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《哈尔滨工程大学》 2010年
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船舶液压舵机系统中的流体噪声控制

马兴瑞  
【摘要】: 液压舵机作为船舶的动力转向系统,是船舶重要的组成部分。随着液压技术向高速、高压和大功率方向的发展,由于管路中压力冲击而引起的液压舵机系统振动和噪声也日趋严重,成为限制液压舵机进一步广泛应用的重要因素。因此研究分析液压舵机系统中管路动态特性及压力冲击,减少与降低舵机系统中的振动和噪声,对改善液压舵机系统的性能、促进液压舵机系统的应用有着积极而深远的意义。 本文从工程实际出发,对某阀控型液压舵机流体管路动态和压力冲击进行建模仿真,提出采用模糊PID控制减小舵机启停、换向时管路中的压力冲击,以达到减小液压舵机系统振动和噪声的目的。 本文在综述液压舵机系统噪声产生的机理以及减振降噪技术的研究现状的基础上,对某阀控型液压舵机系统进行了分析研究。论文首先对该型液压舵机系统的理论模型进行了分析研究,采用AMESim软件建立液压舵机系统仿真模型,并对舵面水动力对系统的干扰作用进行了分析。 通过对舵机液压系统频域特性的仿真分析,设计了PID控制器,并建立了液压舵机系统管路分布参数模型,然后对未考虑和考虑管路动态特性的AMESim模型进行了对比仿真分析。结果显示,在未考虑管路动态特性时,系统的压力波动并不明显;而在考虑管路的动态特性时,系统在启停过程及换向过程中管路压力具有明显的冲击现象。此外,仿真分析了PID控制器参数对舵机系统压力冲击的影响,为控制器的改进设计确定了方向。 针对传统PID控制器的缺点,采用模糊方法对PID进行了改进设计,通过模糊PID控制器实现控制参数的在线调节,以达到消减系统压力波动的目的。通过AMESim与MATLAB/Simulink的联合仿真,并与PID控制仿真结果进行了对比分析,结果证明模糊PID对液压舵机系统中启停过程、换向时的压力冲击具有明显的消减作用。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U664.41;TB535

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