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。     

机电作动器驱动转鳍机构的设计

以现有GJB 2860-97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整个过程,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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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     

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。     

基于UG的襟翼驱动机构的运动仿真分析

将收放式减摇鳍襟翼驱动机构简化为曲柄导杆机构,利用UG/Motion模块对其进行运动仿真,构件的受力变化情况以图表形式输出,通过与解析法建立的力学模型进行比较验证仿真的真实性,同时初步分析摩擦副对机构受力情况的影响,为该机构本身的结构优化乃至减摇鳍的整体设计计算提供参考依据。     

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．     

六自由度液压运动平台的分析与研究

针对目前舰船上运用广泛的多自由度运动结构设计周期长和成本高的问题,为了能更快更好地设计多自由度液压运动平台,采用虚拟仿真技术进行研究分析。以SolidWorks中建立六自由度液压平台模型为基础,通过SolidWorks与Matlab对该平台展开相应运动学仿真分析,对其负载指标、运动指标、机构运动姿态进行分析和计算,并在此基础上建立虚拟样机,验证该六自由度液压平台综合性能指标的正确性。最后通过对各指标进行误差分析,证明了设计模式的有效性,以此为依据研制出六自由度液压实验平台,为研制高精度运动模拟器打下良好的基础。     

Dynamic Analysis of High-Speed Boat Motion Simulator by a Novel 3-DoF Parallel Mechanism with Prismatic Actuators Based on Seakeeping Trial

In this study, we focused on a novel parallel mechanism for utilizing the motion simulator of a high-speed boat (HSB). First, we expressed the real behavior of the HSB based on a seakeeping trial. For this purpose, we recorded the motion parameters of the HSB by gyroscope and accelerometer sensors, while using a special data acquisition technique. Additionally, a Chebychev high-pass filter was applied as a noise filter to the accelerometer sensor. Then, a novel 3 degrees of freedom (DoF) parallel mechanism (1T2R) with prismatic actuators is proposed and analyses were performed on its inverse kinematics, velocity, and acceleration. Finally, the inverse dynamic analysis is presented by the principle of virtual work, and the validation of the analytical equations was compared by the ADAMS simulation software package. Additionally, according to the recorded experimental data of the HSB, the feasibility of the proposed novel parallel mechanism motion simulator of the HSB, as well as the necessity of using of the washout filters, was explored.     

基于耐波性试验采用棱镜致动器的新型三自由度并行机构开发的高速船运动模拟器的动力分析（英文）

In this study, we focused on a novel parallel mechanism for utilizing the motion simulator of a high-speed boat(HSB). First, we expressed the real behavior of the HSB based on a seakeeping trial. For this purpose, we recorded the motion parameters of the HSB by gyroscope and accelerometer sensors, while using a special data acquisition technique. Additionally, a Chebychev highpass filter was applied as a noise filter to the accelerometer sensor. Then, a novel 3 degrees of freedom(DoF) parallel mechanism(1T2R) with prismatic actuators is proposed and analyses were performed on its inverse kinematics, velocity, and acceleration.Finally, the inverse dynamic analysis is presented by the principle of virtual work, and the validation of the analytical equations was compared by the ADAMS simulation software package. Additionally, according to the recorded experimental data of the HSB, the feasibility of the proposed novel parallel mechanism motion simulator of the HSB, as well as the necessity of using of the washout filters, was explored.     

一种船用直升机电源负载模拟装置设计

根据船用直升机负载性能特点，分析负载模拟装置的设计要求，从负载容量及分组、散热功能、控制保护功能、结构布置等多个方面对负载模拟装置进行综合设计，并通过工程样机开展试验，验证设计方案的可行性。该装置可为船用直升机电源的性能验证提供精确可靠的试验保障。     

摆盘机构的运动解析及应用实例

对摆盘机构的运动轨迹进行了较为详尽的分析,导出了摆盘机构运动轨迹方程,并根据其运动特点将其运用到工程实践一大功率海水泵的设计.给出了一种崭新的全部用滚动轴承承载的整体式摆盘机构,为摆盘机构的实用化提供了理论基础和工程实际参考.     

螺旋桨负载模拟装置的可行性验证

针对螺旋桨模拟装置的可行性进行了仿真验证.建立了一个带螺旋桨负载的推进系统的数学模型;设计了船桨模型,并结合曲线拟合方法获得了相关数据曲线的函数.在Simulink环境下,建立了整个仿真系统,并进行了动态仿真.通过仿真,螺旋桨负载模拟装置的运行结果与实际的螺旋桨特性基本一致,确定了模拟装置可以模仿船舶推进系统的动态特性,同时仿真程序可为工程实践提供理论支持.     

深度模拟器液压系统仿真研究

介绍了深度模拟器总体结构及工作原理,针对深度模拟器控制系统中PID算法及其相关参数进行了仿真研究。以深度模拟器液压系统为模型,利用AMESim仿真软件工具,对整个液压系统进行了仿真分析并对系统各元器件的参数进行了优化,为深度模拟器的进一步研究提供了理论基础。     

动态负载仿真控制器的设计与研究

本文介绍了舰船电力系统动态负载仿真控制器的设计以及实现.该装置以Intel 80C196KC单片机为核心的控制器硬件方案设计及相应的存储器扩展、人机接口、数据采集通道、PWM脉冲的输出、通讯接口等具体电路.该控制器成功地对舰船电力系统常见的四种负载进行了数字仿真,并已成功应用于某舰船电力系统仿真实验室中.     

舰载直升机起降训练仿真系统设计方案

舰载直升机起降训练仿真系统是以计算机可视化技术及直升机、舰船运动数学模型为基础的复杂系统。提出了研制舰载直升机起降训练仿真系统的具体思路和设计方案,详细介绍了本系统中的海浪生成、舰船运动、直升机操纵等模块的数学模型及仿真实现。     

规则波下载人潜水器-母船布放回收耦合运动试验研究（英文）

The launching and recovery process of a human-occupied vehicle(HOV) faces more complex wave effects than other types of submersible operations. However, due to the nonlinearity between the HOV and its mother ship, difficulties occur in theoretically simulating their coupled motion and hydrodynamics. The coupled motion responses and the load under different regular wave conditions are investigated experimentally in this study. The optimized design of the experimental scheme simulated the launching and recovery process of the mother ship and HOV in regular waves. The attitude sensor performed synchronous real-time measurement of the coupled motion between the mother ship and HOV as well as obtained the load data on the coupled motion under different cable lengths. The results show that models in heading waves mainly lead to the vertical motion of the hoisting point. In beam waves, the transverse and vertical motions of the hoisting point occur in a certain frequency of waves.Under the heading and beam wave conditions, the longer the hoisting cable is, the greater the movement amplitude of the submersible is. Moreover, compared with the condition of the beam waves, the hoisting submersible has less influence on the mother ship under the condition of the heading waves. The findings provide theoretical support for the design optimization of the launching and recovery operation.