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舰船高速重载六自由度运动模拟器研究
| 论文题名： | 舰船高速重载六自由度运动模拟器研究 |
| 关键词： | 舰船;六自由度平台;运动模拟器;合页链构型;辅助支撑;液压差动驱动 |
| 摘要： | 本文所研究的舰船运动模拟器，是在实验室环境下模拟一定海况下舰船航行时甲板平面空间运动的一台仿真设备，能为舰载设备的调运作业提供逼真的工作环境。与使用现役舰船进行类似训练相比，舰船运动模拟器具备安全性高、可控性强、经济性优等突出特点。 针对重载、大运动行程的舰船运动模拟器的应用需求，研究了一种具有合页链构型、辅助支撑、液压差动驱动的六自由度平台，具体研究内容如下： 1）针对平台的大运动行程和高速运动需求，提出了一种基于合页链驱动的新型六自由度平台运动机构。该机构采用多缸协同的合页驱动链替代传统SPS支链，实现了液压缸大推力、高速度输出的驱动要求。 2）针对平台的重载工作环境，提出了多级液压缸辅助支撑及浮球辅助支撑方案，利用多体动力学仿真软件ADAMS完成了平台机械结构部分的动力学建模。通过比较不同辅助支撑方式在典型工况下的支撑效果，选定浮球机构作为大惯性平台的辅助支撑机构。 3）针对高速、重载系统功率消耗巨大的特点，比较了三类液压双作用驱动缸的驱动特性。以降低系统平均运行功耗为目标，提出了恒压变量泵加蓄能器的高效能供油方式，以及液压缸差动驱动执行元件的方案。 4）针对运动平台的快速性及稳定性要求，提出了利用双跟踪微分器（TD）的非线性PID控制算法（NPID）。完成了包含机械、液压、控制在内的仿真模型的搭建，并针对平台的几种典型工况进行了仿真分析，验证了所提出的NPID控制算法具有提升系统快速性及鲁棒性的功能。 |
| 作者： | 谭洁 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 李维嘉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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