双变量直驱容积控制绞车型升沉补偿系统的仿真和实验研究

提出了一种基于双变量直驱泵控马达容积控制的绞车型升沉补偿系统。建立双变量直驱容积控制绞车型升沉补偿系统的模型试验台,介绍其测控系统的组成和控制器的设计。利用AMESim软件建立试验台的仿真模型。通过仿真和模拟试验研究,对双变量直驱容积控制绞车型升沉补偿系统的补偿效果进行分析。仿真和试验结果表明,该型补偿系统可以实现升沉补偿的功能。证明了该绞车型补偿系统的方案是可行的,但是补偿性能还有待进一步提高。     

沉船同步提升升沉补偿试验平台设计及联合仿真

以“畅通轮”尾端打捞为例,提出了沉船同步提升液压升沉补偿试验平台的结构,搭建了模拟沉船同步提升升沉补偿试验平台;针对其中的二自由度升沉补偿平台,对其进行了运动学反解,搭建了基于运动学控制的Simulink模型;结合阀控缸伺服控制系统实现了二自由度平台对波浪运动的模拟,并搭建了整个运动控制及升沉补偿控制系统的模型;通过ADAMS与MATLAB的联合仿真,验证了该二自由度平台升沉补偿控制系统的运动控制能力和动态响应能力,并对比补偿前后的升沉平台位移,证明了该系统良好的补偿特性。     

浮式钻井平台天车升沉补偿系统联合仿真研究

天车升沉补偿系统在浮式海洋钻井平台得到了广泛应用。为分析天车升沉补偿系统不同工作方式下的补偿效果,对其主要系统参数进行设计。利用AMESim仿真平台和ADMAS软件搭建了联合仿真模型,完成被动补偿方式及3种不同反馈信号（位移、速度和加速度）下半主动补偿方式的补偿效果仿真实验,以及气液转换器与被动补偿缸之间管线长度对补偿效果的影响分析。仿真结果表明：半主动补偿方式下速度反馈补偿效果最佳,加速度反馈稍差,位移反馈最次,但都远高于被动补偿方式;气液转换器与被动补偿缸之间管线越短补偿效果越高。     

1000hp主动式钻井升沉补偿绞车设计

根据钻井升沉补偿绞车关键参数,在研究国外主动补偿绞车方案、分析国内外现有的各种海洋浮式平台升沉补偿系统的基础上,考虑补偿绞车使用环境、使用工况等要求,并结合常规海洋绞车的设计经验,完成了1000 hp主动式钻井升沉补偿绞车设计,实现了具有自主知识产权的升沉补偿绞车设计。     

基于虚拟样机技术的混凝土泵车臂架的仿真研究

建立了混凝土泵车臂架系统的虚拟样机模型,建模过程中实现了Pro/E-ADAMS-ANSYS的仿真环境相互集成,利用软件的各自优势完成了虚拟样机的动力学特性分析,仿真结果验证了初始设计的可行性,确立了在物理样机设计中的关键设计参数,为进一步的泵车臂架系统的优化设计和轻量化设计提供了依据.     

半主动式补偿绞车的液压试验系统

为了检验半主动式补偿绞车的控制性能与节能效果,根据相似理论研制了补偿绞车原理样机及其液压试验系统,主要包括升沉模拟液压系统、负载模拟液压系统、1∶5缩尺的补偿绞车原理样机,分别实现了造波、加载、升沉补偿与自动送钻等试验功能。开发了电控系统,升沉补偿采用大钩位移闭环,自动送钻采用负载压力闭环,电机采用带速度反馈的矢量控制模式。最后通过试验模拟了补偿绞车原理样机的升沉补偿过程、自动送钻过程以及二者的联动过程,测试了补偿绞车的控制性能及液压蓄能节能效果。试验结果表明:补偿绞车的控制效果良好,半主动补偿方式相对于主动补偿方式有明显的节能效果。     

深海采矿升沉补偿系统非线性仿真模型的建立和试验

利用Simulink软件和功率键合图建立了深海采矿主动型升沉补偿系统的仿真模型，该系统保留了非线性因素、无需编程、具有图形化的用户界面、物理意义强、仿真参数的修改和仿真结果的观察处理方便等优点。升沉补偿模拟系统的仿真结果和试验结果具有较高的一致性，表明该系统的非线性仿真模型是准确的。它为升沉补偿系统动静态特性的全面研究提供了一种新手段。     

基于联合仿真技术的深海采矿升沉补偿装置控制系统的研究

该文联合虚拟样机技术和控制系统仿真技术对深海采矿升沉补偿系统进行了设计研究,建立了基于液压动力源的升沉补偿系统采矿船多刚体机械动力学模型,并针对该模型设计了模糊自整定PID控制器。联合仿真研究结果表明,模糊自整定PID控制策略能很好地对升沉补偿装置进行有效的位移补偿控制,补偿率可达到40%~45%,从而提高了深海采矿系统的稳定性。     

基于虚拟样机技术的混凝土泵车布料杆系统研究

以混凝土泵车为研究对象, 利用Pro/E-ADAMS-ANSYS相互集成的仿真环境,建立了混凝土泵车布料杆系统的虚拟样机模型.建模分析过程中提出了混凝土泵车布料系统集成化虚拟样机解决方案,实现了利用软件的各自优势,完成了多体动力学分析和有限元分析.仿真结果验证了设计方案的可行性,确立了在物理样机设计中的关键设计参数,为进一步的泵车的优化设计和轻量化设计提供了设计依据.     

深海作业主动升沉补偿起重机

当前深海作业对海洋工程装备的要求不断提高，主动升沉补偿起重机应运而生。文中在国内外研究成果基础上，从环境适应性、补偿系统与起重机适配性、补偿系统与起重机功率集发等关键技术出发，介绍了起重机研制过程中的技术路线，设计制造了一种具有能量回收功能的深海作业主动升沉补偿起重机结构样机，采用折臂式结构形式和绞车式主动升沉补偿系统，并对样机进行试验验证，起重机起吊能力达到200t，试验结果与国外同类型吊机参数进行了对比总结，样机补偿精度超95%。     

基于AMESim和Simulink联合仿真的轧机压下系统分析

为实现轧机液压压下系统的电液一体化虚拟样机设计,提出基于Simulink与AMESim联合仿真技术的建模与仿真方案,根据轧机各辊之间的作用关系,建立了基于AMESim的轧机液压压下系统的质量弹簧模型和液压位置伺服系统模型,用MATLAB/Simulink建立了基于积分分离的PI反馈控制系统模型,最终构建了轧机压下系统联合仿真模型。在Simulink平台设计了干扰观测器抑制噪声方法,通过联合仿真分析,有效抑制了外部干扰噪声造成的不稳定性,提高了控制精度。联合仿真研究表明,干扰观测器能够抑制干扰噪声影响,该虚拟样机可应用于轧机压下系统分析。     

阀控缸负载模拟多余力抑制研究

针对伺服阀控缸作动器测试平台的物理模型,基于液压伺服方程建立了测试平台的数学模型,找出了电液作动器输出位移与负载模拟器输出力的耦合关联,并基于速度同步控制原理设计了多余力补偿环节。搭建了测试平台的AMESim与MATLAB/Simulink联合仿真模型和实验平台,进行了多余力抑制仿真和实验研究。结果表明:多余力补偿环节能够有效抑制多余力,提高负载模拟精度,测试平台数学模型、联合仿真模型准确度较高。     

天车升沉补偿试验系统设计及仿真研究

为了检验海洋浮式钻井天车升沉补偿装置的工作性能,根据相似理论设计了升沉补偿试验系统,主要包括升沉模拟系统、负载模拟系统和升沉补偿系统。利用ADAMS和AMESim软件建立系统的联合仿真模型,得到蓄能器初始体积、充气压力和补偿缸作用面积对系统性能的影响规律,以及升沉补偿率和系统能耗之间的对应关系。仿真结果表明：系统可以实现平台升沉模拟、钻井负载模拟和升沉补偿等试验功能;工作平稳,具有良好的动态特性,补偿效果较好。     

电动液压助力转向系统的协同仿真虚拟试验

为了提高电动液压助力转向系统(EHPS)产品的设计质量,利用AMESim和ADAMS协同仿真虚拟实验的方法定量分析电动液压助力转向系统在不同转向工况对汽车操纵稳定性的影响,检验和修正系统控制策略,提高车辆操纵稳定性能.在AMESim中建立电动液压助力转向系统仿真模型进行虚拟台架实验,获得系统的助力特性,在ADAMS中建立整车模型进行虚拟装车实验,包括蛇行实验、转向瞬态响应实验、转向回正性能实验、转向轻便性实验.分析高速转向时驾驶员手感和方向盘力大小、角阶跃输入时的反应时间、超调量和稳态横摆角速度、高速回正能力和低速回正能力以及低速转向的轻便性.     

考虑地面变形特性的车辆地面耦合系统的建模与仿真

利用虚拟样机技术,在ADAMS/View环境中建立某款铰接式自卸车的刚柔耦合的多体动力学模型,并通过整车道路模拟试验验证了模型的准确性。同时以汽车地面力学为基础,综合考虑轮胎与地面的接触变形特性,建立轮胎—变形地面接触模型,并将该模型以S－函数形式描述,生成Matlab/Simulink仿真模块。通过ADAMS/Control将车辆模型输出到Simulink中形成车辆模型子模块,与轮胎—土壤接触模型进行集成,从而建立考虑地面变形特性的车辆地面耦合系统模型及其仿真平台,为研究车辆地面耦合问题以及车辆系统的优化提供有效的方法和工具。     

UUV发动机的联合仿真研究

应用UG软件采用自下而上的建模方式,建立了UUV发动机的简化模型并导入ADAMS软件中生成虚拟样机模型,利用相关实车数据对其进行了验证,之后在Matlab／Simulink中建立发动机的控制模型,基于ADAMS／Control控制模块与Matlab／Simulink接口进行联合仿真,得到发动机关键部件在不同工况下的受力情况,并联合ANSYS／Ls_dyna对主要零件进行了强度校核,为发动机的优化改进提供指导和依据。     

基于Pro/E与ADAMS的槽式太阳聚光器的联合仿真

介绍了三维设计软件Pro/E和机械系统动力学仿真软件ADAMS两者之间联合仿真的方法与步骤。建立了槽式太阳聚光器的虚拟样机模型,并对其进行了动力学仿真,验证了模型可靠性和Pro/E与ADAMS进行联合仿真的可行性。运用虚拟样机技术,可以提高设计效率,降低产品开发成本和设计风险,缩短产品研发周期,为后续复杂机、电、液一体化的仿真分析提供了一种便捷的联合仿真方案。