低舵速操舵控制技术研究

《低舵速操舵控制技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、低舵速操舵控制技术研究王令蓉(海军驻九江地区军事代表室，九江332007)摘要：潜艇的减振降噪一直是潜操技术发展的难点问题，本文在分析舵机系统的基础上，研究低舵速操舵控制的减振降噪效果，并通过数字仿真，验证了此种操舵方式的可行性和冇效性。关键词：潜艇低舵速减振降噪中图分类号：U675.9文献标识码：A文章编号：1003・4X62(2011)06-0021・05ResearchonSteeringControlTechnologyforLowRudderSpeedWangLingrong(NavalRepresen

2、tativesOfficeinJiujiangArea,Jiujiang332007.China)Abstract:Antivibrationandnoisereductionisoneofdifficultiesinthedevelopmentofsubmarinecontroltechnology.Intheanalysisbasedonthesteeringgearsystem,theeffectofantivibrationandnoisereductionforLow-speedsteeringcont

3、roloftherudderisstudied,throughdigitalsimulation,thefeasibilityanceffectivenessofthesteeringmethodisproved.Keywords:submarine;speedsteering;antivibrationandnoisereduction1引言由潜艇操纵性理论⑴和流体力学可知，在保证潜艇操纵性和安全性前提下，适当地降低操朋速度有利于减少液压舵机的冲击和降低机械振动噪声，因此，低舵速操舵控制技术的研究显得尤为必要。

4、但在低噪声航行时，以多大的转舵速腹对潜艇进行操纵控制，使之既满足操纵性耍求，乂能极大地降低操舵噪声，至今还没有明确的定量指标。综上所述，低舵速操舵控制技术的研究对潜艇操舵系统的减振降噪尤为迫切。2控制舵机系统的组成舵机系统为操舵控制系统的执行环节，接收集中控制操舵仪操舵控制信号，通过舵机系统内的转换控制箱控制变量泵斜盘运动，从而控制舵机油缸中液压油的流向、流量，最终控制转舵方向和转舵速度。指令舵角1盘位系统I反馈机构图1控制舵机系统方框图反馈放人器放人器收稿日期：2011-01-20控制舵机液压系统⑵由变量泵、舵

5、机油缸、比例阀、伺服油缸、位移传感器、比例阀放大板、2012-0了聖3#鮒㈱樹脚辭斛比址2-0華拟附糊WW翩峻说险腮########2給雌卿密餾#料®12-07-13##瞒瑚输阡b圖歸轴###控制舵机系统存在大小两个闭合回路。其中小冋路使变量泵倾斜盘倾角匕（兀）与输入的误差电压成比例，起着信号放大的作用。班兀）控制着Qb即舵速。0△<负载图2控制系统原理图3控制回路特性分析控制系统原理图⑶如图2所示。由液压泵的流量特性可知：泵出口端流量：Ql~KqB*、一LbPi■LbqPi泵进口端流量:Ql2=-(K肿-Lb

6、Pi)~厶boPlQlX=A卫I%5drp（1）⑵⑶⑷为油缸活塞杆及负载体系的总质量；B为液压缸活塞和负载上的粘性阻力系数；Cw为负载上的弹性力系数；场为摩擦阻力和常值干扰力。本文中变量泵变量斜盘的位置控制H句为比例阀控形式。由于伺服油缸、比例阀的谐振频率角大环系统的伽大很多，且无滞后太大的电磁夭件，因此，小闭环的开环可简化为积分加比例环节，闭环为惯性环节。(7)将油路当作闭合的液体系统，则可得到:g补+〃2）⑸根据液压缸活塞杆上得力平衡特性，且PFPLP2,整理上列各式得到系统在输入信号X,和干扰力峪作用下的总

7、输出为：K=0）=KK丄K为盘位系统开环增益；人2八卅3,八“I八0A八Hl为伺服油缸（变量油缸）工作面积；Kq为比例阀流量增益。当余统负载弹性力系数Cm=0（—般机械系统均可认为），且BKml«Ai2时，式（6）简化为典型特性X（5）=XG)二V（心+孑KMAs)vi貸“-*(©+『)v29$(r+—$+1)竺+（込怪P.…由式（7）和（8）,依据系统图画出系统方块图如图3。系统开环传递函数为：式屮，X］为盘位系统伺服液压缸的位移；必为液压泵出口端压力；°为油缸高压端压力；心九变量泵的流量系数，结构常数；s为变

8、量泵的漏损系数；厶B0为泵的外漏系数；儿为油缸有效作用面积；％为高压油路或低压油路油液的体积，为整个泵一缸回路小油液总体积的一半；"为油液的容积弹性系数；g补为系统低压补油流量；M系统的开环增益加•蛇乜7迪醐##########2012-07-13###的#歸龜技术歸删糊###X图3控制系统方块图K控制舵机系统中,coh