舰船液压系统

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1、液压系统广泛地应用于舰船，如应用于舵机系统、为某些特种输送设备提供动力,用于柴油机的减震系统等等。1、Co-simulationofNeuralNetworksPIDControlforShipSteeringHydraulicSystem船舶液压转向系统神经网络PID控制的协同仿真为了优化船舶转向液压系统的动态性能，木文研究了基于非线性和系统时间变化特性的反向传播(BP)神经网络的PID控制算法。MATLAB/Simulink系统控制模型是根据该算法所设计，并且将控制系统和液压系统经MSC.EASY5接口进行协同仿真。协同仿真结果表明，在本文中提出的PID控制模式

2、有学习和自适应能力。研究结果还揭示该控制方式与常规PTD控制相比，可取得更好的鲁棒性和更快的响应。最后说明，神经网络PID控制在应用于复杂的非线性液压系统控制时，可以带来更好的性能。在舵机用伺服液压系统是一个典型的非线性和复杂系统。由于非线性特征和吋变负载，这是非常困难的通过迅速，准确地控制舵机常规PID控制器[1,2]o应用菲线性神经网络的匹配能力，一种智能PID控制器可以设计成[3],其中应提供自适应和转向液压较好的鲁棒性制度。反向传播(BP)神经网络具有良好的模型识别和模型分类[4]o因此，本文着重研究BP神经的应用通过转向液压系统上的网络PID控制器协同仿真

3、。2、船舶液压舵机系统动态和稳态特性的分析舵机是用来控制船舶航向，它的灵敏性直接与船舶的航行安全息息相关，是船舶的重要组成部分之一。当船舶航行在海上，舵机负载总是变化的，因此，船舶舵机的精确控制是至关重耍的。为了能方便地研究舵机系统的特性，就必须在实验室复现舵机在实际工作时所受的各种负载。实验室里舵机的加载形式有以下几种：①机械加载方式，②电液伺服式负载模拟加载方式，③电动式力矩伺服加载系统。本文用电液比例加载方式进行加载属于第二类加载方式，控制精度能满足商用船舶舵机系统研究需要。先为舵机系统建立了流体动力描述方程，通过研究系统的稳态和动态特性，可以为加载规律的控制

4、提供理论基础，还可以对舵机系统的设计起到一定的指导作用。1液压舵机系统的基本工作原理液压舵机系统如图1所示：当实际舵角与指令舵角存在偏差时，由比较器输出偏差信号，电磁阀3吸合，系统加载。该偏差信号经控制器调节后输岀，控制变频电机1的工作频率。电机转动，使得柱塞在转舵油缸中移动，通过舵柄带动舵杆舵叶转动，直至实际舵角与指令舵角的偏差符合要求。然后，电磁阀3断电，系统卸载，控制器输出控制电压使电机1以最低转速运转。系统数学建模泵控液压缸系统，对于这样一个系统，通常可假设：①泵壳体的回油压力为零，即忽略泵低压腔向泵壳体的泄漏；②当舵角为零时，由泵、转舵油缸及管道组成的两个

5、腔室完全对称；③连接管路较短，且有较大通径，可忽略管路内的压力损失及动态变化；④转舵油缸低压腔补油充分，压力为常数，压力由补油阀确定。由于舵机顺时针转动与逆时针转动时，系统分析方法是一致的，故下面以舵机逆时针转动情况为例进行建模。结论通过建立系统流体动力描述方程，进行稳态和动态分析得到如下的结论：(1)在液压舵机系统屮，若在转舵过程不随时调整加载油缸的控制丿玉力，其模拟阻力将随舵角变化，且左右舷存在不对称现象。模拟阻力随舵角的变化而变化，这是rh加载油缸的布置所决定的。(2)由于通常采用单出杆油缸作为加载油缸，当其回油压力控制不变时，顺时针转舵与逆时针转舵吋转舵油缸

6、中的压力不同，因系统有泄漏存在，导致顺吋针与逆吋针转舵的速度不同。(3)当釆用本文提供的方案进行模拟加载时，控制规律屮必须要考虑上述的力的非对称因素,相应调整加载油缸两舲的压力。另外，若为简化控制规律，亦可将加载油缸改为双出杆油缸,或双单出杆油缸对称布置。(4)为了克服液压舵机系统的响应较慢的缺点，可以从增加流量增益，提高系统工作压力，适当减小转舵油缸的直径等方血采取措施，来提高响应速度。(5)系统抗海浪冲击外负载力的刚度是较大的；但应注意在采取上述提高响应速度的措施时,会使得系统抗外界干扰的位置刚度和速度刚度有所下降，这是系统设计时必须注意的。3、主动式液压伺服隔

7、振系统的研究针对舰船柴油机的振动隔离问题，对液压伺服隔振系统反馈控制理论进行了研究，建立双层隔振系统的理论模型，用传递函数分析法推导系统力传递率。在系统稳定的基础上，对系统在各种反馈参数条件下及不同的反馈增益条件下的振动主动控制性能进行计算机仿真。结果表明，在低频和宽带激扰条件下，采用上层质量速度、下层质量位移和下层质量速度变量组合反馈，可以获得令人满意的隔振效果。目前大功率柴油机仍是一些舰船的主要动力源，其振动严重危害着载体船、机械及设备的正常工作，对人和环境造成了极大的污染和危害。振动主动控制的热点和难点主要在两个方面，一是控制技术的研究、控制理论及新算法和