翼帆回轉(zhuǎn)系統(tǒng)液壓特性及控制策略實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近些年來(lái)，石油等化石燃料資源面臨枯竭的問(wèn)題日益凸顯，造成國(guó)際原油價(jià)格不斷攀升，國(guó)際相關(guān)組織對(duì)船舶排放的溫室氣體(CO2)、氮氧化物(NOX)等強(qiáng)制管理，促使航運(yùn)界探索節(jié)能減排的新技術(shù)、新方法。自古以來(lái)船舶對(duì)風(fēng)能的利用證明了其有效性和可行性，因此世界各國(guó)掀起了對(duì)風(fēng)力助航的研究和開(kāi)發(fā)熱潮。
　　利用機(jī)翼型風(fēng)帆（簡(jiǎn)稱翼帆）輔助推進(jìn)船舶航行時(shí)，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(fēng)場(chǎng)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(jī)構(gòu)具有安全、可靠和穩(wěn)定等特性。然而目前對(duì)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的研究尚少且不夠深入，因此對(duì)翼帆回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的研究，尤其是實(shí)驗(yàn)研究具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。
　　論文首先基于一種升阻比較高的多段翼風(fēng)帆的空氣動(dòng)力學(xué)特性，參考船舶甲板機(jī)械形式、原理，設(shè)計(jì)翼帆回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)及其液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖;其次，根據(jù)翼帆受力情況，對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算，完成翼帆回轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建;再次，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，得到系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、壓力和風(fēng)阻力矩負(fù)載擾動(dòng)等特性;最后，提出翼帆

3、回轉(zhuǎn)基本控制策略，對(duì)起動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程中控制信號(hào)類型和時(shí)長(zhǎng)，以及非線性補(bǔ)償控制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)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(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)研究，得到以下結(jié)論:所設(shè)計(jì)翼帆回轉(zhuǎn)系統(tǒng)能夠滿足對(duì)翼帆回轉(zhuǎn)和液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特性的研究要求;隨機(jī)風(fēng)負(fù)載擾動(dòng)對(duì)液壓系統(tǒng)影響較大，在連續(xù)往復(fù)擾動(dòng)下液壓系統(tǒng)壓力波動(dòng)劇烈，不適合啟用翼帆;起動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程中，在正弦信號(hào)控制下，液壓系統(tǒng)最穩(wěn)定，起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)間為2s最佳;非線性補(bǔ)償控制能夠提高