舰船稳定平台液压驱动单元控制及实验研究

发布时间：2017-03-30 21:07

  本文关键词：舰船稳定平台液压驱动单元控制及实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：舰船在波浪、海风等海洋环境扰动的影响下,会在海上作业时发生周期性运动。海浪运动给雷达信号捕捉定位、直升机起降、吊装稳定、手术实施、舰载武器发射等多方面带来了严重影响。随着我国海洋运输和国防事业的不断发展,对能够隔离海浪运动承载能力大的稳定平台需求日益迫切。液压伺服驱动与伺服电机驱动相比,具有体积小、响应快、精度高、承载大等优点,因而采用液压驱动的并联稳定平台逐渐成为大承载能力舰船稳定平台研制的重要方向。但是液压伺服系统也存在固有非线性、参数不确定性以及控制难度大等缺点,为此本文开展了舰船稳定平台液压驱动单元液压伺服系统控制的研究工作。首先采用机理建模方法确定阀控非对称缸系统理论模型,并根据所建立的模型进行了阀控非对称缸系统动态性能的频域分析。采用参数辨识方法获得了系统中的非确定性参数,建立了单通道液压驱动单元的准确数学模型。在内模控制算法和速度前馈控制理论分析的基础上,基于MATLAB/Simulink仿真软件搭建液压驱动单元闭环控制模型,并对PID控制算法、内模控制算法以及基于速度前馈结构的复合内模控制算法进行了仿真分析。根据要求进行了舰船稳定平台液压伺服系统的设计工作,在实验室搭建了以NI c RIO-9068为控制器的实验平台。分别采用PID、内模控制以及基于速度前馈结构的复合内模控制策略对样机液压驱动单元进行实验研究。
【关键词】：舰船稳定平台 液压驱动单元 速度前馈 复合内模控制
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH137;U674.703
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题来源及意义9-10
• 1.2 液压驱动并联机构的发展与应用10-13
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 1.3 液压驱动并联机构控制策略概述13-15
• 1.4 论文的主要研究内容15-17
• 第2章 舰船稳定平台液压驱动单元建模17-34
• 2.1 液压驱动单元的理论建模17-23
• 2.1.1 系统负载流量及压力的定义18-19
• 2.1.2 活塞杆外伸时阀控缸系统模型19-21
• 2.1.3 活塞杆收缩时阀控缸系统模型21-22
• 2.1.4 伺服阀及其他环节数学模型22-23
• 2.2 阀控缸系统动态特性分析23-25
• 2.2.1 速度放大系数23-24
• 2.2.2 液压固有频率24-25
• 2.2.3 液压阻尼比25
• 2.3 系统模型参数辨识25-33
• 2.3.1ARX辨识方法基本原理25-27
• 2.3.2 辨识实验及结果分析27-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 液压驱动单元控制器的设计及仿真研究34-46
• 3.1 基于内模结构的控制器设计34-37
• 3.1.1 内模控制基本原理34-35
• 3.1.2 内模控制器设计35-37
• 3.2 内模控制策略仿真研究37-40
• 3.3 基于速度前馈结构内模控制器设计40-42
• 3.3.1 速度前馈控制基本原理40-42
• 3.3.2 基于速度前馈结构控制器设计42
• 3.4 基于前馈结构内模控制仿真研究42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 液压驱动单元控制实验研究46-62
• 4.1 舰船稳定平台实验样机介绍46-52
• 4.1.1 稳定平台本体概述46-47
• 4.1.2 驱动系统原理及元件选型47-50
• 4.1.3 集成测控系统选择与应用50-52
• 4.2 单通道液压驱动单元控制实验研究52-59
• 4.3 三缸协调控制的初步实验研究59-60
• 4.4 本章小结60-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果67-68
• 致谢68-69
• 作者简介69

【参考文献】

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本文编号：278073