动力调谐陀螺仪数字化全状态伺服回路设计

动力调谐陀螺仪伺服系统在捷联系统中有着广泛的应用,传统的伺服回路只能实现陀螺仪在正常工作状态下的力平衡,而在静止和启停过程中陀螺转子处于自由状态,从而影响动力调谐陀螺仪的性能和使用寿命,并限制了其应用领域.根据动力调谐陀螺仪伺服技术的相关理论以及多变量自适应数字控制技术,设计动力调谐陀螺仪数字化全状态伺服回路的总体方案和控制算法.仿真和试验表明设计是正确的.     

动力调谐陀螺仪漂移测试与补偿系统设计

动力调谐陀螺仪在舰船导航中仍占较大比重。为了测试动力调谐陀螺仪的性能，采用DSP设计了一套漂移数据采集与补偿的实验系统。可采用不同的数学模型算法在DSP中对数据进行实时运算，输出相应的控制信号对陀螺仪进行实时补偿。该系统既适用于陀螺仪漂移数据的采集，也可应用于对不同数学模型进行实时补偿的效果进行对比研究。     

闭环测试法测定动力调谐陀螺仪调谐频率

针对动力调谐陀螺仪的动力调试问题,根据陀螺仪的运动方程,分析陀螺仪工作在闭环状态时的动力调谐的影响因素,从而得到闭环测试法测定调谐的数学模型.根据该数学模型,制定了用于实际调试的闭环测试法.通过此方法测试调谐,调谐精度可达到0.2％,有效地提高了陀螺仪动力调谐的精度.     

框架式交叉弹性支承的刚度分析

分析国产T360G新型动力调谐陀螺仪采用的框架式交叉弹性支承的刚度特点。结构支承，使陀螺仪在最大可感角速率持续达4000/s时，可承受的冲击大于200g。满足大机动运载器用捷联惯导系统的要求。T360G新型动力调谐陀螺仪采用的新结构支承及其它新技术，为提高动力调谐陀螺的应用领域开拓新的技术途径。     

T360G大角速率动力调谐陀螺仪性能实现的机理

介绍一种国内新型动力调谐陀螺仪。陀螺仪实现最大可感角速率达到4000/s(可持续4s)以上,可承受的冲击大于200g,电机启动快,可在3s内达到稳定的调谐转速的性能。满足大机动运载器用捷联惯导系统的要求。其采用的特殊支承及单力矩器结构,为提高陀螺加矩速率开阔了新的技术途径。     

舰船惯导系统陀螺电机多信息测试系统设计

陀螺仪是舰船惯导系统的核心组成部件。陀螺电机直接为陀螺仪提供驱动力矩,其工作状态直接决定了陀螺仪性能。针对陀螺电机的测试需求,构建了基于PXI硬件架构和LabVIEW软件平台的陀螺电机多信息测试系统。系统基于NI4070数据采集设备,实现了陀螺电机声音、转速传感器、电压、电流等信息的无损测量,为陀螺电机特征参数的提取和预测提供数据依据,为陀螺仪及舰船惯导系统的性能评估提供技术途径。     

基于TLS的单通道TOF插卡式测试系统

单通道可调谐光滤波器测试系统已经成为实际生产中不可或缺的一环。文章基于传统的单通道可调谐光滤波器测试系统,提出了一种基于可调谐激光光源的可调谐光滤波器插卡式测试系统。该测试系统包含光路部分、光功率计单盘部分、可调谐激光光源以及上位机处理程序四部分。论文针对单通道可调谐光滤波器测试系统进行了结构和工作原理的分析。电脑和光路之间采用了光功率计单盘的设计,大大降低了生产和维护成本,提高了测试效率。实验结果表明,该系统在功能上替代了单通道可调谐光滤波器测试系统中光谱仪的作用。     

空心轴系纵向振动粘弹性调谐阻尼器

针对空心轴系纵向振动问题,文章提出了利用粘弹性调谐阻尼器对其进行振动控制的方法。基于有阻尼动力吸振器的原理,文中首先详细地介绍了该种阻尼器的设计过程,并运用理论方法和有限元方法对调谐阻尼器的减振效果进行了分析,分析结果表明：对于轴系的纵向振动,调谐阻尼器的减振效果取决于粘弹性材料的损耗因子,对于轴系-调谐阻尼器系统,粘弹性材料的损耗因子存在一个最优值,当粘弹性材料的损耗因子处于其最优值时,调谐阻尼器能取得非常好的减振效果。     

船舶惯性导航系统的数据采集研究

船舶惯性导航系统和船舶上的GPS、北斗导航等对保障船舶安全航行、规划最佳航线都具有重要作用。在惯性导航系统中对陀螺仪以及加速度计的信号采集至关重要,本文对惯性导航系统和陀螺仪的原理进行阐述,并以陀螺仪信号采集为例,提出了一种基于PCI总线的陀螺仪信号采集系统,并重点设计了陀螺仪信号采集的放大电路和滤波电路,最后对陀螺仪信号标定进行研究。本文采用的系统设计方案具有普遍适用性,因而可以在各类船舶惯性导航系统中推广,且具有良好的稳定性。     

船舶管路系统振动控制研究

船舶管路系统振动噪声控制问题依然有待解决,极大影响船舶的声学性能。本文通过实船测试和理论分析提出一种新的管路系统被动控制技术。首先对调谐质量阻尼器进行理论建模,分析了质量比、阻尼因子、频率比等调谐质量阻尼器参数对其性能的影响;然后通过船管路系统振动测试确定了重点控制对象和重点控制频率,并据此对调谐质量阻尼器进行参数优化和结构设计;最后通过有限元分析软件Ansys进行了振动抑制效果的验证,结果表明管路系统振动被有效抑制。     

应变测量在轴系扭转振动测试中的应用

针对目前船舶轴系扭转振动测试主要采用的角位移和角速度测量方法不能直接测量出轴系扭转振动应力,会造成一定程度的误差的问题,基于目前非常成熟的应变测量技术,对轴系扭转振动的测量进行分析,给出数据处理的方法,并提出基于无线遥测轴功率系统进行功率-扭振测试系统的开发和数据分析方法。     

基于缩减自由度的状态空间法计算伸缩全回转推进器轴系扭振

根据拉格朗日方程法,给出自由度缩减原理,将具有一个转动自由度的半正定系统缩减一个自由度,转化成正定系统,刚度矩阵不再奇异,采用状态空间法求解系统在时域上的强迫振动响应,其角位移结果能够直观的反映出系统的振动特性,对结果进行比对分析。     

外载荷作用下船舶推进系统非线性动力学分析

以某船推进系统为研究对象,应用有限元和子结构缩减法,建立了包含主机、轴系、螺旋桨及简易轴承座的船舶推进系统非线性多体动力学模型。对该系统在额定功率下燃气压力和螺旋桨激振力的作用进行了多体动力学计算。分析了螺旋桨、轴系等的受力情况及位移随曲轴转角的变化。结果表明,艉轴后轴承处轴系受力与位移呈现两端大中间小的分布情况,螺旋桨竖直向下位移最大值为2.86mm,轴向位移最大值为1.18mm,相对角位移最大值为0.087rad。该方法为分析和提高船舶推进系统可靠性及其优化等提供了重要参考。     

船模运动六分量的非接触式测试系统

采用目前工程领域应用广泛的非接触式测试技术,对船模六自由度运动量的测量进行了探索。利用类似DPIV(PIV)技术原理,通过追踪光源在屏幕的位移量来反映船模的运动量,消除了直接在船模自身加载仪器对其运动的约束影响。结合实际测试的数据结果进行了比较,证明了该系统的可信性。     

电机-智能材料复合型仿生鳍设计及分析

针对目前开发的仿生鱼鳍驱动方式及其功能单一等不足,提出一种电机-智能材料复合型仿生鳍。首先介绍仿生鳍机构原理及设计思路,对仿生鳍单元的运动关系进行建模;结合动力学仿真软件分析不同曲柄长度时鳍条运动角位移、角速度和角加速度随时间的变化情况;最后试验测试仿生鳍推进器的平均推进速度和平均推进力随鳍条运动频率的变化情况,并比较分析相同运动学参数下鳍条摆幅从根部至端部逐渐增大运动模式和鳍条摆幅从根部至端部等幅运动模式推进性能的差异。该研究充分利用机电系统响应速度快和驱动力大的优势,结合智能材料形状记忆合金功重比高和柔性驱动等优点,使仿生鳍不仅实现了两种驱动方式上的融合,而且通过仿生鳍的多种运动方式(波动、摆动以及复杂三维柔性运动),满足了巡游、转弯以及稳定性调节等多种需求。     

系泊多浮体系统流固耦合和浮体间耦合动力分析

利用多刚体力学运动学方法进行系统铁数学描述。以系统摇荡时各浮体质心位移和浮体角位移表达广义速率。进而表达出有关偏速度、偏角速度、加速度和角加速度。单个系泊浮体在规则波作用下，所受的流体动压力用势流理论计算。多浮体系统摇荡时除入射规则波外，每一浮体的摇荡辐射波对其他浮体也构成了入射波并作用以流体动压力。表达出系统的广义主动力和广义惯性力后代入Kane方程，补充以浮体间的运动约束方程，消去时间因子后得到求解各浮体质心位移和浮体角位移的复数线性代数方程组。     

水火弯板变形的描述方法

在分析了角变形、线变形描述法和位移场描述法的基础上，提出了水火弯板变形的整体描述法。实验及有限元计算表明，水火弯板的变形非常复杂，一般所用的角变形线变形描述过于简单，不能精确描述水火弯板的变形场。用位移场描述水火弯板的变形又因计算结果的复杂性而难以实现。如果从整体变形角度考虑，水火弯板的变形可以用变形后的上下表面形状、平面内的扭曲变形、沿板宽变化的横向收缩及沿板长变化的纵向收缩全面描述，并可进一步由计算结果得出合适的曲面方程及收缩变形函数。     

新型隔舱密封装置的研制

介绍一种新型隔舱密封装置,该隔舱密封装置具有适用轴径大、耐用性好、环境适应性强的特点,并能在一定范围内自动补偿轴角位移。文章主要论述其工作原理、结构设计和性能测试结果等。经实船应用表明,该隔舱密封装置的各项性能指标能完全满足工作要求。     

船用液控蝶阀节流调速系统的数字仿真(英文)

Hydraulic butterfly valves have been widely applied in marine engineering because of their large switching torque, low pressure loss and suitability for large and medium diameter pipelines. Due to control problems resulting from switching angular speeds of the hydraulic butterfly valve, a throttle-governing control mode has been widely adopted, and detailed analysis has been carried out worldwide on the structural principle concerning speed-regulation and the load torque on the shaft while opening or closing a hydraulic butterfly valve. However relevant reports have yet been published on the change law, the error and the influencing factors of the rotational angular velocity of the hydraulic butterfly valve while opening and closing. In this article, research was based on some common specifications of a hydraulic butterfly valve with a symmetrical valve flap existing in a marine environment. The throttle governing system supplied by the accumulator to achieve the switching of the hydraulic control valve was adopted, and the mathematical models of the system were established in the actual conditions while the numerical simulations took place. The simulation results and analysis show that the rotational angular velocity and the error of the hydraulic butterfly valve while switching is influenced greatly by the drainage amount of the accumulator, resulting in pressure loss in the pipeline, the temperature of hydraulic medium and the load of the hydraulic butterfly valve. The simulation results and analysis provide a theoretical basis for the choice of the total capacity of the accumulator and pipeline diameters in a throttle governing system with a hydraulic butterfly valve. It also determines the type and specification of the hydraulic butterfly valve and the design of motion parameters of the transported fluid.