于舵機控制的擺線推進器控制系統(tǒng)硬件設(shè)計56-65
• 4.2.1 ARM主控模塊56-57
• 4.2.2 無線通信模塊57-58
• 4.2.3 GPS定位導(dǎo)航模塊58-60
• 4.2.4 動力驅(qū)動與控制模塊60-65
• 4.2.5 岸基工作站的搭建65
• 4.3 基于舵機控制的擺線推進器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計65-68
• 4.3.1 船載系統(tǒng)軟件設(shè)計65-66
• 4.3.2 岸基工作站軟件設(shè)計66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第5章 基于擺線推進器的無人船實驗研究69-76
• 5.1 實驗?zāi)康?/span>69
• 5.2 實驗過程69-73
• 5.2.1 基于擺線推進器的無人船空轉(zhuǎn)實驗69-71
• 5.2.2 基于擺線推進器的無人船下水實驗71-73
• 5.3 結(jié)果分析73-74
• 5.4 實驗結(jié)論74-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第6章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 論文總結(jié)76-77
• 6.2 論文展望77-78
• 參考文獻78-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果81-82
• 致謝82

【參考文獻】

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本文編號：261073