减摇鳍电液加载台是在实验室条件下,模拟减摇鳍运动时所受海浪载荷的装置,它的功能是模拟减摇鳍鳍片在不同攻角时所受到的海浪的作用力,并将此力实时地施加于鳍片,从而检测出减摇鳍控制系统的技术性能指标,将传统的全实物实验转化为实验室条件下的半实物预测性研究,以达到缩短研制周期,节约研制经费,提高可靠性和成功率的目的。随着海军国防和船舶工业的发展,迫切需要高性能的船舶电液加载台,但由于减摇鳍电液加载台属于典型的被动式电液力伺服系统,其加载系统受减摇鳍的强位置干扰会产生强大的多余力,严重影响加载系统的动静态品质。如何最大限度地减小干扰力,提高加载系统的动静态性能指标是当前研究的关键点。 本文在查阅大量国内外资料的基础上,综述了国内外电液负载仿真台的发展现状,分析了它们的优缺点,通过对国内外负载仿真台产品的对比,确定了本文的研究方向。 本文建立了减摇鳍电液加载台的数学模型并进行简化处理,对其控制性能进行深入的理论分析,研究结构参数与控制性能的关系,为提高减摇鳍电液加载台的控制性能提供理论基础。从动力元件的动静态特性出发,揭示多余力的产生机理和本质特征,分析多余力的影响因素及多余力对加载系统控制性能的影响作用,寻找最有效的克服多余力、提高控制性能的途径。 设计了减摇鳍电液加载台动力元件,利用相关软件对加载系统多余力特性、有扰及无扰特性、动态及静态特性等控制性能进行了仿真分析,并分析了加载梯度、伺服阀动态特性与加载系统控制性能之间的关系。采用结构不变性原理设计控制补偿环节克服多余力干扰,改善电液加载台的控制性能。 本文建立了减摇鳍电液加载台的实验系统,通过实验得出减摇鳍电液加载台的动静态性能指标,证明本文提出的提高减摇鳍电液加载台控制性能方法是有效的。 本文所采用的提高减摇鳍电液加载台控制性能的方法和得出的结论同样也适用于其它被动式加载系统。