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并联型三自由度波浪补偿稳定平台关键技术研究
| 论文题名： | 并联型三自由度波浪补偿稳定平台关键技术研究 |
| 关键词： | 船舶工程;海浪稳定平台;波浪补偿功能;并联结构;液压驱动系统 |
| 摘要： | 随着我国对海洋开发力度的加强，对船舶关键设备抗海浪干扰的要求也变得越来越高。本文经过对串并联机构的对比分析决定在已有的并联机构的基础上，建立具有波浪补偿功能的海浪稳定平台。海浪的横摇运动、纵摇运动和垂荡运动是海浪的六种运动中对船舶设备性能影响最大的三种运动，因此稳定平台只补偿海浪此三种运动方向上的运动量，从而减少海浪运动对船舶设备性能的影响。 本文首先在现有的并联结构进行了分析与总结的基础上，提出了以3PUP/PU型并联机构为基础的稳定平台结构。在选定了稳定平台的机械结构的基础上建立了3PUP/PU并联型稳定平台的运动学和动力学模型，通过将已经建立的运动与动力学模型转化为Matlab中的模型并对相关的参数及运动形式进行设定，最终得到了伺服液压缸在各种运动形式下的位移变化量、速度以及加速度变化曲线图。 其次，分析了稳定平台的液压驱动系统，建立了对称阀控制对称缸的液压驱动系统模型。本文提出的稳定平台单支路液压驱动系统是以对称缸的对称阀控制模型为基础的一种模型。此种控制方法是在液压驱动系统模型的基础上加上了前馈、动压反馈和位移反馈而形成的一种控制策略。通过Matlab/simulink对单支路液压驱动系统进行了建模并施加了正弦信号对其稳定性进行分析，从最终的结果来看,系统在此种方法的控制下,系统抗干扰能力得到了大幅提高。 再次，对稳定平台的控制策略进行了研究。对比介绍并分析了诸如PID控制、模糊控制和模糊PID控制等几种常见控制算法及其各自的性能优缺点。 最后，提出了模糊自适应PID控制算法。在Simulink中建立了稳定平台在PID算法和模糊自适应PID控制算法的模型并进行了计算仿真。通过仿真结果表明模糊自适应PID算法在稳定性、抗干扰能力、响应速度等方面适用于对稳定平台的控制。 |
| 作者： | 王建 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 卢道华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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