集成一体化舵机技术研究综述

集成一体化舵机技术对提高潜艇的操纵性和隐身性具有重要意义。在介绍集成一体化舵机的技术路线及工作原理的基础上,重点阐述国内外集成一体化舵机技术的发展历程及研究现状,分析讨论采用机电作动器(EMA)和电液作动器(EHA)发展潜艇用集成一体化舵机的各自技术优势及现实可行性,并指出有待继续重点突破的关键技术。     

机电作动器(EMA)驱动转鳍机构的研究

减摇鳍是人为减小船舶在海浪中横摇最通用、最有效的方法,现今减摇鳍转鳍驱动机构绝大部分利用的是电液伺服作动系统。与电液伺服作动系统,甚至与电动静液作动器(EHA)相比,机电作动器(EMA)具有结构简单、可靠性强和效率高等诸多优势。以现有GJB2860-97型号转鳍作动器为背景,设计一种驱动转鳍机构的大功率机电作动器。阐述了从结构设计到建模仿真的过程,对机电作动器进行详细的集成化设计,分别利用Solidworks及ANSYS软件对机电作动器进行建模仿真,为减摇鳍转鳍驱动机构的全电改造提出了一套设计及建模仿真分析方法。     

潜艇舷外机电作动系统研究

潜艇机电作动系统用于电缆绞盘驱动、浮标布放与回收等,与传统液压系统相比,机电作动系统具有所占空间小、重量轻、节能等特点。本文结合阿特拉斯电子英国分公司开发潜艇舷外机电作动系统的情况,探讨使用核潜艇(三相交流电)和常规潜艇(电池直流电)上不同类型电源的机电作动系统的优缺点。在提高控制能力、功率与重量/空间比、建立冗余等多个方面,比较预制电机、无刷直流电机和同步交流电机的各自特点。在机电作动系统的设计过程中,还要考虑环境及集成因素的影响。     

筒形大力值惯性式电磁作动器优化及性能分析

作动器是主动控制的重要动力部件,用于船舶推进轴系主动控制的作动器对低频范围的输出力值有较高要求。本文以电磁作动器为研究对象,建立动力学模型,利用Ansoft Maxwell对该电磁作动器进行磁路优化分析,确定该电磁作动器具有最优磁路尺寸。通过电磁作动器仿真计算得到的电磁力大小与实际测试出的电磁力大小基本相等,证实该电磁作动器建模仿真方法的正确性。得到电磁作动器的最佳频率输出范围,说明电磁作动器具有低频大力值输出的特点。该作动器的优化方法及性能分析为船舶推进轴系等结构的低频大力值主动控制提供了理论及技术支撑。     

超磁致伸缩作动器的磁路设计与仿真分析

从超磁致伸缩作动器(GMA)的结构和基本原理入手,通过对偏置磁场和GMM棒的设计,完成GMA的磁路设计。通过Ansys仿真,重点研究作动器外壳材料对磁路的影响以及磁轭材料的磁导率对磁场均匀度的影响。仿真分析结果表明:当采用圆筒形永磁铁来提供偏置磁场时,外壳材料只能选择非导磁材料;增加磁轭材料的相对磁导率,能够增大作动器的磁场强度,提高驱动磁场的均匀度。     

基于非对称液压缸的闭式电液作动器性能研究

非对称液压缸工作时具有占用空间小、出力大、可靠性高等优点,约80%的液压系统均使用非对称液压缸。由于非对称液压缸两侧的有效作用面积不等,两腔进出口流量不相等,导致负载方向发生变化时,作动器会出现速度和压力振荡,严重影响电液作动器的可靠性与稳定性等技术指标。首先,在对非对称式电液作动器产生速度和压力振荡的原因进行理论分析的基础上,开展对基于非对称液压缸的闭式电液作动器液压系统架构研究,提出新的系统架构,对作动器的四象限工作特性以及稳定性进行分析。最后,在AMEsim平台上搭建作动器模型,分析作动器在负载换向时的动态特性及稳定性。结果表明,本文提出的作动器模型具有良好的稳定性,对推进非对称式电液作动器的广泛应用具有重要意义。     

电动消振作动器模糊控制设计研究

研究了一种新型的作动器,主要用来解决由发动机所引起的船舶甲板的振动问题,通过机械机构及控制系统来实现激振频率及振幅的在线跟踪调节,控制系统可自动识别相角差及振动幅值并自动进行调节,模糊控制器可显著地减小船舶的振动,作动器与激振器相角差控制方面首次提出了优化模糊控制算法,与传统模糊控制算法比较,模糊控制规则可根据实际测试结果进行确定,然后由程序进行分段线性优化,提高了相位角差调整的精度,实验结果表明,该作动器具有良好的特性,对于抵消来自振源的振动具有很好的效果.     

四转子机械作动器主动消振法

利用机械作动器进行主动消振是船舶振动控制领域的一项新技术．文章首先介绍了一种新型机械作动器-四转子机械作动器的工作原理;然后从主动消振理论出发,结合机械作动器的实际需要,提出了一种机械作动器最优相位和偏心距的解析计算方法-调相解析法．配合机械作动器的使用,可以使主动消振系统获得较好的消振效果．     

舰船主动隔振技术综述

针对舰船隔振系统介绍了被动隔振和主动隔振概念;总结了舰船主动隔振常用作动器以及隔振系统的建模方法;概述了主动隔振系统的主要控制方法;最后对舰船主动隔振未来的发展方向作了简短的评述与展望.     

船舶智能结构振动反馈控制研究

针对船舶结构特点,以压电(PZT)材料作为反馈传感器和控制作动器,粘贴在船舶板梁结构表面,形成智能结构反馈控制闭环系统,使结构振动得到有效控制。从PZT材料的本构方程出发,建立了压电智能结构的传感器、作动器以及振动控制有限元方程,并用ANSYS软件进行了数值仿真研究。数值算例验证了智能结构在结构尺寸和厚度比较大的船舶板梁结构振动控制的可行性,可以给船舶结构振动控制提供一种新的途径。     

船用电动伺服舵机性能仿真研究

为降低船舶传统液压操舵噪声及提高舵机的可维护性,提出一种船用电动伺服舵机方案,该方案主要由直流力矩电机和谐波齿轮组成。建立该舵机的模型,采用 Matlab软件进行性能仿真,并分析影响该舵机性能的主要因素。结果表明,电动伺服舵机的稳定性、精度、响应等性能可满足船舶的操纵要求,研究结果可为电动伺服舵机在船舶上的应用提供支撑。     

船舶舵机的营运检验

船舶舵机对于船舶安全航行非常重要,在船舶的营运检验中,对船舶舵机的检验是船舶验船师在检验过程中一项重要工作,本文希望通过对船舶舵机技术规范的介绍以及船舶舵机容易出现的故障分析和对船舶舵机进行营运检验的重点的论述,能够给验船人员在进行舵机检验工作时起到抛砖引玉的作用。     

基于C#的船舶液压舵机系统动态仿真

根据船舶液压舵机系统的工作原理和实船舵机系统的相关参数,建立船舶液压舵机系统的数学模型,在此基础上开发基于C#及GDI+技术的船舶液压舵机系统仿真软件,完成船舶液压舵机系统工作过程的动态仿真,实现实时数据显示,操作响应等功能。     

新型电液舵机的自抗扰控制算法及试验研究

[目的]直驱式容积控制的新型电液舵机是典型的大惯量小阻尼系统,为解决其控制快速性、稳定性以及安静性之间的矛盾,需开展电液舵机的自抗扰控制研究.[方法]首先,建立电液舵机的自抗扰控制(ADRC)模型,重点设计过渡过程以缓解启停瞬间的液压冲击;然后,搭建实物控制试验台,通过分析实物控制过程的稳定性问题,相应调整算法的滤波效...     

性能卓越的转叶式舵机设计

随着造船新理念的深化,在船舶机械的总体布局中,要求舵机设备逐渐集成紧凑,操作简便且节能环保。分析了Rolls-Royce转叶式舵机的设计与技术特点,通过与其他类型舵机的多个技术参数对比,Rolls-Royce转叶式舵机均具有明显的优势。其设计理念贴合船舶行业节能减排的发展趋势,并能为安装、维护和保养节约成本,因此在中国市场占有率相当高。     

高速高频船舶舵机系统动态特性分析与研究

为船舶高速高频舵机的设计提供理论依据和技术支撑,提出了基于ADAMS、SIMULINK和AMESim的联合仿真分析的新方法,分析了船舶舵机分系统单元、非线性因素与整机系统动态特性的关系。基于ADAMS、SIMULINK和AMESim建立了船舶舵机系统联合仿真模型,从时频角度研究了变量泵、控制系统、反馈机构及传感器的特性,以及间隙、死区、泄露、灵敏度等非线性因素对舵机系统频响特性的影响关系和规律,得出了高速高频舵机设计的一般准则。     

基于马尔可夫过程的舵机控制系统可靠性分析

应用马尔可夫过程对船舶液压舵机控制系统可靠性数学模型进行建模,并通过元器件计数法计算出各个组件的失效率,得出舵机自动控制系统的可用度,为获得系统的可靠性和故障诊断提供参考。     

船舶舵机单神经元自适应PID控制的研究

针对船舶舵机航行中在不同的环境下所受到的负载力矩不同的情况,在实验室条件下,用改进并增加了模拟加载液压系统的船舶舵机作为研究对象,研究单神经元PID控制算法,用LabVIEW8.2作为软件开发实平台,实现船舶舵机的自适应控制.     

转叶式液压舵机若干技术分析

转叶式液压舵机曾经是舵机行业关注的热点,但因如可靠性、操纵性等存在问题而停步不前.经过几十年的研究和积累,对转叶式液压舵机有了新的认识,它的某些关键技术也已获得解决,这对推动转叶式液压舵机的应用和发展是十分有利的.     

某型驱逐舰液压舵机跑舵故障分析与排除

文章综合多艘某型驱逐舰液压舵机发生跑舵故障的事例,分析了舵机液压系统的工作原理,找出了跑舵原因,排除了故障.然后将该型舰跑舵原因汇总,并据此提出了维护保养建议.