船舶舵機(jī)液壓系統(tǒng)的仿真研究.pdf

1、舵機(jī)作為船舶航向的控制設(shè)備,其性能好壞對(duì)船舶航行的安全有著重要的影響。液壓舵機(jī)在船舶上應(yīng)用最廣泛。傳統(tǒng)的舵機(jī)系統(tǒng)性能試驗(yàn)是在船舶初次試航前,或在船塢修理后進(jìn)行,成本高、周期長(zhǎng)。本文以學(xué)院實(shí)驗(yàn)室內(nèi)船舶舵機(jī)液壓系統(tǒng)的實(shí)體為對(duì)象,通過(guò)建立機(jī)液一體的仿真模型,將仿真技術(shù)引入船舶舵機(jī)液壓系統(tǒng),目的是減少液壓舵機(jī)系統(tǒng)的性能試驗(yàn)成本,進(jìn)行系統(tǒng)性能預(yù)測(cè)和方案優(yōu)化,其研究對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的仿真具有重要意義。采用機(jī)電液一體化以及計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行液壓系統(tǒng)仿真是

2、液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。本文采用仿真軟件EASY5和ADAMS,對(duì)船舶舵機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行的聯(lián)合仿真研究把船舶舵機(jī)液壓系統(tǒng)性能和機(jī)械性能結(jié)合了起來(lái),通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互傳輸實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的即時(shí)動(dòng)態(tài)仿真,與試驗(yàn)相比的誤差率小,可直觀地預(yù)測(cè)舵機(jī)的性能。主要內(nèi)容包括：
　　 ⑴在對(duì)船舶舵機(jī)液壓系統(tǒng)組成及功能深入了解的基礎(chǔ)上,分別通過(guò)軟件EASY5和軟件ADAMS平臺(tái)建立系統(tǒng)液壓元件和機(jī)械構(gòu)件的仿真模型,通過(guò)參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真模型的基本功能。

3、在EASY5中,用變量泵和三位四通閥的結(jié)合建立雙向變量泵的模型,用一個(gè)單桿雙作用液壓缸來(lái)模擬轉(zhuǎn)舵缸,同時(shí)對(duì)相應(yīng)的元件加上控制,最終實(shí)現(xiàn)其在液壓方面的功能。通過(guò)軟件CAXA按實(shí)際尺寸建立舵機(jī)三維模型后再導(dǎo)入到ADAMS中建立舵機(jī)的實(shí)體結(jié)構(gòu)模型。
　　 ⑵結(jié)合舵機(jī)的實(shí)際性能,以及仿真軟件EASY5及ADAMS在建模中的各自?xún)?yōu)勢(shì),成功地實(shí)現(xiàn)其聯(lián)合仿真及在液壓與機(jī)械方面之間系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸,實(shí)現(xiàn)了流體動(dòng)力與機(jī)械結(jié)構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力

4、學(xué)有機(jī)聯(lián)系。
　　 ⑶完成船舶舵機(jī)液壓系統(tǒng)的聯(lián)合仿真,結(jié)合實(shí)際舵機(jī)的性能試驗(yàn)來(lái)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行比較,得到仿真結(jié)果與試驗(yàn)效果相吻合,從而驗(yàn)證建模是準(zhǔn)確的。通過(guò)做舵機(jī)空載和加載試驗(yàn),測(cè)得所要設(shè)置的參數(shù),如:泵的轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)排量,以及安全閥的開(kāi)啟壓力等,把試驗(yàn)中加載缸上的壓力換算成力的函數(shù),作用在ADAMS中的模塊上來(lái)實(shí)現(xiàn)仿真,最后結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比來(lái)驗(yàn)證仿真建模的正確性。本文對(duì)船舶舵機(jī)建立了機(jī)液聯(lián)合仿真模型,并通過(guò)了試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證,其