船舶液舱晃荡模拟系统研发

发布时间：2017-10-13 14:27

  本文关键词：船舶液舱晃荡模拟系统研发

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【摘要】：渔船在海上作业时，往往伴随着安全隐患。渔船的晃荡，会引起燃油舱的晃荡，晃动的燃油使机械能转换为热能，加速蒸发，造成油舱气压温度升高，引发危险。晃荡是一种极其复杂的流体运动，它的特点是存在自由液面。在晃荡过程中，，自由液面的位置是不断变化的，需要的求解过程中不断跟踪更新。因此，对于晃荡这个相当复杂的数理问题，模型实验的研究具有极大的实用性，数值模拟的结果能进行验证，并对于理论分析有着重要的指导意义。 本文主要设计了船舶液舱晃荡模拟系统的机械结构、液压驱动系统以及信号输出控制系统。通过机械机构部分实现晃荡中心改变，液压系统与信号控制系统实现晃荡振幅、晃荡频率改变。系统的晃荡平台可以承载不同大小的模拟液舱，使实验多样性。液压系统方面，选用阀控式开环系统，主要采用1个电液比例阀作为主控阀，控制液压缸的运动规律，进而传递给晃荡平台。在信号系统方面，选用AT89C52单片机作为控制核心并设计了其外围的硬件电路，完成信号输出，实现电压信号频率、振幅的改变。通过电压信号控制阀的开度，进而改变流量，实现控制液压缸的运动规律。 最后制作实物模型，并进行了系统调试试验，分析系统误差产生原理，并为以后的研究提出了改进的方案。
【关键词】：渔船 晃荡 液货舱 电液比例阀
【学位授予单位】：浙江海洋学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U663.85;U661
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究晃荡的背景和意义12-13
• 1.2 国内外的研究现状及成果13-20
• 1.3 本文的主要研究目的及创新点20-22
• 第二章 渔舶液舱晃荡模拟系统22-25
• 2.1 晃荡模拟装置设计方案22
• 2.2 晃荡平台机械机构22-23
• 2.3 液压驱动系统23-24
• 2.4 信号输出系统24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 晃荡装置平台设计25-31
• 3.1 研究课题描述25
• 3.1.1 晃荡模拟的运动要求25
• 3.1.2 装置平台的设计要求25
• 3.2 晃荡平台设计25-29
• 3.2.1 总体设计25-27
• 3.2.2 振幅及避碰的设计计算27-29
• 3.3 晃荡平台三维建模与运动仿真29-30
• 3.3.1 三维建模在机械结构设计中的运用29
• 3.3.2 三维设计软件与其应用29
• 3.3.3 三维造型建模以及运动仿真29-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第四章 液压系统设计31-37
• 4.1 液压系统的选择31
• 4.2 液压系统设计要求31-32
• 4.2.1 液压系统的回路设计31-32
• 4.2.2 液压缸运动规律及负载要求32
• 4.3 液压元件的选型32-36
• 4.3.1 电液比例阀的原理及应用32-33
• 4.3.2 液压站相关硬件设备33
• 4.3.3 电液比例阀选型计算33-35
• 4.3.4 比例阀放大器功能35
• 4.3.5 比例阀放大器调整35-36
• 4.4 本章小结36-37
• 第五章 信号系统设计37-45
• 5.1 引言37
• 5.2 系统具体方案设计37-39
• 5.2.1 系统的芯片选择37-38
• 5.2.2 单片机系统控制面板设计38-39
• 5.3 D/A 转换电路设计39-41
• 5.3.1 Proteus 软件介绍39
• 5.3.2 D/A 转换器工作原理39
• 5.3.3 DAC0808 芯片39-40
• 5.3.4 信号产生及振幅控制40-41
• 5.4 控制程序41-44
• 5.4.1 Keil uVision 软件介绍41
• 5.4.2 定时器/计数器功能41-42
• 5.4.3 中断应用及中断程序42-43
• 5.4.4 信号输出仿真43-44
• 5.5 本章小结44-45
• 第六章 晃荡系统调试实验45-54
• 6.1 机械机构及液压站系统45-47
• 6.2 激光位移传感器47-49
• 6.2.1 激光位移传感器原理及参数47-48
• 6.2.2 激光位移传感器工作界面48-49
• 6.3 调试结果49-51
• 6.4 误差分析51-53
• 6.4.1 非对称液压缸与对称液压缸比较分析51
• 6.4.2 非对称液压缸动力机构分析51-52
• 6.4.3 补偿非线性的方案52-53
• 6.5 本章小结53-54
• 第七章 总结与展望54-56
• 7.1 总结54
• 7.2 不足54-55
• 7.3 展望55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 攻读学位期间发表的学术论文及相关研究成果60

【参考文献】

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本文编号：1025346