舵機裝置是用來改變船舶航行方向的執(zhí)行機構(gòu),在船舶實際航行過程中,舵機裝置面臨著復雜多變的水動力載荷工況,這要求舵機裝置具有較好的操作性能。為了能夠有效地提高舵機裝置的操作性能和使用壽命,縮短研制周期,節(jié)約研制成本,提高研制成功率,需要對舵機裝置的實際工作載荷進行模擬,滿足舵機裝置的靜動態(tài)性能測試需求,進而對舵機裝置的整體性能做出評估并改善其設(shè)計方案。本課題以舵機負載模擬系統(tǒng)為研究對象,該系統(tǒng)能在實驗室條件下對舵機裝置進行靜動態(tài)加載試驗,復現(xiàn)舵機裝置在船舶實際航行過程中所受到的水動力載荷,測試舵機裝置在不同航速負載工況下的控制精度和響應速度等性能指標。本課題的具體研究內(nèi)容如下:(1)結(jié)合舵機負載模擬器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,分析電液式、電動式和氣動式三種加載方式的優(yōu)缺點。針對船舶舵機裝置受水動力載荷變化范圍較寬的特點,采用了電液式加載方式設(shè)計舵機負載模擬系統(tǒng),分析負載模擬系統(tǒng)的主要技術(shù)難點,確定本課題的研究內(nèi)容。(2)根據(jù)舵機裝置的性能測試需求,明確了系統(tǒng)的設(shè)計指標和功能需求,基于比例溢流閥和電液伺服閥的控制原理對系統(tǒng)進行了液壓原理設(shè)計,并對主要元件進行選型計算。(3)建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型,求...

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 舵機負載模擬系統(tǒng)概述
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.3 電液負載模擬系統(tǒng)
    1.3 負載模擬系統(tǒng)技術(shù)難點
    1.4 本課題的主要研究內(nèi)容
第2章 舵機負載模擬系統(tǒng)功能指標與方案設(shè)計
    2.1 負載模擬系統(tǒng)設(shè)計指標
    2.2 負載模擬系統(tǒng)功能需求
    2.3 負載模擬系統(tǒng)方案設(shè)計
        2.3.1 負載模擬系統(tǒng)組成
        2.3.2 液壓系統(tǒng)原理設(shè)計
        2.3.3 液壓元件選型計算
    2.4 本章小結(jié)
第3章 舵機負載模擬系統(tǒng)數(shù)學建模與仿真分析
    3.1 負載模擬系統(tǒng)數(shù)學建模
        3.1.1 力傳感器數(shù)學模型
        3.1.2 舵機系統(tǒng)數(shù)學模型
        3.1.3 加載系統(tǒng)數(shù)學模型
        3.1.4 伺服閥的數(shù)學模型
        3.1.5 系統(tǒng)傳遞函數(shù)框圖
    3.2 負載模擬系統(tǒng)仿真分析
        3.2.1 舵機系統(tǒng)仿真分析
        3.2.2 加載系統(tǒng)仿真分析
        3.2.3 系統(tǒng)耦合仿真分析
    3.3 系統(tǒng)多余力的特性分析
        3.3.1 多余力的產(chǎn)生原理
        3.3.2 多余力的仿真分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 舵機負載模擬系統(tǒng)試驗臺架設(shè)計與搭建
    4.1 試驗臺架液壓系統(tǒng)設(shè)計
        4.1.1 液壓系統(tǒng)三維建模
        4.1.2 液壓系統(tǒng)實物搭建
    4.2 試驗臺架電氣系統(tǒng)設(shè)計
        4.2.1 電氣系統(tǒng)原理設(shè)計
        4.2.2 電氣系統(tǒng)實物搭建
    4.3 試驗臺架控制系統(tǒng)設(shè)計
        4.3.1 控制系統(tǒng)軟件架構(gòu)
        4.3.2 控制系統(tǒng)程序設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第5章 加載系統(tǒng)力跟蹤閉環(huán)控制特性試驗研究
    5.1 多余力的抑制策略研究
        5.1.1 速度前饋補償控制
        5.1.2 模糊自整定PID控制
        5.1.3 控制算法仿真分析
    5.2 靜態(tài)加載特性試驗研究
    5.3 動態(tài)加載特性試驗研究
        5.3.1 電機泵組加載工況
        5.3.2 蓄能器站加載工況
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 課題展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間科研成果及獎勵



本文編號：3791818