基于ADRC的调距桨伺服控制系统设计

船舶调距桨推进系统具有典型的非线性和不确定性,以及柴油机、推进轴系和螺旋桨三者的强耦合性,并受到其执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得调距桨伺服控制系统的设计非常困难。本文建立了基于自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)的调距桨伺服控制系统数学模型,对自抗扰控制器的原理及参数整定进行了分析,采用Matlab/Simulink完成仿真程序的设计和研究,ADRC螺距控制与传统的PID螺距控制相比,具有良好的鲁棒性和稳定性,尤其在抗扰性能方面具有良好的控制效果。     

调距桨推进特性分析及其控制系统设计研究

具体归纳了船舶调距桨推进装置的工作特性及特点，并与定距桨进行了对比分析，总结出适用于可调螺距螺旋桨的三类船舶;在此基础上提出了基于模糊神经网络控制的调距桨控制系统的设计，仿真试验结果表明了调距桨控制系统设计的合理性.     

KL72/4-ST型调距桨简介

0引言船舶调距桨省去了主机换向装置,可实现船舶的无级变速,改善船舶操纵性能;其广泛应用于具有多样航行工况的运输船舶、工程船舶及军舰。本文简单介绍KL72/4-ST型调距桨的结构组成和工作原理,供同人参考。1调距桨系统调距桨系统主要由桨毂桨叶部分、调距机构、传动轴部分、配油器和液压系统等组成。1.1桨毂桨叶部分可调螺距螺旋桨的桨毂桨叶部分由桨毂和桨叶组成。桨毂内部装有调距机构,用于调整桨叶螺距;     

可调螺距螺旋桨控制系统仿真平台设计

针对船舶可调螺距螺旋桨(以下简称调距桨)控制系统设计、调试困难的现状,设计了调距桨控制系统仿真平台,以使调距桨控制系统的设计及调试变得简单、便捷．仿真结果表明,该平台极大地方便了调距桨控制系统的设计,对实际系统的调试具有指导作用．     

低负荷使用工况调距桨的设计和试验验证

调距桨装置可使螺旋桨在任何工况下都能吸收主机功率,但调距桨装置的使用并不是不受限制的,尤其是低负荷工况下的使用。不合理地使用调距桨装置(螺距和转速的匹配)可能会引起螺旋桨效率和空泡性能下降。文章以低负荷工况为常用工况的某型船为例,介绍了调距桨装置的设计和试验验证,对低负荷工况运行调距桨的设计具有参考和借鉴意义。     

调距桨的最大转叶扭矩计算

一、问题的提出调距桨转叶扭矩特性涉及几何学与流体动力学方面一些极为复杂的问题。众所周知,当调距桨桨叶离开了设计螺距后,其剖面就发生了畸变。即使同一转角,不同半径处的叶元体     

低负荷工况下调距桨的使用

调距桨装置可使螺旋桨在任何工况下都能吸收主机功率,但调距桨装置的使用并不是不受限制的,尤其是低负荷工况下的使用。不合理的使用调距桨装置(螺距和转速的匹配)可能会引起螺旋桨效率和空泡性能下降。本文以低负荷工况为常用工况的某型船为例介绍了调距桨装置的设计,对低负荷工况运行调距桨的设计具有参考和借鉴意义。     

可调螺距螺旋桨漏油原因

随着调距桨推进系统可靠性的提高、船舶动力多样性发展以及船舶自动化程度的提高,调距桨作为船舶主推进装置被广泛应用。基于调距桨漏油现象时有发生,总结调距桨在使用过程中漏油的主要原因,并对其进行分析,探讨相关解决措施,以期对调距桨船舶的设计及使用单位提供借鉴。     

舰船调距桨推进装置的建模与仿真分析

近年来,内河航运和远洋货物运输行业发展迅速,作为最安全、承载量最大的运输工具-船舶的操纵性和动力特性引起了业内的广泛关注。螺旋桨是船舶动力系统的主要组成部分,很大程度上决定了船舶的推进效果。为了进一步提升船舶的动力特性,使舰船能够适应复杂的海洋气候条件和动力系统负载,可调螺距螺旋桨推进装置的装机量越来越多。通过调节螺旋桨的螺距角,调距桨在一定范围内灵活调节舰船的推进力、主机负荷等动力参数,使舰船的推进效率和机动性能大幅提高。本文详细介绍了可调螺距螺旋桨的运行特点,建立了螺旋桨控制系统的力学模型,利用Matlab/Simulink平台建立了舰船可调螺距螺旋桨推进装置的仿真模型,并对该调距桨进行仿真分析。本研究在改善调距桨的结构设计,提升舰船动力推进性能等方面有重要的意义。     

船舶单桨工况拖转调距桨性能计算及其对快速性的影响分析

利用CFD方法对某调距桨敞水特性进行数值计算,并利用实验数据对计算结果进行校验。对于该桨各螺距下大进速系数时的敞水性能采用CFD计算结果与二次曲线逼近相结合的方法获得,以适当扩大调距桨的敞水特性曲线在水涡轮工况的范围。建立了某推进装置主机、传动装置、调距桨、船体阻力的数学模型,在Simulink环境下集成为"船-桨-机"推进系统仿真模型。对单桨工况的稳态特性进行仿真计算,着重研究了不工作调距桨自由拖桨时的拖桨阻力。结果表明:1)不工作桨自由拖转时,将不工作桨螺距设定为最大值时拖桨阻力最小,船舶的快速性最好;2)航速和不工作桨螺距是影响不工作桨拖桨阻力的主要因素,航速越高,拖桨阻力、拖桨力矩以及拖桨转速越大;不工作桨螺距越大,拖桨阻力越小,拖桨力矩与拖桨转速先略微增加而后减小至最小值。     

船舶调距桨推进系统的建模与仿真

介绍了集装箱船舶可调螺距桨推进仿真系统,建立了主机、螺旋桨转速、液压离合器和螺距控制的数学模型.依据容积法模型建立了柴油机仿真的实时算法及PID调速器、螺距、螺旋桨推力及船舶阻力实时仿真模型,设计了调距桨推进系统机旁、集控室和驾驶室的控制逻辑和软硬件设备.对调螺距、主机供油、主机转速、船舶航速的仿真结果与实船推进系统相似.用Visual Basic语言在Windows 2000操作系统上开发了包含仿真软件及人机界面的轮机模拟器系统,并成功应用于船员实操培训和轮机工程专业本科生教学.     

非线性PID技术在船舶调距桨控制的应用

推进系统是船舶的动力来源,近年来,我国船舶工业发展迅速,对船舶推进技术的要求越来越高。可调螺距螺旋桨可以根据船舶的实际工况(速度、载荷等)调节螺距角,从而提高螺旋桨的推进效率和机动性,提高船舶的航运能力,是一种应用较为广泛的螺旋桨。本文针对船舶可调螺距螺旋桨的自动化控制问题,系统介绍了非线性PID控制技术,在此基础上研究了基于PID的船舶调距桨控制系统,并对该系统进行了仿真研究。     

基于CAN总线的调距桨控制系统研究

可调螺距螺旋桨(简称调距桨CPP)是船舶推进系统的主要设备,调距桨能在所有工况下充分吸收主机的全功率,提高螺旋桨效率,并实现螺旋桨与主机转速的最佳匹配.它有良好的机动与操纵性能且易于实现遥控,在多种船舶上得到广泛应用.基于CAN总线的调距桨控制系统,结构简单,成本低,可靠性高,具有很好的推广价值.     

基于MSP430的调距桨控制系统的设计

为了推进调距桨控制系统的国产化,对某型调距桨完成以MSP430单片机为主控芯片的推进控制系统的设计,实现了根据主机的负荷自动的调整螺距功能,保证在较恶劣的工况下主机不超负荷;控制权的集控和驾控切换功能,以及手动控制功能.     

国外大马力调距桨概况

由于调距桨可以从桥楼迅速直接进行遙控或与主机进行联合控制,所以船舶具有较好的机动性能,也便于实现船舶自动化。通过调节调距桨的螺距能够充分利用主机的功率,因而在船舶变化工况下能够增加推力或节约燃料。同时,调距桨的倒车性能对主机寿命也有好处。因此,调距桨目前在世界各国中已得到普遍应     

调距桨推进装置特性及控制原理分析

具体分析调距桨推进装置的工作特性和特点,将其与定距桨进行分析对比,并就其遥控系统举例分析;随后简要介绍调距桨当前的发展情况,最后得出结论:调距桨符合船舶高度自动化的要求,在我国船舶采用调距桨将是一个值得关注的选择。     

基于CFD分析的调距桨水动力性能研究

为了掌握工程设计中调距桨在各种工况下的性能,分析调距桨在调距过程中不同螺距角下桨叶的水动力性能,比较不同螺距角下桨叶产生的推力、转矩和转叶力矩,总结出桨叶推力、转矩和转叶力矩随螺距角变化的规律,计算结果与理论设计值结果基本一致,为工程中调距桨的设计提供参考依据。     

主机调距桨液压油乳化故障实例

正1故障现象某船采用双机双桨推进,螺旋桨选用五叶可调螺距螺旋桨(以下简称调距桨),其螺距的改变是通过独立的液压系统驱动桨叶安装盘面下的曲柄销实现的。该船在太平洋海域航行,常规保养右主机调距桨滤芯时,发现液压油有乳化现象。取出左主机调距桨液压油进行检查比较,油液取样情况如图1所     

变频电力推进驱动调距桨船舶的推进控制系统设计

采用变频电力推进驱动调距桨的推进方案可以有效解决船舶的水下噪声、航速、拖力和燃油消耗等方面的问题,尤其适用于物探船、布缆船、科考船等具有多种航行或者作业工况的船舶。文章基于变频电力推进驱动调距桨方案的技术特点,进行了推进控制系统设计,设计方案能有效地改善快速启动和加速过程容易造成主机负荷超载的问题。该设计方案采用了单一控制和联合控制2种控制模式,能够满足不同作业工况的运行需求,实现船舶操控的稳定运行,保证船舶电力系统的安全,对于配置调距桨的电力推进船舶的推进控制系统设计有一定的借鉴意义。     

应用在船舶调距桨系统中的计算机控制方法

将计算机寻优控制技术用于船舶部分负荷下调距桨的自动控制上，以调距桨的最高效率与最低耗油率为目标，调整螺距比之后使之达到最佳工作状态，从而提高调距桨的效率，节约能源．