本文關(guān)鍵詞：蝶閥開度電液比例控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：船舶壓載水系統(tǒng)是船舶體系的生命力系統(tǒng),其可以通過(guò)控制水艙的灌注和排出來(lái)調(diào)節(jié)船舶沉浮狀態(tài),保證船舶安全平穩(wěn)運(yùn)行。蝶閥因其結(jié)構(gòu)緊湊、流量系數(shù)大,易實(shí)現(xiàn)大流量、大口徑的流體輸送等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于船舶壓載水系統(tǒng)中。本文以壓載水艙DN250蝶閥為研究對(duì)象,針對(duì)傳統(tǒng)式開關(guān)控制系統(tǒng)的不足設(shè)計(jì)了蝶閥開度電液比例控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了開啟角度的連續(xù)控制;同時(shí)借助遺傳算法對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了優(yōu)化研究;分析并討論了蝶閥流場(chǎng)特性及其合理工作開度范圍。論文工作及相關(guān)結(jié)論如下:首先,針對(duì)現(xiàn)有船用蝶閥啟閉液壓控制系統(tǒng)存在的不足,研究和探討了本課題的總體設(shè)計(jì)方案;同時(shí)分析了蝶閥開度液壓控制系統(tǒng)的功能需求及其重要技術(shù)參數(shù)。依據(jù)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案,建立數(shù)學(xué)模型,分析并得到控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù),并就影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了探討。其次,基于AMESim液壓控制系統(tǒng)仿真軟件,對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能在非PID控制、常規(guī)PID控制及基于遺傳算法優(yōu)化的PID控制三種情況下進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明:引入遺傳算法優(yōu)化后的系統(tǒng)更穩(wěn)定且無(wú)震蕩,得到蝶閥開啟時(shí)間為25.2s,開啟角度為90.015°,系統(tǒng)最大偏差為0.017°,符合系統(tǒng)的控制要求。最后,借助FLUENT流體分析軟件,對(duì)DN250中心型蝶閥模型在不同開度下的流場(chǎng)特性進(jìn)行了恒速定常流數(shù)值模擬及分析,同時(shí)探討了流阻系數(shù)、流量系數(shù)以及水動(dòng)力矩系數(shù)與蝶閥開度的關(guān)系。結(jié)果表明:開度小于30°時(shí),流阻系數(shù)和流體擾動(dòng)較大,易造成大量的能量損耗,不利于蝶閥的長(zhǎng)期有效工作;開度大于60°時(shí),流阻系數(shù)較小,流線形態(tài)平穩(wěn)且能量損耗低,有利于提升蝶閥的工作效率;開度70°時(shí),流場(chǎng)的水動(dòng)力矩系數(shù)達(dá)到峰值0.193,可成為蝶閥的工作開度首選。綜上所述,本文針對(duì)壓載水艙管道蝶閥設(shè)計(jì)了其開度控制系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了優(yōu)化研究;同時(shí)結(jié)合流場(chǎng)特性對(duì)蝶閥合理工作開度進(jìn)行了探討。研究結(jié)果可為船舶液動(dòng)蝶閥開度液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.92

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1 劉建輝;;蝶閥的使用維修與檢測(cè)[J];計(jì)量與測(cè)試技術(shù);2009年01期

2 ;大口徑全鑄蝶閥[J];技術(shù)與市場(chǎng);2010年08期

3 萬(wàn)木┰，

本文編號(hào)：1228796