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原文传递新型船用正车执行机构设计研究

论文题名：	新型船用正车执行机构设计研究
关键词：	船用汽轮机;直驱式容积控制;正车执行机构;结构设计;电液伺服
摘要：	正车执行机构作为船用汽轮机控制系统控制器指令的执行者，是汽轮机组控制系统重要组成部分，在传统的正车执行机构设计时，可靠性、控制精度、响应时间是其设计工作的重点。但随着新型船舶蒸汽动力装置功率等级不断增大，功率质量比的不断提高，以及更苛刻噪声指标的不断提出，如何在保证正车执行机构基本性能指标要求的同时，解决其小型化、集成化以及减振降噪等问题，成为急需解决的问题。　　直驱式容积控制技术的发展，为解决上述问题提供了可能，相关配套设备国内供给的日益完善，使我国具备了自行研发基于直驱式容积控制技术正车执行机构的基本条件。　　以某型船用正车执行机构指标需求为牵引，设计了一种直驱式容积控制电液伺服正车执行机构，与传统船用汽轮机控制系统执行机构相比，取消了泵站、蓄能器、溢流阀、滤油器、冷油器、油箱、管路等辅助系统，实现了执行机构的集成化和小型化。执行机构采用闭式循环，减少了油液的污染源，提高设备的可靠性和工作寿命。同时，在正车执行机构到达目标位置时，伺服电机停止工作，由流量配对阀保位，实现正车执行机构减振降噪的目的。并且正车执行机构采用了冗余的双动力头设计，当一个动力头故障时，可以在保持其余性能不变的情况下，另一个动力头实现正车执行的降速运行，进一步提高了正车执行机构工作可靠性。　　建立了直驱式容积控正车执行机构执行数学模型，对其稳定性进行了分析，研究了其动态阶跃响应指标。针对正车执行机构动态响应过程超调量大、调整时间长以及参数时变、速度饱和等问题，设计了一种积分分离的模糊PID控制器，并在所建立的数学模型基础上，完成了模糊控制响应表设计，及利用高桥法完成PID参数的整定。　　以正车执行机构工作原理以及物理结构参数为建模的切入点，利用AMESim软件建立了正车执行器的仿真模型，通过试验验证了该建模软件仿真结果的高度可信性，同时试验也验证了所设计正车执行机构各项性能指标均达到了设计要求，并且优于设计要求。仿真作为试验的重要补充，可以实现对正车执行机构设计指标的快速评估，保证设计指标的可实现，提高了正车执行机构的设计效率。
作者：	王海洋
专业：	动力机械及工程
导师：	马修真
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文