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船用蝶阀液动执行器的设计及控制研究
| 论文题名： | 船用蝶阀液动执行器的设计及控制研究 |
| 关键词： | 船舶工程;蝶阀液动执行器;结构设计;控制系统 |
| 摘要： | 船用蝶阀液动执行器作为阀门驱动器中众多类型的一种，是驱动蝶阀的主要部件，其结构特性、响应速度及控制鲁棒性直接影响蝶阀的使用性能。因此，船用蝶阀液动执行器的设计及控制研究，对于保证船舶安全性及可靠性具有重要意义。 本文以船用蝶阀液动执行器为研究对象，将直驱式容积控制、联合仿真及模糊控制策略相结合，实现对船用蝶阀液动执行器的结构优化设计及控制响应特性研究，深入探讨了执行器的关键元件参数和智能控制策略对液压缸位移响应时间的影响，具体研究工作如下： 首先，针对船用蝶阀液动执行器的特殊工况，设计了执行器的液压回路系统及机械结构，确定了控制方式；并对其中的关键部件，如液压缸、伺服电机与液压泵进行了选型及设计，对集成液压阀块与液压管路进行了相应的研究；开发了船用蝶阀液动执行器的虚拟样机，并试制了物理样机。 其次，在AMESim中建立了船用蝶阀液动执行器的仿真模型，对系统中元件参数的设置及控制策略进行了探讨，得出了影响液压缸位移响应时间的关键要素；由仿真结果表明：伺服电机转速、油液弹性模量、液压管路及液压泵转动惯量对执行器的位移响应特性都有一定的影响，根据该结果对执行器的参数进行了相应的调整优化，并通过实验证实了优化方法的可行性与合理性。 最后，在AMESim&MATLAB/Simlink的联合仿真平台下，搭建了船用蝶阀液动执行器的控制系统，分别采用无PID控制、常规PID控制及模糊控制三种控制方法，在输入多种不同的控制信号下，通过联合仿真比较这三种控制方法的优缺点。仿真结果表明：模糊控制与另两种控制方法相比较，对液动执行器的液压缸响应更加迅速，并能及时修正在控制过程中产生的误差量，所以模糊控制方法具有更好的鲁棒性。本文研究的液动执行器的控制系统采用了模糊控制方法，实现了对系统的智能控制。 |
| 作者： | 沈雨春 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 顾寄南 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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