翼帆回轉(zhuǎn)系統(tǒng)液壓特性及控制策略實驗研究.pdf

1、近些年來，石油等化石燃料資源面臨枯竭的問題日益凸顯，造成國際原油價格不斷攀升，國際相關(guān)組織對船舶排放的溫室氣體(CO2)、氮氧化物(NOX)等強制管理，促使航運界探索節(jié)能減排的新技術(shù)、新方法。自古以來船舶對風能的利用證明了其有效性和可行性，因此世界各國掀起了對風力助航的研究和開發(fā)熱潮。
　　利用機翼型風帆（簡稱翼帆）輔助推進船舶航行時，其回轉(zhuǎn)系統(tǒng)通常采用液壓系統(tǒng)。該回轉(zhuǎn)系統(tǒng)需根據(jù)風場情況，精確地調(diào)整和保持翼帆至最佳攻角，即要求翼帆

2、的回轉(zhuǎn)機構(gòu)具有安全、可靠和穩(wěn)定等特性。然而目前對回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的研究尚少且不夠深入，因此對翼帆回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的研究，尤其是實驗研究具有重要的理論和實用價值。
　　論文首先基于一種升阻比較高的多段翼風帆的空氣動力學特性，參考船舶甲板機械形式、原理，設計翼帆回轉(zhuǎn)實驗臺及其液壓驅(qū)動系統(tǒng)原理圖;其次，根據(jù)翼帆受力情況，對實驗臺主要設備進行選型計算，完成翼帆回轉(zhuǎn)實驗臺的搭建;再次，通過實驗研究，得到系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、壓力和風阻力矩負載擾動等特性;最后，提出翼帆

3、回轉(zhuǎn)基本控制策略，對起動、制動過程中控制信號類型和時長，以及非線性補償控制進行實驗研究，驗證這些基本控制策略的有效性和可行性。
　　論文基于翼帆回轉(zhuǎn)實驗臺的實驗研究，得到以下結(jié)論:所設計翼帆回轉(zhuǎn)系統(tǒng)能夠滿足對翼帆回轉(zhuǎn)和液壓驅(qū)動系統(tǒng)特性的研究要求;隨機風負載擾動對液壓系統(tǒng)影響較大，在連續(xù)往復擾動下液壓系統(tǒng)壓力波動劇烈，不適合啟用翼帆;起動、制動過程中，在正弦信號控制下，液壓系統(tǒng)最穩(wěn)定，起動、制動時間為2s最佳;非線性補償控制能夠提高