船舶舵機液壓系統(tǒng)的仿真研究.pdf

1、舵機作為船舶航向的控制設(shè)備,其性能好壞對船舶航行的安全有著重要的影響。液壓舵機在船舶上應(yīng)用最廣泛。傳統(tǒng)的舵機系統(tǒng)性能試驗是在船舶初次試航前,或在船塢修理后進行,成本高、周期長。本文以學(xué)院實驗室內(nèi)船舶舵機液壓系統(tǒng)的實體為對象,通過建立機液一體的仿真模型,將仿真技術(shù)引入船舶舵機液壓系統(tǒng),目的是減少液壓舵機系統(tǒng)的性能試驗成本,進行系統(tǒng)性能預(yù)測和方案優(yōu)化,其研究對復(fù)雜系統(tǒng)的仿真具有重要意義。采用機電液一體化以及計算機技術(shù)相結(jié)合進行液壓系統(tǒng)仿真是

2、液壓技術(shù)的發(fā)展趨勢。本文采用仿真軟件EASY5和ADAMS,對船舶舵機液壓系統(tǒng)進行的聯(lián)合仿真研究把船舶舵機液壓系統(tǒng)性能和機械性能結(jié)合了起來,通過數(shù)據(jù)實時交互傳輸實現(xiàn)系統(tǒng)動力與運動的即時動態(tài)仿真,與試驗相比的誤差率小,可直觀地預(yù)測舵機的性能。主要內(nèi)容包括：
　　 ⑴在對船舶舵機液壓系統(tǒng)組成及功能深入了解的基礎(chǔ)上,分別通過軟件EASY5和軟件ADAMS平臺建立系統(tǒng)液壓元件和機械構(gòu)件的仿真模型,通過參數(shù)設(shè)置實現(xiàn)系統(tǒng)仿真模型的基本功能。

3、在EASY5中,用變量泵和三位四通閥的結(jié)合建立雙向變量泵的模型,用一個單桿雙作用液壓缸來模擬轉(zhuǎn)舵缸,同時對相應(yīng)的元件加上控制,最終實現(xiàn)其在液壓方面的功能。通過軟件CAXA按實際尺寸建立舵機三維模型后再導(dǎo)入到ADAMS中建立舵機的實體結(jié)構(gòu)模型。
　　 ⑵結(jié)合舵機的實際性能,以及仿真軟件EASY5及ADAMS在建模中的各自優(yōu)勢,成功地實現(xiàn)其聯(lián)合仿真及在液壓與機械方面之間系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時傳輸,實現(xiàn)了流體動力與機械結(jié)構(gòu)件之間的運動學(xué)、動力

4、學(xué)有機聯(lián)系。
　　 ⑶完成船舶舵機液壓系統(tǒng)的聯(lián)合仿真,結(jié)合實際舵機的性能試驗來對仿真結(jié)果進行比較,得到仿真結(jié)果與試驗效果相吻合,從而驗證建模是準確的。通過做舵機空載和加載試驗,測得所要設(shè)置的參數(shù),如:泵的轉(zhuǎn)速和每轉(zhuǎn)排量,以及安全閥的開啟壓力等,把試驗中加載缸上的壓力換算成力的函數(shù),作用在ADAMS中的模塊上來實現(xiàn)仿真,最后結(jié)合試驗結(jié)果進行對比來驗證仿真建模的正確性。本文對船舶舵機建立了機液聯(lián)合仿真模型,并通過了試驗結(jié)果的驗證,其