本文關(guān)鍵詞：船舶舵機(jī)加載系統(tǒng)設(shè)計與控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以中國人民解放軍海軍工程大學(xué)100噸加載力舵機(jī)加載試驗(yàn)臺的實(shí)際工程項(xiàng)目為背景,對用于船舶類舵機(jī)的加載試驗(yàn)的舵機(jī)加載系統(tǒng)進(jìn)行了方案設(shè)計、優(yōu)化以及控制策略的研究。舵機(jī)加載系統(tǒng)是一種模擬舵機(jī)在工作狀況下的受力情況的半實(shí)物試驗(yàn)設(shè)備,具有節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本、縮短研制周期、提高成功率、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),對在航空航天、軍事武器、車輛船舶等領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)均具有重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)價值舵機(jī)加載系統(tǒng)已有四十多年的研究歷史,其大多數(shù)產(chǎn)品主要應(yīng)用于飛行器領(lǐng)域。針對船舶舵機(jī)自身慣性力大、受水動力頻率范圍寬的特點(diǎn),船舶舵機(jī)加載系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)較高頻率和較大輸出力的加載,相比于廣泛應(yīng)用于飛行器的舵機(jī)加載系統(tǒng)其技術(shù)要求更高、設(shè)計難度更大。因此,對更高性能的舵機(jī)加載系統(tǒng)的研究依然是具有重要價值的。本文的研究內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的技術(shù)要求指標(biāo)以及對基本原理分析,對舵機(jī)加載系統(tǒng)的主要元件進(jìn)行了初步的計算選型。然后建立數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)方塊圖,并使用Simulink軟件分別對慣性加載裝置和加載系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,找到其性能上存在的問題。通過時域仿真和頻域仿真,發(fā)現(xiàn)慣性加載裝置,加載系統(tǒng)性能上所存在的問題。對慣性加載裝置存在的性能問題進(jìn)行分析,并通過仿真分析其影響因素,找到通過改變結(jié)構(gòu)參數(shù)改善非線性的方法。在此基礎(chǔ)上提出了根據(jù)液壓馬達(dá)頻率特性曲線與結(jié)構(gòu)參數(shù)對應(yīng)關(guān)系,對主要元件的選型進(jìn)行了優(yōu)化的方法。經(jīng)過仿真分析,驗(yàn)證了這一方法能夠有效地提高慣性加載裝置的加載精度。對多余力產(chǎn)生原理及其特性進(jìn)行分析,并通過仿真驗(yàn)證了多余力存在的微分特性。對此采用速度補(bǔ)償策略抑制多余力,通過仿真驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)速度補(bǔ)償能夠有效削減多余力,但高頻加載時剩余多余力仍然很大。采用內(nèi)�？刂撇呗赃M(jìn)行前饋補(bǔ)償進(jìn)一步對對多余力進(jìn)行抑制。通過仿真驗(yàn)證了速度前饋結(jié)合內(nèi)�？刂频膹�(fù)合控制方法可以有效地抑制高頻信號產(chǎn)生的多余力,提高加載系統(tǒng)的加載精度。
【關(guān)鍵詞】：船舶舵機(jī) 慣性加載裝置 加載系統(tǒng) 多余力 結(jié)構(gòu)不變性 內(nèi)�？刂�
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U664.82;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景9
• 1.2 研究的目的和意義9
• 1.3 舵機(jī)加載系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀9-14
• 1.3.1 國外舵機(jī)加載系統(tǒng)研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3.2 國內(nèi)舵機(jī)加載系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 舵機(jī)加載系統(tǒng)主要技術(shù)難點(diǎn)14
• 1.5 多余力抑制策略綜述14-15
• 1.5.1 結(jié)構(gòu)式補(bǔ)償原理15
• 1.5.2 控制式補(bǔ)償原理15
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 舵機(jī)加載系統(tǒng)初步方案設(shè)計與分析17-41
• 2.1 技術(shù)要求與指標(biāo)17-18
• 2.2 舵機(jī)加載系統(tǒng)的工作原理與系統(tǒng)構(gòu)成18-20
• 2.2.1 舵機(jī)加載試驗(yàn)臺的工作原理18-19
• 2.2.2 舵機(jī)加載試驗(yàn)臺的系統(tǒng)構(gòu)成19-20
• 2.3 初步設(shè)計計算與選型20-28
• 2.3.1 液壓缸設(shè)計計算及選型20-23
• 2.3.2 伺服閥設(shè)計計算及選型23-24
• 2.3.3 液壓馬達(dá)及慣量盤設(shè)計計算及選型24-27
• 2.3.4 傳感器選型27
• 2.3.5 試驗(yàn)臺整體尺寸27-28
• 2.4 舵機(jī)加載系統(tǒng)的建模分析28-40
• 2.4.1 舵機(jī)加載系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型28-33
• 2.4.2 舵機(jī)加載系統(tǒng)所存在問題的研究33-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第3章 慣性加載裝置的優(yōu)化方法研究41-52
• 3.1 影響慣性加載裝置加載精度的主要因素41
• 3.2 非線性摩擦的抑制方法研究41-46
• 3.3 提高慣性加載系統(tǒng)傳動特性的優(yōu)化方法研究46-48
• 3.4 優(yōu)化效果的仿真驗(yàn)證48-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 加載系統(tǒng)控制策略研究52-65
• 4.1 多余力的產(chǎn)生原理52
• 4.2 多余力特性的仿真分析52-54
• 4.3 基于結(jié)構(gòu)不變性原理的速度前饋補(bǔ)償策略54-57
• 4.4 基于前饋逆模型觀測器結(jié)構(gòu)的內(nèi)模控制策略57-64
• 4.4.1 內(nèi)�？刂圃�57-61
• 4.4.2 內(nèi)�？刂破鞯脑O(shè)計61-63
• 4.4.3 內(nèi)�？刂破鞯姆抡娣治�63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：船舶舵機(jī)加載系統(tǒng)設(shè)計與控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：362015