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现代船舶的航向控制一般由装备了自动操舵仪的自动舵系统来完成。船舶舵机是实现船舶航向控制的重要执行机构,其本身也是一种典型的位置随动控制系统。舵机的控制性能与船舶航行的操纵性、经济性和航行安全息息相关。本文对船舶液压舵机系统的数学模型和液压舵机系统云模型控制进行了系统的研究,并将所建立的液压舵机数学模型应用于轮机模拟器实际系统中,完成了液压舵机仿真系统并应用于船员培训;作者研究了基于云模型的智能控制算法,完成了船舶液压舵机系统云模型控制器设计和仿真验证。所完成的研究工作具体如下:(1)选择实船使用的川崎FE21-064型舵机系统作为研究控制对象,根据拨叉式液压舵机的结构特点、工作原理以及操作要求,采用模块化建模思想和液压传动相关理论,建立了船舶液压舵机系统的动态数学模型,并仿真验证了所建舵机数学模型的正确性和有效性。(2)结合所建的船舶液压舵机数学模型,作者应用C语言和VC++软件开发完成了液压舵机系统的数学模型算法和二维可操作界面,设计并实现了舵机液压回路显示界面、舵机驾驶台操纵界面、舵机集控室报警界面和舵机驾驶台报警界面。采用实时仿真平台SUPERSIM实现了二维仿真界面和三维虚拟现实系统的信息交互,最终完成了 DMS轮机模拟器中的液压舵机仿真系统开发,含有该液压舵机仿真系统的轮机模拟器己实际应用于管理级船舶轮机工程师培训。(3)针对船舶液压舵机系统本身以及环境中存在的不确定性干扰因素,本文根据云模型算法不确定性推理思想,设计实现了应用于液压舵机控制系统的PD+I型云模型智能控制器。使用云模型控制器分别在单泵四缸和双泵四缸工况下对舵机系统进行控制仿真计算,仿真结果表明所设计的PD+I型云模型控制器对液压舵机的控制效果优于经典PID控制,具有良好的自适应能力和抗干扰能力,控制系统的快速性和鲁棒性都有所提升,为船舶液压舵机系统的控制研究提供了一种新的解决思路。

关键词：液压舵机建模与仿真云模型控制轮机模拟器

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“大庆240”轮液压舵机改装成功

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中国修船 1990年第1期3卷 20-21页

作者：李春环山海关船厂

“大庆240”是1975年由大连造船厂建造的，本次厂修舵机液压系统完工试船情况如下：（1）船静止对舵时，左右舵机运转正常，满舵时间在规范内；（2）试航中发现，操左舵从20°至左满舵时，转舵很慢；（3）主辅泵压力偏高，空转时辅泵压... 详细信息

“大庆240”是1975年由大连造船厂建造的，本次厂修舵机液压系统完工试船情况如下：（1）船静止对舵时，左右舵机运转正常，满舵时间在规范内；（2）试航中发现，操左舵从20°至左满舵时，转舵很慢；（3）主辅泵压力偏高，空转时辅泵压力达2．5MPa，油缸内压力1．2MPa。操舵时瞬时压力有所下降，两部舵机（应为机组）压力一样；（4）满舵后倒船的方向与原来相反。

关键词：液压舵机改装船舶

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1914kW推轮液压舵机“啃舵”故障分析

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中国修船 1994年第6期7卷 23-24页

作者：曾德隆南京金陵船厂

１９１４ｋＷ推轮液压舵机“啃舵”故障分析南京金陵船厂曾德隆１概述１９１４ｋＷ推轮液压舵机有１６ｔ·ｍ和７．５ｔ·ｍ两种，前者多配活动导流管和８３５０ＺＣ主机，功率１７６６ｋＷ；后者多配固定导流管和８ＮＶＤ４８Ａ－２Ｕ... 详细信息

１９１４ｋＷ推轮液压舵机“啃舵”故障分析南京金陵船厂曾德隆１概述１９１４ｋＷ推轮液压舵机有１６ｔ·ｍ和７．５ｔ·ｍ两种，前者多配活动导流管和８３５０ＺＣ主机，功率１７６６ｋＷ；后者多配固定导流管和８ＮＶＤ４８Ａ－２Ｕ主机，功率１９４３ｋＷ。推轮满舵时...

关键词：推船液压舵机啃舵故障分析船舶

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弹载液压舵机内控式变转速泵源系统的研究

弹载液压舵机内控式变转速泵源系统的研究

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作者：王俊娇燕山大学

学位级别：硕士

液压舵机具有动态特性好,输出精度高、输出功率大等优点,因而主要应用于中、远程导弹。高精度、高机动性、高可靠性是导弹的一个发展方向,因此高压、大功率成为弹载液压舵机泵源系统的发展趋势。但是液压舵机的这种发展趋势,不可避免地... 详细信息

液压舵机具有动态特性好,输出精度高、输出功率大等优点,因而主要应用于中、远程导弹。高精度、高机动性、高可靠性是导弹的一个发展方向,因此高压、大功率成为弹载液压舵机泵源系统的发展趋势。但是液压舵机的这种发展趋势,不可避免地带来了系统的无效功率大、温升高等负面问题。应用能够根据负载进行实时压力自动调节的智能泵源系统是解决这一问题的有效途径。围绕这一要求,本文在为液压舵机配备变转速泵源方面进行了研究。本文对某型变量柱塞泵的工作原理进行了分析,在此基础上建立其数学模型,用simulink画出系统方框图,在阶跃信号的激励下进行仿真,对系统仿真的结果进行了分析。在合理的条件下,改变系统中某些元件的结构参数来分析其对系统动态性能的影响。分析了直流电机的工作原理与控制方法及直流电机基于DSP的控制策略。在分析了变量泵和直流电机数学模型的基础上,建立了配备变转速泵源的液压舵机系统模型。设计了基于DSP的直流电动机控制系统硬件电路,最后进行了整个控制系统的仿真和实验验证,采用本文的技术方案可以有效地解决上述问题,本文运用DSP技术简化了系统结构,并获得了良好的控制性能。

关键词：液压舵机变转速泵源恒压变量泵直流电机 DSP

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船舶液压舵机系统硬件在环仿真研究

船舶液压舵机系统硬件在环仿真研究

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作者：赵广伟浙江大学

学位级别：硕士

为验证新型船用舵机操纵设备样机操舵性能,传统方式是将舵机操纵设备与实际液压舵机构成闭环检验,此方法需要在实验室搭建液压舵机系统,成本高,实验准备周期长。通过硬件在环仿真,将船用舵机系统通过传递函数构建出仿真模型,接收实际舵... 详细信息

为验证新型船用舵机操纵设备样机操舵性能,传统方式是将舵机操纵设备与实际液压舵机构成闭环检验,此方法需要在实验室搭建液压舵机系统,成本高,实验准备周期长。通过硬件在环仿真,将船用舵机系统通过传递函数构建出仿真模型,接收实际舵机操纵设备的控制信号,输出仿真反馈信号构成闭环控制。相比传统方法,硬件在环仿真方式既满足了验证舵机操纵设备操舵性能的需要,又节约了成本,节省了实验室的设备空间,并且可以根据需要通过改变传递函数参数改变模拟液压舵机特性,提高实验效率。本文的主要内容如下:第1章,介绍了课题相关原理背景和国内外关于船舶液压舵机的研究现状;阐述了船舶液压舵机硬件在环仿真的研究目的,提出了课题的研究意义和研究内容。第2章,对本课题研究对象,阀控和泵控型液压舵机进行了分析,建立了微分方程和传递函数模型。第3章,对船舶液压舵机硬件在环仿真系统进行了总体设计、硬件设计以及软件设计,满足舵机操纵设备所有接口需求以及舵角闭环控制实验的各类功能需求。第4章,对阀控和泵控型液压舵机中硬件在环关键环节进行了研究,包括阀控和泵控型液压舵机系统中输入控制信号的采集,泵控型液压舵机系统中反馈传感器的模拟。第5章,在硬件在环仿真关键环节研究的基础上,将本课题设计的船舶液压舵机硬件在环仿真作为控制对象,对舵机操纵设备进行了实验测试,实验结果表明采用硬件在环仿真方式可以在一定程度上取代实际液压舵机系统辅助测试。第6章,对课题研究内容和成果进行了总结,并对未来的工作方向和提升空间进行了展望。

关键词：硬件在环仿真液压舵机传递函数模型 LVDT 闭环控制

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