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翼帆回转系统液压特性及控制策略实验研究
| 论文题名： | 翼帆回转系统液压特性及控制策略实验研究 |
| 关键词： | 机翼型风帆;回转实验台;液压系统;随机风;控制策略 |
| 摘要： | 近些年来，石油等化石燃料资源面临枯竭的问题日益凸显，造成国际原油价格不断攀升，国际相关组织对船舶排放的温室气体(CO2)、氮氧化物(NOX)等强制管理，促使航运界探索节能减排的新技术、新方法。自古以来船舶对风能的利用证明了其有效性和可行性，因此世界各国掀起了对风力助航的研究和开发热潮。 利用机翼型风帆（简称翼帆）辅助推进船舶航行时，其回转系统通常采用液压系统。该回转系统需根据风场情况，精确地调整和保持翼帆至最佳攻角，即要求翼帆的回转机构具有安全、可靠和稳定等特性。然而目前对回转系统的研究尚少且不够深入，因此对翼帆回转系统的研究，尤其是实验研究具有重要的理论和实用价值。 论文首先基于一种升阻比较高的多段翼风帆的空气动力学特性，参考船舶甲板机械形式、原理，设计翼帆回转实验台及其液压驱动系统原理图;其次，根据翼帆受力情况，对实验台主要设备进行选型计算，完成翼帆回转实验台的搭建;再次，通过实验研究，得到系统转速、压力和风阻力矩负载扰动等特性;最后，提出翼帆回转基本控制策略，对起动、制动过程中控制信号类型和时长，以及非线性补偿控制进行实验研究，验证这些基本控制策略的有效性和可行性。 论文基于翼帆回转实验台的实验研究，得到以下结论:所设计翼帆回转系统能够满足对翼帆回转和液压驱动系统特性的研究要求;随机风负载扰动对液压系统影响较大，在连续往复扰动下液压系统压力波动剧烈，不适合启用翼帆;起动、制动过程中，在正弦信号控制下，液压系统最稳定，起动、制动时间为2s最佳;非线性补偿控制能够提高翼帆回转精度。搭建的翼帆回转系统以及液压系统的特性为实船翼帆回转系统的设计和回转控制器的控制策略、算法的提出奠定了理论和实验基础。 |
| 作者： | 赵志强 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 黄连忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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