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原文传递一种新型电液力加载装置的研制

论文题名：	一种新型电液力加载装置的研制
关键词：	船舶轴系;力加载系统;动态加载;多闭环控制
摘要：	船舶轴系力加载系统是在实验室条件下，模拟船舶轴系在不同海况和工况下的受力情况及振动特性、测试推力轴承轴瓦的应力分布及大小、对船舶轴系进行预测性研究的实验装置，对于缩短研发时间、节约研制经费和提高设备可靠性具有重要意义。本文以一个船舶轴系力加载项目为工程背景，研制了一种基于帕斯卡原理的新型的动态力加载装置。具体的研究内容如下。　　首先，在分析力加载跟踪控制的国内外研究现状基础上，提出了一种新颖的强制挤压封闭容器实现力加载的方案。该方案基于密闭液体的体积变化与压力变化之间呈反比的特性，通过电动缸活塞推杆挤压承压筒产生高压，从而实现大范围、高精度的压力控制。建立了力加载系统完整的数学模型，分析了模型中的不确定性及非线性环节，对系统模型进行了一定的简化。　　其次，引入串级控制思想，构建了多闭环控制系统结构。根据系统的动态特性，逐环设计了包含电动缸速度内环及压力控制外环的多闭环PID控制器。通过MATLAB软件进行了数字仿真，分析了回路中存在的有界不确定性参数对系统频域稳定性的影响，并采用对比的方法分析了体积弹性模量及被加载物质量等系统关键参数对压力跟踪精度的影响。　　最后，介绍了电液力加载装置的研制情况，将整套装置分为机械系统、液压加载系统和控制系统三个部分，分析各个部分的作用及其工作原理，根据功能需求和技术指标要求完成对应的硬件设计及选型，开发了力加载装置的上下位机软件。对某型船舶轴系进行了动态加载试验，实验结果表明本加载装置具有良好的动态力加载能力。　　本文的研究成果已投入实际工程应用，并取得了良好效果。本装置所采用的提高动态力加载控制性能的方法和得出的结论同样也适用于其它力加载系统，对其它类似实验台的设计具有一定的指导参考意义和工程实用价值。
作者：	张军
专业：	轮机工程
导师：	吴金波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文