閥控翻邊式轉葉舵機動態(tài)特性研究.pdf

1、舵機是保障船舶在海上安全航行的重要設備之一，其操縱性能的好與壞直接影響著船舶在復雜海洋環(huán)境下的穩(wěn)定性。舵機的轉舵機構有諸多形式，其中翻邊式轉葉舵機以其結構上的優(yōu)勢，擁有體積小、抗沖擊耐壓效果好、低噪聲等諸多優(yōu)點，近年來受到了越來越多的關注。翻邊式轉葉舵機與動態(tài)響應快、控制精度高的電液伺服閥組成的閥控翻邊式轉葉舵機系統(tǒng)對于小型船舶來說具有重要的研究價值。船舶在實際航行中，舵機的操縱過程會受到諸如水動力、摩擦、飽和以及泄露這些因素的影響，這

2、些不良因素嚴重影響舵機的動態(tài)特性。本研究的主要內容就是針對這些因素，在結構上進行改進并設計合理的控制器來減輕這些因素對舵機系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。
　　本文首先整理分析了國內外各大公司及造船廠有關轉葉舵機的研究成果及對舵機動態(tài)特性的研究成果，簡述閥控型液壓舵機和泵控型液壓舵機的工作流程及其各自的特點，總結了不同液壓舵機轉舵機構的優(yōu)缺點。其次，詳細剖析了翻邊式轉葉舵機的內部結構，為了減小泄露設計了新型密封結構。在研究閥控翻邊式轉葉舵機工

3、作原理的基礎上，對其中的電液伺服閥、轉葉油缸以及水動力干擾進行理論分析并建立其數(shù)學模型。然后，對翻邊式轉葉舵機的部分重要參數(shù)進行了分析，得到用于仿真研究的重要參數(shù)，并對系統(tǒng)進行了穩(wěn)定性分析。重點研究了該系統(tǒng)在水動力干擾、摩擦、飽和與泄露以及綜合考慮這些影響因素下對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。最后，針對舵機系統(tǒng)在諸多因素的影響下動態(tài)特性變差的問題，設計了一種適合本系統(tǒng)的模糊PID控制器，通過仿真分析并進行對比，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的性能得到了改善，證明所設計