智能控制在船舶运动模拟平台液压传动中的应用

由于以往控制方法受到纵摇和垂荡液压缸活塞杆变化影响,导致控制效果较差,为了解决该问题,提出了智能控制在船舶运动模拟平台液压传动中的应用研究。根据运动模拟平台液压传动原理,采用数字调节器将不同方向控制阀输入信号转换为数字信号,依据运动模拟平台功能,分析控制时域模型,使用二进制编码,获取最优参数,依据该参数分析纵摇和垂荡液压缸活塞杆理论位移曲线和实际位移曲线,由此得到闭环比例最优控制位置,根据该位置,完成具体实现方案的设计。通过实验对比结果可知,该方法控制效果较好,使船舶具有高效转动性能。     

水下作业机械手运动学分析与仿真

针对水下作业机械手难于实现负载能力与灵活性相统一的问题,设计了一种采用欠驱动机构的水下作业机械手,建立了该机械手的三维模型,并对机械手的工作原理和运动学特性进行了分析与仿真.从分析与仿真的结果可以看出,采用欠驱动机构可以解决机械手自由度数目、驱动方式、质量和灵活性之间的矛盾.该机械手采用液压方式实现对机械手11个自由度的驱动,具有驱动力大、结构简单、操作灵活的特点,可适应多种不同任务的水下作业需要.     

水面舰艇集体防护系统PID控制分析

集体防护系统是水面舰艇防护的重要组成部分。为实现集体防护系统精确的定量控制,基于集体防护区域压力控制方程以及调节机构(超压控制阀)方程,构建系统增量方程线性化传递函数,通过传递函数确定PID参数以实现系统稳定及优化控制。构建系统整体数学模型,结合PID控制模块研究系统变工况特性。模拟结果表明:系统具有良好的超压设定值实现能力及动态特性,能够满足较大的进风量及舱容变化。系统数学模型必须考虑超压控制阀的调节能力限制,过大的送风量可能导致系统无法实现设定的超压值。建立并分析集体防护系统数学模型,为系统向大空间区域工程应用奠定良好的理论基础。     

基于 AMESim 对波浪控制平台电液伺服系统仿真与优化

以荷兰某公司设计的波浪控制平台为研究对象,对其主要的液压元件添加传递函数,并建立电液伺服控制系统传递函数方块图。然后通过 AMESIM 仿真平台建立液压系统模型,探索在不同伺服增益参数时系统的动态误差。仿真结果显示,只通过改变伺服增益,系统不能满足实际精度要求。为此,本文在控制系统中采用 PD 控制算法,借助 AMEsim 中的遗传算法进行优化,得到最优 Kp 和 Kd 参数。结果表明,此方法能使系统实现所需精度及稳定性要求。     

基于AMESim对波浪控制平台电液伺服系统仿真与优化

以荷兰某公司设计的波浪控制平台为研究对象,对其主要的液压元件添加传递函数,并建立电液伺服控制系统传递函数方块图。然后通过AMESIM仿真平台建立液压系统模型,探索在不同伺服增益参数时系统的动态误差。仿真结果显示,只通过改变伺服增益,系统不能满足实际精度要求。为此,本文在控制系统中采用PD控制算法,借助AMEsim中的遗传算法进行优化,得到最优Kp和Kd参数。结果表明,此方法能使系统实现所需精度及稳定性要求。     

基于决策树的水下控制模块液压系统故障诊断方法

以国内首套国产化水下控制模块液压系统为研究对象，针对水下控制模块液压系统故障诊断中故障点的隐蔽性、故障原因的复杂性和交织性、相关因素的随机性等难点，分析水下控制模块液压系统的工作原理，确定水下控制模块液压系统的失效故障类型，分别提出基于决策树的水下控制模块低压油路和高压油路故障诊断模型及高效求解算法，准确有效地实现了水下控制模块液压系统的故障诊断。结果表明，水下控制模块液压系统低压油路易发生油路泄漏和堵塞故障，高压油路易发生DCV阀打开失败故障。研究结果能够为我国锦州某气田水下控制模块液压系统的故障诊断提供一定的理论参考和技术指导，对于预防油气泄露等有着重要意义。     

自主式无人水下航行器航向自适应滑模控制

无人水下航行器是未来水下战场的重要武器装备,对其运动控制的研究得到广泛关注,其中航向控制的实现是研究的热点问题。对无人水下航行器六自由度动力学方程进行简化,得到横向运动动力学方程,并将偏航角作为控制对象,采用滑模控制的方法实现对航向角的跟踪控制,并引入自适应机制在线估计未知参数,减小参数不确定性对稳定性的影响。通过对控制算法的仿真,结果表明了控制器设计的正确性。     

基于ABAQUS仿真的水下液压破碎锤凿岩施工参数设计

针对液压破碎锤水下凿岩施工无法可视化、施工参数难确定的问题，采用ABAQUS仿真平台进行水下液压破碎锤凿岩模拟，对凿岩施工参数设计进行理论研究。不同型号破碎锤的冲击能大小对凿岩速度的影响很大，为获得理想的施工效率，需根据岩石参数选择破碎锤型号。研究发现3个自由面条件下凿岩产生2个方向的劈裂效果，随着凿岩布孔间距少量增大，凿入深度变化不大，但劈裂效果产生的深度变化较大。对于航道疏浚平整度要求高的情况下，选择凿入深度和产生劈裂效果深度相当的布孔参数，施工效率和施工质量均能达到理想的效果。     

消除水下环境压力影响的措施与研究现状

在分析水下环境压力对水下液压系统产生影响的基础上，说明了对水下设备液压系统进行压力补偿的必要性，综述了当前水下设备的液压系统以及压力补偿的研究现状，分析了传统压力补偿器的利与弊，提出了水下液压系统的两种类型，建议采取不同的补偿方法，并阐述了压力补偿的主要研究方向。     

基于水流环境的水下机械手动力学及控制方法研究综述

水下机械手是水下作业中难以替代的设备，目前国内外学者研究水下机械手时大多没有针对水体环境进行详细分析，未总结不同水体环境下的机械手动力学模型。在研究水动力学的基础上，把水体环境分为静水、结构化水流和湍流等3种状态。通过归纳3种水体环境下水下机械手的相关研究，对水下机械手的动力学建模与控制方法进行总结，这对水下机械手精确作业与控制具有一定的借鉴意义。     

新型船用2D气动数字阀动态特性仿真分析

利用伺服螺旋机构设计的二级气动数字伺服阀(简称“2D气动数字阀”),简化了传统二级气动伺服阀的结构,但性能却有较大提高[1]。由于该阀是一种闭环机构的结构设计,所以要同时提高它的稳定性、快速性和精度等性能指标是不可能的,改变阀机构的模型结构参数和工作参数对上述性能指标的影响也是非线性、非单调的。因此,为了提高2D气动数字阀的综合性能,必须对其特性作进一步的分析和研究。针对2D气动数字阀左侧端盖是否设置阻尼腔、阻尼腔结构参数变化及阀体结构参数变化对该阀动态特性产生的影响进行仿真分析。     

翼身融合水下滑翔机运动仿真分析

针对回转体形状的水下滑翔机浅海水域滑翔能力弱的问题,以翼身融合水下滑翔机为研究对象,对其进行垂直面动力学模型的建立,并采用MATLAB/Simulink搭建运动模型仿真系统进行开环运动响应研究,分析执行机构的调节速度、浮力调节机构布局方式对水下滑翔机运动性能的影响,得到有利于浅海水域滑翔作业的解决方案;研究水下滑翔机系统输入对运动响应参数的影响程度和定量关系,分析水下滑翔机翼身融合水下滑翔机滑翔比与运动角度关系,得到小角度滑翔可充分利用大滑翔比优势适应浅海水域滑翔作业的结论。     

悬停系统运行品质对潜艇悬停操纵的影响

为满足潜艇水下悬停的战术需求,潜艇悬停系统必须控制潜艇按规定的稳定精度悬停在指令深度上,因此悬停系统运行品质对潜艇能否顺利完成战术任务较为重要。以模型潜艇为研究对象,在潜艇悬停运动基本数学模型、海洋环境干扰力模型和悬停水舱注排水控制模型的基础上进行仿真计算,研究悬停系统运行品质的3个关键指标,即流量计误差、悬停水舱注排水速率和最小注排水量对潜艇悬停操纵的影响,分析悬停系统运行品质与悬停稳定性之间的逻辑关系,研究结论可为悬停系统关键指标的设计优化和潜艇操艇系统的性能改进提供有益参考。     

水下掣链器关键技术

水下掣链器是半潜船上的重要设备之一,其自动化程度较高,可实现水下自动止链及掣链,相比传统的机械式掣链器而言,操作更加便利且安全性要求更高.文章主要从设计输入、机械总体结构、液压系统、电控系统及关键技术等方面对水下掣链器进行简要分析.通过对水下掣链器前述关键技术研究,为掣链器的智能化及无人化操作提供技术支撑.     

五自由度水下摄像机械手技术方案与虚拟样机设计研究

水下摄像机械手是进行水下复杂环境视频采集的理想工具。根据目前水下作业的使用需求,结合现有载人潜水器的技术特点,研究了水下摄像专用机械手的总体架构、机械原理、动力配置等关键技术指标,提出了水下摄像机械手初步方案,并用商用设计软件进行了虚拟仿真设计研究。结果表明,技术方案切实可行,为水下摄像机械手的工程化应用奠定了坚实的技术基础。     

基于改进GA优化的水下机器人航向鲁棒控制

基于某型号水下机器人水平面线性化模型,针对水下机器人系统存在的多种不确定因素,工作环境复杂多变的问题,采用混合灵敏度法设计水下机器人航向鲁棒控制器。在设计中,通过罚函数小生境遗传适应度值作为桥梁建立起遗传寻优与混合灵敏度参数之间的关系,构成多目标优化问题寻优加权函数。实验结果表明,所用方法可在保证系统较强鲁棒性的同时,又能兼顾时域指标和混合灵敏度加权函数频域要求,获得综合性能指标最优的鲁棒控制器,控制效果较好。     

水下软体机械臂的设计及控制分析

针对机械臂在水下的复杂工作环境以及目前水下机械臂应用的受限性,提出一种线驱动软体机械臂,采用刚柔耦合的结构,利用电机驱动2根绳索,减少驱动单元,降低能耗,提高了机械臂的柔顺性,使其能够更好地适应水下复杂的工作环境和作业需求。同时,采用经典的Denavit-Hartenberg(D-H)建模思想结合克赛拉特杆理论(Cosserat rod theory)对其进行运动学分析。在现有软体机械臂控制方法上,设计试验平台,采用尖顶从动的控制方式检测误差并进行分析,验证了重力因素对软体机械臂控制精度的影响,为软体机械臂在水下应用的控制策略提供参考。     

385叶滤机液压系统的分析设计与技术改造

385叶滤机的动力机构是一种自动化程度较高的液压动力直行程自动执行机构,采用叠加阀组控制。本文论述了该产品的液压控制原理、结构设计方案以及应用分析。     

一种水下作业工具用手动开关换向阀的研制

介绍了水下作业工具用手动换向阀的设计及工作原理,分析了旋转换向阀的工作性能。实践证明该阀具有开关灵活、性能可靠等特点,现已用于３００ｍ潜水员作业工具中。     

液压电梯温升计算及其柱塞缸尺寸的校核

液压电梯具有运行平稳、传递力大,易于无级调速,井道面积小,工作寿命长等优点。本文以比例节流调速型液压电梯为研究对象,针对液压系统发热量大的问题,以上下行为一个工作循环周期,分析了不同工作频度下,液压系统连续运行一定时间所产生的温升,用于指导液压电梯的安全使用。最后对其执行元件——柱塞缸的主要结构尺寸进行了校核,验证其工作可靠性。