基于AMESim的超高压气动吹除阀仿真与实验研究

介绍一种带压差控制的超高压气动吹除阀及其工作原理。运用AMESim气动元件设计库建立吹除阀仿真模型,对其动态特性进行系统的分析研究,并进一步探究主阀阀芯节流孔孔径、控制阀弹簧预压缩量、气源压力、舷外海水压力等参数对吹除阀吹除性能的影响。最后,对吹除阀的性能进行实验研究。研究结果表明:吹除阀的工作性能平稳,响应灵敏,压差控制精度高;气源压力、舷外海水压力对吹除阀压差控制性能没有影响,但提高气源压力或降低舷外海水压力能够有效提高吹除效率;通过改变节流孔孔径与控制阀弹簧预压缩量,可以调节吹除阀压差控制范围。

终端滑模控制方法研究进展

总结了终端滑模、快速终端滑模、非奇异终端滑模及指数型终端滑模等不同形式的终端滑模的研究状况,指出了各种终端滑模的优缺点及改进方法,分析了抖振消减方法,研究了各种终端滑模控制的应用,分析了终端滑模控制的发展方向。

柴油机变参数PID控制及半实物仿真研究

分析变参数PID控制器各个参数随着误差信号的变化趋势,得到它们的关系表达式,通过关系式去实现变参数PID控制器的参数校正并进行半实物仿真,半实物仿真结果表明变参数PID控制器能得到较好的控制效果。

潜艇深度终端滑模控制技术

潜艇垂直面运动因其强非线性、强耦合性,易干扰等因素的影响,对控制设计要求非常高。基于潜艇垂直面非线性模型,考虑舵的动态响应,用首舵控制深度,尾舵控制纵倾角,分别设计了终端滑模面,采用终端趋近律设计控制器并进行仿真研究。仿真结果表明,该系统具有良好的控制性能和很强的鲁棒性。由于采用连续的控制器,解决了系统的抖振问题。

管路低噪声排水装置设计及试验研究

管路噪声是舰艇低频噪声的重要来源之一,严重影响舰艇的声隐身性能。针对舰艇中典型的离心泵组,设计蓄能器和亥姆赫兹消声器相结合的低噪声排水装置。通过AMESim软件建立仿真模型,并搭建实验平台进行验证。仿真和实验结果均表明,低噪声排水装置可以有效衰减离心泵出口管道中的压力脉动,从而降低流体噪声和管路振动。

船舶直线航迹预测变结构控制

船舶直线航迹系统受二阶不可积非完整约束,具有不完全驱动的特性,控制一直是难点。本文先采用变量重定义方法,将系统控制转化为对完全驱动系统的控制,证明了转变后系统的稳定性能保证原船舶直线航迹控制系统的稳定性;然后对新系统进行非线性连续预测变结构控制的设计。仿真结果表明,该方法具有良好的控制性能,使航向和横向位移同时稳定,即使系统航迹全局收敛,且在系统存在参数摄动和外界干扰时,同样具有良好的控制性能,控制具有强鲁棒性。

舰船舱内空爆数值仿真方法研究

利用Ansys/LS-DYNA动力分析软件模拟大型水面舰船在舱室内部爆炸情况下船体结构的加速度响应情况。炸药及空气采用欧拉网格,船体结构采用拉格朗日网格,计算采用多物质ALE算法。数值模拟中对爆炸环境进行简化,以附连水质量代替水线面下方水介质对船体结构的影响。将不同尺寸网格计算出的冲击波载荷曲线与经典经验公式对比,得到数值仿真的合理网格尺寸。采用简化模型讨论2种边界约束条件对各层平台加速度峰值响应的影响,得到较为合适的约束条件。计算得到沿船长方向船体结构加速度分布并与实验结果相比较,数值仿真计算得到的加速度峰值与实验数据较为吻合,表明仿真中对于空爆载荷及约束条件等冲击环境的模拟合理。

潜艇变深运动的变结构控制研究

采用变结构控制方法,考虑舵的响应特性,对潜艇变深控制进行了仿真研究。给出变结构控制的切换函数和控制律的设计方法,分析了各控制参数对控制性能的影响,以及舵的响应特性对控制性能的影响。仿真结果表明,变结构控制对潜艇变深运动具有良好的控制作用,且具有良好的鲁棒性。

船舶动力系统模拟器自动评分系统的设计与实现

为实现对船舶动力系统模拟器操作的公正评分,提出基于VB6.0和Access数据库的自动评分系统的构建方法。介绍其实现的关键技术,操作过程的记录和识别和评分方法的实现。

自抗扰控制器在柴油机转速控制中的应用

柴油机作为转速控制系统的被控对象时,是一个非线性、时变的环节,传统PID控制效果不够理想。简要介绍了自抗扰控制技术,基于自抗扰控制技术设计了ADRC控制器。仿真结果表明,利用自抗扰控制理论设计的控制器,能有效提高调速系统精度和抗扰动能力。通过与传统PID控制器的仿真比较,体现出了ADRC控制器较小的超调量及对外界干扰有较好的抑制作用等优点。仿真时在传统PID控制器中引入了跟踪微分器,结果表明用跟踪微分器能改善PID控制器的性能。

多层管路-浮筏系统结构响应特性及冲击环境研究

为分析管路-浮筏系统冲击响应特性及抗冲击薄弱环节,设计多层管路-浮筏系统模型开展水下爆炸冲击试验,并结合Abaqus软件进行系统冲击响应过程的仿真分析。结果表明,水下爆炸后管路-浮筏系统试验模型结构完好,弹性元器件无损伤,弯管内侧以及法兰与管路连接处冲击风险较高区域,经过浮筏隔振系统对冲击载荷的衰减,可保证其冲击安全性。相关研究可为浮筏弹性元器件的选型以及管路及浮筏上设备选型提供了参考依据。

基于PhAB的图形控制界面设计

介绍在QNX实时操作系统图形界面开发环境PhAB下的软件设计特点。结合船舶动力装置控制系统的具体要求,从界面绘制、资源设置和函数调用等三个方面对船舶动力装置控制系统图形控制界面和程序进行设计,阐述设计特点,探索在PhAB下图形界面设计的一般方法。对在QNX下图形界面的设计开发具有一定的指导意义。经测试运行,设计系统能满足控制要求。

可编程控制器在潜艇集中控制系统中的应用

介绍一种便于实现且功能较全面的硬件电路控制系统,它是海军舰艇设备改造的理想设计实现方案。系统采用OMRON CJ1M PLC与一台计算机构成集中控制系统的基本框架,利用以太网实现控制器与及计算机之间的信息传输,给出了潜艇集中控制系统部分控制程序的流程图。该设计方案已经在实验室环境下调试完毕。

船舶推进轴系方案设计的关键技术研究进展

船舶推进轴系的设计质量是其安全、稳定运行的重要保证之一。鉴于船舶推进轴系的组成部件数量及工作环境,其设计是一个复杂的系统性问题。为提高轴系设计质量,国内外船舶领域的专家学者开展了大量的研究工作,相关设计单位和船级社也制定了一系列设计规范和流程。目前,船舶推进轴系常用设计方法的缺点已日趋凸显,故亟需对现有设计方法进行全面综合的分析研究。基于船舶推进轴系的方案设计流程,重点梳理推进轴系的校中及优化、轴系振动及减振控制和轴系设计质量评价等方面的技术进展,并提出未来需要进一步展开的研究工作,旨在为船舶推进轴系的优化设计提供参考。

轴承油膜动力特性系数对轴系回旋振动影响

由于轴承油膜非线性特性的影响,轴承支承位置及其支承点数目对轴系回旋振动影响较大,运用滑动轴承的流体动力润滑原理计算分析轴承油膜刚度和阻尼动态特性分析,结果表明轴承内油膜刚度和阻尼呈非线性分布,各系数在方向上大小也不同。在此基础上,对某试验平台轴系上各轴承离散成等间距分布的多支撑点,分别计算每个支承点上的油膜动态性能系数,分析比较油膜动态性能系数各向同性和异性时对轴承回旋振动特性的影响,结果表明油膜动态性能耦合系数对轴承回旋振动在低频和共振频率阶段有较大影响。这一结论对轴系回旋振动低频噪声分析提供了一定理论依据,为更进一步研究其噪声辐射提供更为准确的分析方法。

潜艇操纵控制方法

综述国内外在潜艇操纵与控制方面研究的发展情况,重点对潜艇运动的数学模型、分析方法及控制策略等方面的研究成果及存在的问题进行分析讨论,指出各种控制方法的特点及今后的研究热点。

X舵潜艇空间旋回运动控制系统设计

[目的]为了解决潜艇X舵的空间旋回运动控制问题,采用模糊控制方法设计X舵空间旋回模糊操纵系统。[方法]构造权限模糊系统,以解决旋回过程中X舵对于纵倾、横倾的控制力分配问题。对潜艇水平面定深和空间变深旋回控制进行仿真。[结果]研究表明,设计的潜艇X舵空间旋回模糊控制系统具有较好的控制效果,能实现无纵倾无横倾旋回运动。[结论]验证了X舵空间旋回模糊控制系统的有效性,对于潜艇操纵有一定的参考借鉴价值。

船舶轴系碟簧式纵向减振器动态特性分析

[目的]为了控制船舶轴系纵向振动,提出采用碟簧式纵向减振器的设计思路,并开展动态特性研究。[方法]首先,对减振器的静刚度特性进行理论分析和实验测试;然后,研究静载荷、激振频率、碟簧组合形式等因素对减振器动刚度特性的影响;最后,将优选后的减振器方案应用于船舶轴系,分析减振效果。[结果]结果表明:所选4片对合碟簧组合的减振器动静刚度比低,动刚度对静载荷、系统激振频率等因素的变化不敏感,为工程应用的较优方案;减振器的应用对轴系纵向振动控制效果明显。[结论]研究成果对船舶轴系碟簧式纵向减振器的工程应用具有参考价值。

离心泵入口管段对流噪声影响的试验研究

离心泵入口管段的配置与泵的性能和噪声特性关系密切。采用试验方法研究了离心泵入口流场特性对泵出口流噪声的影响。试验中测试了五种不同入口管段结构的离心泵出口流噪声,试验结果表明入口流场均匀性与出口流噪声存在明显的关系,入口流场越混乱离心泵出口叶频处的声压级就越高,最大相差11dB。在管路系统声学设计中应高度重视离心泵入口管段设计。

基于接触有限元的跨接齿轮啮合刚度计算及激励特性分析

针对齿轮内部激励及齿轮副激励力特性问题,建立跨接齿轮三维有限元模型,基于接触有限元方法对跨接齿轮开展时变啮合刚度的计算;在此基础上建立跨接齿轮-轴-轴承模型,基于有限元软件隐式动力学计算方法,进行动态响应及激励力的计算。结果表明,采用接触有限元方法能够得到跨接齿轮的考虑初始啮合相位的时变啮合刚度,动态激励力以啮合频率为主,伴随有以转动频率为调制频率的边频带。