蝶閥開(kāi)度電液比例控制系統(tǒng)研究.pdf

1、船舶壓載水系統(tǒng)是船舶體系的生命力系統(tǒng)，其可以通過(guò)控制水艙的灌注和排出來(lái)調(diào)節(jié)船舶沉浮狀態(tài)，保證船舶安全平穩(wěn)運(yùn)行。蝶閥因其結(jié)構(gòu)緊湊、流量系數(shù)大，易實(shí)現(xiàn)大流量、大口徑的流體輸送等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于船舶壓載水系統(tǒng)中。本文以壓載水艙DN250蝶閥為研究對(duì)象，針對(duì)傳統(tǒng)式開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)的不足設(shè)計(jì)了蝶閥開(kāi)度電液比例控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)啟角度的連續(xù)控制；同時(shí)借助遺傳算法對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行了優(yōu)化研究；分析并討論了蝶閥流場(chǎng)特性及其合理工作開(kāi)度范圍。論文工作及相關(guān)結(jié)

2、論如下：
　　首先，針對(duì)現(xiàn)有船用蝶閥啟閉液壓控制系統(tǒng)存在的不足，研究和探討了本課題的總體設(shè)計(jì)方案；同時(shí)分析了蝶閥開(kāi)度液壓控制系統(tǒng)的功能需求及其重要技術(shù)參數(shù)。依據(jù)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，建立數(shù)學(xué)模型，分析并得到控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，并就影響系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了探討。
　　其次，基于AMESim液壓控制系統(tǒng)仿真軟件，對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能在非PID控制、常規(guī)PID控制及基于遺傳算法優(yōu)化的PID控制三種情況下進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表

3、明：引入遺傳算法優(yōu)化后的系統(tǒng)更穩(wěn)定且無(wú)震蕩，得到蝶閥開(kāi)啟時(shí)間為25.2s，開(kāi)啟角度為90.015°，系統(tǒng)最大偏差為0.017°，符合系統(tǒng)的控制要求。
　　最后，借助 FLUENT流體分析軟件，對(duì)DN250中心型蝶閥模型在不同開(kāi)度下的流場(chǎng)特性進(jìn)行了恒速定常流數(shù)值模擬及分析，同時(shí)探討了流阻系數(shù)、流量系數(shù)以及水動(dòng)力矩系數(shù)與蝶閥開(kāi)度的關(guān)系。結(jié)果表明：開(kāi)度小于30°時(shí)，流阻系數(shù)和流體擾動(dòng)較大，易造成大量的能量損耗，不利于蝶閥的長(zhǎng)期有效工作；