一種新型電液力加載裝置的研制.pdf

1、船舶軸系力加載系統(tǒng)是在實(shí)驗(yàn)室條件下，模擬船舶軸系在不同海況和工況下的受力情況及振動(dòng)特性、測(cè)試推力軸承軸瓦的應(yīng)力分布及大小、對(duì)船舶軸系進(jìn)行預(yù)測(cè)性研究的實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)于縮短研發(fā)時(shí)間、節(jié)約研制經(jīng)費(fèi)和提高設(shè)備可靠性具有重要意義。本文以一個(gè)船舶軸系力加載項(xiàng)目為工程背景，研制了一種基于帕斯卡原理的新型的動(dòng)態(tài)力加載裝置。具體的研究?jī)?nèi)容如下。
　　首先，在分析力加載跟蹤控制的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，提出了一種新穎的強(qiáng)制擠壓封閉容器實(shí)現(xiàn)力加載的方案。該

2、方案基于密閉液體的體積變化與壓力變化之間呈反比的特性，通過(guò)電動(dòng)缸活塞推桿擠壓承壓筒產(chǎn)生高壓，從而實(shí)現(xiàn)大范圍、高精度的壓力控制。建立了力加載系統(tǒng)完整的數(shù)學(xué)模型，分析了模型中的不確定性及非線性環(huán)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行了一定的簡(jiǎn)化。
　　其次，引入串級(jí)控制思想，構(gòu)建了多閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，逐環(huán)設(shè)計(jì)了包含電動(dòng)缸速度內(nèi)環(huán)及壓力控制外環(huán)的多閉環(huán)PID控制器。通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行了數(shù)字仿真，分析了回路中存在的有界不確定性參數(shù)對(duì)

3、系統(tǒng)頻域穩(wěn)定性的影響，并采用對(duì)比的方法分析了體積彈性模量及被加載物質(zhì)量等系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)壓力跟蹤精度的影響。
　　最后，介紹了電液力加載裝置的研制情況，將整套裝置分為機(jī)械系統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)部分，分析各個(gè)部分的作用及其工作原理，根據(jù)功能需求和技術(shù)指標(biāo)要求完成對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)及選型，開(kāi)發(fā)了力加載裝置的上下位機(jī)軟件。對(duì)某型船舶軸系進(jìn)行了動(dòng)態(tài)加載試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本加載裝置具有良好的動(dòng)態(tài)力加載能力。
　　本文的研究成果已投