一種新型電液力加載裝置的研制.pdf

1、船舶軸系力加載系統(tǒng)是在實驗室條件下，模擬船舶軸系在不同海況和工況下的受力情況及振動特性、測試推力軸承軸瓦的應力分布及大小、對船舶軸系進行預測性研究的實驗裝置，對于縮短研發(fā)時間、節(jié)約研制經(jīng)費和提高設備可靠性具有重要意義。本文以一個船舶軸系力加載項目為工程背景，研制了一種基于帕斯卡原理的新型的動態(tài)力加載裝置。具體的研究內(nèi)容如下。
　　首先，在分析力加載跟蹤控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎上，提出了一種新穎的強制擠壓封閉容器實現(xiàn)力加載的方案。該

2、方案基于密閉液體的體積變化與壓力變化之間呈反比的特性，通過電動缸活塞推桿擠壓承壓筒產(chǎn)生高壓，從而實現(xiàn)大范圍、高精度的壓力控制。建立了力加載系統(tǒng)完整的數(shù)學模型，分析了模型中的不確定性及非線性環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)模型進行了一定的簡化。
　　其次，引入串級控制思想，構建了多閉環(huán)控制系統(tǒng)結構。根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)特性，逐環(huán)設計了包含電動缸速度內(nèi)環(huán)及壓力控制外環(huán)的多閉環(huán)PID控制器。通過MATLAB軟件進行了數(shù)字仿真，分析了回路中存在的有界不確定性參數(shù)對

3、系統(tǒng)頻域穩(wěn)定性的影響，并采用對比的方法分析了體積彈性模量及被加載物質量等系統(tǒng)關鍵參數(shù)對壓力跟蹤精度的影響。
　　最后，介紹了電液力加載裝置的研制情況，將整套裝置分為機械系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個部分，分析各個部分的作用及其工作原理，根據(jù)功能需求和技術指標要求完成對應的硬件設計及選型，開發(fā)了力加載裝置的上下位機軟件。對某型船舶軸系進行了動態(tài)加載試驗，實驗結果表明本加載裝置具有良好的動態(tài)力加載能力。
　　本文的研究成果已投