减摇鳍液压随动系统设计及其故障诊断的研究

论文摘要

减摇鳍是有效减小船舶横摇,保障船舶航行安全性的船舶减摇装置,其液压系统的组成和控制技术比较复杂,使得减摇鳍的维修和维护比较困难。把专家经验总结出来,利用专家系统技术研制减摇鳍故障诊断系统,对减摇鳍系统的故障加以辅助诊断是十分必要的。本文首先综述船舶减摇装置的作用以及发展阶段,并重点介绍了减摇鳍的功能、发展及其研究现状,以及减摇鳍生摇、减摇的工作原理。根据设备故障诊断的意义和目的,介绍了故障诊断技术的发展现状及其在液压系统中的应用,为减摇鳍液压随动系统故障诊断专家系统提供理论基础。本文分析了NJ5型减摇鳍系统的组成,特别根据液压系统的功能把液压系统分成转鳍随动系统、手动系统和补油系统,并分别介绍了各部分的功能和工作原理。根据某型减摇鳍液压随动系统的使用要求,利用液压控制系统中动力机构负载匹配的思想对减摇鳍液压随动系统中的动力机构进行了工程设计和液压元件的选型,这样构成了泵控型减摇鳍液压随动控制系统,为其建模打下了基础。通过对泵控型液压随动系统工作原理的分析,分别建立变量泵排量控制系统和变量泵的模型;在此基础上建立了减摇鳍液压随动系统动力机构和系统的传递函数模型。把选择的液压元件参数代入建立的模型中进行了变量泵排量控制系统和减摇鳍随动系统的仿真,仿真分析了变量泵排量控制系统的性能以及减摇鳍液压随动系统的控制性能。通过仿真分析表明,设计的减摇鳍液压随动系统的控制器能够在有干扰的情况下满足系统性能要求。为了提高减摇鳍液压系统维修的速度和培训人员,根据液压系统常见故障的类型、特点和分类,提出了减摇鳍液压随动系统故障诊断专家系统的设计方案。通过对故障诊断专家系统的思想和结构的研究,分别建立了知识库模型以及故障诊断系统的推理机制,并利用面向对象的方法实现了减摇鳍液压随动系统故障诊断专家系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 船舶减摇装置综述
• 1.2.1 船舶减摇装置
• 1.2.2 减摇鳍的国内外发展现状
• 1.2.3 减摇鳍的工作原理
• 1.3 故障诊断技术概述
• 1.3.1 故障诊断的意义、目的和任务
• 1.3.2 故障诊断技术的发展概况
• 1.3.3 液压系统故障诊断技术的发展现状
• 1.4 本文所做的工作
• 第2章 减摇鳍液压随动系统设计
• 2.1 前言
• 2.2 NJ5型减摇鳍系统的组成
• 2.2.1 鳍机械组合体
• 2.2.2 液压控制装置
• 2.2.3 电气控制系统
• 2.3 NJ5型减摇鳍液压随动系统动力机构的设计
• 2.3.1 NJ5型减摇鳍液控装置的使用要求
• 2.3.2 减摇鳍液压随动系统动力机构的设计
• 2.3.3 动力机构的最佳匹配
• 2.4 本章小结
• 第3章 减摇鳍液压随动系统的建模与仿真
• 3.1 引言
• 3.2 减摇鳍液压随动系统的工作原理
• 3.3 减摇鳍液压随动系统的模型
• 3.3.1 减摇鳍随动系统内环系统的模型
• 3.3.2 随动系统动力机构的传递函数模型
• 3.3.3 减摇鳍液压随动系统的传递函数模型
• 3.5 减摇鳍随动系统的仿真分析
• 3.5.1 减摇鳍随动系统的开环频率特性
• 3.5.2 减摇鳍随动系统的仿真分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 减摇鳍液压随动系统的故障分析
• 4.1 引言
• 4.2 液压系统的故障分析
• 4.2.1 液压系统的常见故障
• 4.2.2 液压系统的故障类型
• 4.2.3 液压系统故障的相关因素
• 4.2.4 液压系统故障的特点
• 4.2.5 液压系统故障诊断方法
• 4.3 减摇鳍液压随动系统故障诊断研究
• 4.3.1 故障诊断专家系统的简介
• 4.3.2 专家系统的思想和结构
• 4.3.3 减摇鳍故障诊断专家系统的设计方案
• 4.4 减摇鳍液压随动系统故障诊断专家系统的研究
• 4.4.1 知识库模型的建立
• 4.4.2 减摇鳍故障诊断系统的推理机制
• 4.4.3 减摇鳍故障诊断系统的实现
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历