基于人工智能的船舶内部齿轮机构转速控制研究

已有方法存在响应时间较长的问题,提出一种人工智能的船舶内部齿轮机构转速控制方法。基于多间隙模型进行船舶内部齿轮机构的动力学建模,建模时考虑齿侧间隙和轴承径向间隙。根据构建的船舶内部齿轮机构动力学模型对齿轮机构实施应力分析。对其扭转震动进行简化,根据应力情况,通过Ansys软件表现齿轮机构的应力模态,对应力坐标进行仿真构建,针对啮合位置实施仿真接触应力分析。根据应力分析结果,基于人工智能技术中的技术层技术设计一种PID转速控制器,使用的技术为自然语言处理技术,具体使用的是信息理解技术。对船舶内部齿轮机构进行转速数据包的仿真,对设计方法实施转速控制能力的仿真测试。测试结果表明设计方法可以始终保持在500 ms的响应速度上,转速控制也很精准,满足了设计要求。     

扭矩测量及其校准系统的PLC实现

针对某机构中的驱动组合与非驱动组合的正常使用,提出了一种对其进行扭矩测量及其校准技术的方法,并对此进行了理论分析及仿真研究。在传动扭矩加载装置的条件下,采用数字PID位置式的控制方法,对扭矩特性测试中的电机扭矩进行了精确加载,测量系统采用经PID控制的电动制动器给置于高低温试验箱内部的驱动组合加载,转矩转速传感器在高低温试验箱外部检测驱动组合的输出扭矩和输出转速,并将结果传输给工控机,为软件计算机构驱动组合的传动效率提供数据,进而测试出主驱动组合在一定工作电压的情况下,不同负载所对应的工作效率曲线,从而对驱动组合的性能加以考核,并对其在PLC实现PID控制的实现方法进行了仿真分析研究。     

船舶内部齿轮机构转速控制方法分析

现有船舶内部齿轮转速控制方法中采用的控制算法,存在动能转换运算失常,导致齿轮转速数据计算出现误差,直接影响控制器对齿轮转速的控制。因此提出船舶内部齿轮机构转速控制方法分析。针对传统齿轮转速存在的不足,首先引入DNCD策略算法,对齿轮圆周运动时的动能参量监测策略进行修正;接着,引入自适应动能控制算法,对修正策略下齿轮转动产生的动能进行计算,从而达到精准控制齿轮转速的效果;最后,通过对比性的仿真试验,对提出的方法进行验证,证明其自身的可行性与有效性。     

电磁斥力机构触动时间研究

本文在Ansys Workbench中,结合Maxwell 2D与Mechanical模块对电磁斥力机构的瞬态运动过程进行了联合仿真,完成了电磁斥力计算,并将电磁斥力作为载荷对电磁斥力机构进行了瞬态动力学分析,得到了电磁斥力机构传动部件在瞬态动作过程中的应力应变,提取了动触头处的位移曲线,得到了电磁斥力机构的触动时间为210μs,计算结果与试验结果 220μs的误差为4.5%,可以满足工程设计需要,为电磁斥力机构触动时间的计算提供了一种方法。     

船舶柴油动力系统的多工况数学建模研究

本文研究船舶柴油机动力系统,重点分析船舶柴油机的动力装置,给出船舶柴油发电机转速和输出功率之间的关系曲线,并构建出船舶柴油机推进负载,分析船舶螺旋桨转矩和转速之间的曲线关系;构建船舶柴油机动力系统多工况数学模型;对模型进行仿真,并对柴油机中的燃烧率、压强以及扭矩进行分析;构建的船舶柴油机动力系统多工况数学模型,对我国船舶柴油动力系统的快速发展具有借鉴作用。     

船舶主轴裂纹预测评估研究

以船舶主轴为研究对象,在分析单轴应力疲劳基础上,在Ansys中进行仿真计算,获得不同扭矩下主轴应力集中的部位,利用相互作用积分方法在应力集中的部位采用Ansys计算应力强度因子。在分析纯扭矩作用下主轴上任意一点的受力情况后,基于Paris裂纹扩展速度公式,推导出轴的转速和功率与裂纹扩展速率的关系,提出了基于裂纹尖端应力强度因子的船舶主轴裂纹评估方法。     

船用齿轮式液压舵机负载自适应控制系统

为了满足不同负载工况时,船用齿轮式液压舵机的舵角跟踪水平,设计船用齿轮式液压舵机负载自适应控制系统。利用数据采集模块的电流传感器、转速传感器和位置传感器,采集船用齿轮式液压舵机的电流、转速和位置数据。系统的控制模块选取TMS320F28377芯片作为控制芯片,利用舵机数据采集结果,采用三闭环控制结构,运行模糊PID自适应控制算法输出舵机参数控制量。设置舵机参数控制量作为驱动模块的输入,驱动模块利用驱动电路驱动传动机构;设置传动机构作为驱动摇臂的执行部件,实现液压舵机的控制。系统测试结果表明,所设计系统可以依据负载变化,控制船用齿轮式液压舵机舵角,精准跟踪负载正弦信号。     

船舶传动装置多体动力学和有限元仿真技术

目前,传动装置振动计算多采用集中参数法,未将轴系振动(扭转振动、横向振动与纵向振动)以及结构振动进行综合分析,与实际情况有一定的差别。本文以典型双机并车装置传动(包括柴油机、高弹性联轴器、万向轴、传动齿轮、主轴与输出负载)为研究对象,应用多体系统动力学理论对其激励特性进行研究,为传动装置有限元动力学响应分析提供输入条件。在完成传动装置多体动力学仿真分析的基础上建立传动装置有限元分析模型,然后对传动装置进行轴系振动和结构振动有限元动力学响应分析,并进行试验验证。同时,讨论转速和隔振刚度对传动装置结构振动的影响规律。最后,通过总结,初步形成船舶传动装置基于多体动力学和有限元仿真的振动特性预估方法,以完善和充实传动装置的研究方法和理论。     

船用行星齿轮传动装置均载技术研究

船用行星齿轮变速器在螺旋桨动力的传送,机电装置的控制中占有很重要的地位,采用高效的行星齿轮机构,可以有效提高动力的传送效率,同时降低了船舶运行的成本。在常见的行星齿轮传动装置中,通常由液力变扭器共同组成基于液压控制的自动变速器。因此,本文重点研究2K-H型传动装置的基本结构,并根据传动原理和齿轮传动的有关规律,建立齿根过渡方程,通过分析支架作用力的形成,设计一种平衡式的动力传送均衡装置,最后通过仿真对有关基本参数进行设计。     

螺旋桨负载下的全回转电力推进器动力学特性

为研究全回转电力推进器控制系统的动力学响应特性,建立一种变频器控制异步交流电机驱动螺旋桨动力学系统的数学模型,提出一种考虑螺旋桨动态负载特性的电机转速、螺旋桨转速、转矩、推力的迭代求解方法,构建考虑螺旋桨负载下的全回转电力推进器的动力学仿真模型。通过数值仿真,分析螺旋桨进速不变和变化,以及不同期望转速下的电机及螺旋桨负载的动态响应变化过程和特点。结果表明,建立的动力学仿真模型与实际运动情况相符;推力系数和转矩系数随进速的增加而减小,转速几乎不会发生变化,推力有明显下降;期望转速越低时,异步电机转速、螺旋桨转速和输出推力上升速率越快。同时,在进速增加时,推力下降的范围越小。因此,须合理考虑进速系数对于全回转电力推进器的控制和推力分配的影响。这种考虑螺旋桨负载下的全回转电力推进器的建模方法对于全回转推进器电力控制、船舶动力定位方法和推力分配策略的研究具有一定的工程价值和指导意义。