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。     

圆柱壳体振动主动控制中作动器的优化配置

结构振动的主动控制不仅取决于控制器中控制律的设计,还取决于作动器在结构中的作用位置,作动器的合理布置能有效抑制结构振动低频范围内的响应。文章以圆柱壳体为研究对象,基于离散系统可控可观性准则,提出了基于粒子群算法优化作动器作用位置的设计方法,并通过实验加以验证。实验结果表明,粒子群算法可应用于圆柱壳体中作动器作用位置优化设计的问题,在振动主动控制实验中能取得良好的控制效果。     

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．     

纵向斜船台滑道并列造船止滑器布置研究

为避免止滑器与滑板卡扣碰撞,纵向油脂滑道的止滑器要求安装在滑道的外侧,以避开滑道内侧的滑板卡扣。并列造船的船台,为满足不同船型的下水要求,主滑道两侧均需安装止滑器,由此带来了止滑器与卡扣干扰的问题。本文结合工程实际,对止滑器布置进行研究分析,根据实际需求采用不同的布置方式,解决止滑器与滑板卡扣干扰碰撞问题,保证了滑道下水安全。     

纵向斜船台滑道并列造船止滑器布置研究

为避免止滑器与滑板卡扣碰撞,纵向油脂滑道的止滑器要求安装在滑道的外侧,以避开滑道内侧的滑板卡扣.并列造船的船台,为满足不同船型的下水要求,主滑道两侧均需安装止滑器,由此带来了止滑器与卡扣干扰的问题.本文结合工程实际,对止滑器布置进行研究分析,根据实际需求采用不同的布置方式,解决止滑器与滑板卡扣干扰碰撞问题,保证了滑道下水安全.     

深水海底管道止屈器设计研究

随着水深的增加,深水海底管道由于外压导致压溃、屈曲及屈曲传播的可能性大大增加.深水海管设计中,通常采用止屈器来控制海管由于较大的外压可能造成的压溃及屈曲传播.止屈器的主要作用是:在管道受外压的条件下,一旦发生压溃屈曲并发生屈曲传播时,将屈曲传播的破坏限制在一定管道长度范围内.该文进行了深水海底管道止屈器设计研究,并基于有限元模型进行了管道的屈曲和屈曲传播分析.     

锚机制动功能结构新设想

对锚机之锚链轮制动器的实际使用情况、结构原理,受力情况和相关规范综合分析,建议支持负荷和正常负荷制动功能机构分设,提出锚机止动器和液压锚链轮制动器设置构想,阐述设计优点、技术经济合理性和适用推广的积极意义     

船舶螺旋桨避振器模拟装置试验研究

发展了使固有频率可由腔室内空气压力和作为动吸振器质量的水量调节来控制的动吸振装置。作者进行了模型试验，试验结果显示了流体动吸振器有如下优点：１）吸振器频率容易改变；２）减振器效果恒定，可靠；３）装置费用经济，节约。     

FPSO转塔系泊止链器安装工艺与拖航固定设计

针对我国南海深水浮式生产储卸油装置（FPSO）转塔单点系泊的关键零件止链器，进行安装工艺过程设计模拟和拖航固定设计的有限元分析。结果表明：止链器集成安装的关键点是吊装过程通过姿态调整与锚链盘U型槽配合；满足止链器安装精度的核心是节圆柱与耳轴转动平稳；止链器拖航固定的张紧链是应力薄弱点，在选型设计中应保守考虑使用1根张紧链的工况。实际工程应用验证了止链器安装工艺与拖航固定设计方案满足可靠性要求，为南中国海类似工程提供了直接经验。     

圆柱壳体内主被动隔振过定控制系统试验研究

本文研究了以圆柱壳体为基础的主被动隔振系统,改进了多通道窄带Fx-Newton算法以适用于误差传感器数目多于作动器数目的过定控制系统,开展了振动线谱控制试验.结果发现:采用误差传感器数目等于作动器数目的控制系统,基座和圆柱壳体的控制效果在某些频率不统一;而采用过定控制系统,能更有效地降低基座和圆柱壳体的振动线谱,提高全局控制效果.     

基于Halbach阵列作动器的柴油机低频振动传递控制

柴油机是舰艇三大噪声源中机械噪声的主要贡献者,控制柴油机传往甲板或壳体的振动意义重大。该文基于Halbach阵列研制的新型作动器用于控制柴油机的低频振动传递。首先基于MATLAB平台利用实测数据对LMS算法中的滤波器系数和步长进行优化选择,然后通过实验验证了该作动器和所设计控制器的有效性。结果表明使用低频线谱自适应控制策略以后,基座和甲板振动在控制作用频率上均得到抑制,取得7dB左右的控制效果。     

水下压电智能结构振动控制中 传感器/作动器位置优化

文章围绕智能结构水下振动控制中传感器/作动器的位置优化问题,搭建Abaqus-Matlab联合建模平台,得到水下智能结构的状态空间模型,建立基于能量传递的优化准则,在频段为0～600 Hz处,对比可选传感器及作动器位置区域的可控、可观度的大小,由此获得了传感器/作动器的最佳粘贴位置。最后通过相同激励信号下,不同配置位置的水下压电智能圆柱壳振动能量传递的大小,验证了优选位置的合理性。     

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。     

变速积分PID法控制的电静液作动器的设计与仿真

通过分析多电飞机机载电静液作动器(electro hydrostatic actuator,EHA)的工作原理与结构特点,并根据其组成部件电动机、变量斜盘泵、作动筒、活塞杆负载等的数学方程,构建基于MATLAB/Simulink的EHA线性化仿真模型.针对传统PID控制的EHA存在舵面控制精度差和频域带宽过窄的问题,采用一种变速积分PID的控制方法来改善传统PID控制存在的问题,并对传统PID控制和变速积分PID控制进行对比仿真分析,结果表明:变速积分PID控制的电静液作动器,系统的响应速度和控制精度得到了明显提高.     

破冰船下水用四级杠杆式止滑器

破冰船与货船、客货船、油船不同,它结构复杂、钢板厚、大型铸钢件多,因而下水重量大。我厂建造的第一艘5000吨级破冰船下水重量仅船壳就有2450t,比一艘500吨级货船还重500t。根据我厂船台结构,不可能采用其他型式的止滑器,因此,对能否采用四级杠杆式止滑器,进行了论证,取得成功。四级杠杆式止滑器结构灵活,零件损坏后容易调换,安装所占位置不大,应用具有一定生命力。下面介绍一下该止滑器结构和计算方法。     

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。     

水下动平台与无人航行器的对接路径生成方法

分析水下运动平台回收无人航行器对接过程所处的环境特点与运动姿态特征,建立水下动平台与无人航行器回收过程模型,将回收过程分为跟随段、调整段、对接段和回收段。根据调整对接的水下导引控制特性,提出无人航行器对接路径基准轨迹生成模型,建立无人航行器回收对接航路点生成方法,并采用三次插值对航路点进行平滑,形成了水下动平台与无人航行器的对接路径,通过案例仿真计算分析,表明提出方法的有效性。     

船舶舵机止动块的改进设计

船舶舵机止动块由于构造简单,制作方便及能承受巨大负荷等等许多优点,在船舶设备的安装中得到了广泛的应用,因此正确地设计止动块的角度起到非常关键的作用。     

大倾角输送带逆止器失效分析与选型

针对秦皇岛煤五期皮带输送机逆止器频繁失效的问题,分析NYD型接触式楔块逆止器受力失效原因,并重新进行选型,解决了皮带运输过程中的隐患问题,提高了设备工作效率。     

船舶主机设备振动智能控制方法

为了避免振动对船舶安全稳定运行的消极影响,研究船舶主机设备振动智能控制方法。采用节点导入有限元建模方法构建主机设备有限元模型,获取主机设备运行情况以及振动详细数据,引入由互相对称的2组偏心质量块式电力作动机构形成的电力作动器,采用伺服三环控制对主机设备振动控制作动器进行环路设计,通过电机主动轮启动偏心质量块,同时调整偏心质量块的位置,实现消振力控制输出,完成主机设备振动智能控制。实验证明,该方法可以实现船舶主机设备模型的建立,可视化展现主机设备电磁性能、振动和热特性等,并有效控制船舶主机设备的振动幅度,其中控制后的船舶发电机的振动等级达到优等级。