船用蝶閥液動執(zhí)行器的設(shè)計及控制研究.pdf

1、船用蝶閥液動執(zhí)行器作為閥門驅(qū)動器中眾多類型的一種，是驅(qū)動蝶閥的主要部件，其結(jié)構(gòu)特性、響應(yīng)速度及控制魯棒性直接影響蝶閥的使用性能。因此，船用蝶閥液動執(zhí)行器的設(shè)計及控制研究，對于保證船舶安全性及可靠性具有重要意義。
　　本文以船用蝶閥液動執(zhí)行器為研究對象，將直驅(qū)式容積控制、聯(lián)合仿真及模糊控制策略相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對船用蝶閥液動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及控制響應(yīng)特性研究，深入探討了執(zhí)行器的關(guān)鍵元件參數(shù)和智能控制策略對液壓缸位移響應(yīng)時間的影響，具體

2、研究工作如下：
　　首先，針對船用蝶閥液動執(zhí)行器的特殊工況，設(shè)計了執(zhí)行器的液壓回路系統(tǒng)及機(jī)械結(jié)構(gòu)，確定了控制方式；并對其中的關(guān)鍵部件，如液壓缸、伺服電機(jī)與液壓泵進(jìn)行了選型及設(shè)計，對集成液壓閥塊與液壓管路進(jìn)行了相應(yīng)的研究；開發(fā)了船用蝶閥液動執(zhí)行器的虛擬樣機(jī)，并試制了物理樣機(jī)。
　　其次，在AMESim中建立了船用蝶閥液動執(zhí)行器的仿真模型，對系統(tǒng)中元件參數(shù)的設(shè)置及控制策略進(jìn)行了探討，得出了影響液壓缸位移響應(yīng)時間的關(guān)鍵要素；由仿真

3、結(jié)果表明：伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速、油液彈性模量、液壓管路及液壓泵轉(zhuǎn)動慣量對執(zhí)行器的位移響應(yīng)特性都有一定的影響，根據(jù)該結(jié)果對執(zhí)行器的參數(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整優(yōu)化，并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了優(yōu)化方法的可行性與合理性。
　　最后，在AMESim&MATLAB/Simlink的聯(lián)合仿真平臺下，搭建了船用蝶閥液動執(zhí)行器的控制系統(tǒng)，分別采用無PID控制、常規(guī)PID控制及模糊控制三種控制方法，在輸入多種不同的控制信號下，通過聯(lián)合仿真比較這三種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。仿真結(jié)果