申请/专利权人：上海工程技术大学

申请日：2020-08-24

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN112027043B

主分类号：B63H9/06

分类号：B63H9/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2020.12.22#实质审查的生效;2020.12.04#公开

摘要：本发明涉及一种液压油缸风帆驱动装置及协调控制方法，该装置包括桅杆支撑结构和桅杆转动结构，所述的桅杆转动结构包括依次传动连接的驱动油缸、驱动齿条以及固定在桅杆上的风帆齿轮，所述的驱动油缸固定在船体甲板上，所述的驱动齿条在固定于船体甲板上的齿条导轨内受驱动油缸的活塞杆带动实现伸缩运动，并且通过与之啮合的风帆齿轮带动桅杆转动。与现有技术相比，本发明具有建构简单、易安装、适用于大型风帆、协调精确控制风帆转角等优点。

主权项：1.一种应用液压油缸风帆驱动装置的协调控制方法，用以实现风帆本体1的风帆转角位置和转动速度的综合协调控制，所述的风帆本体1安装在桅杆2顶部，其特征在于，所述液压油缸风帆驱动装置包括桅杆支撑结构和桅杆转动结构，所述的桅杆转动结构包括依次传动连接的驱动油缸7、驱动齿条5以及固定在桅杆2上的风帆齿轮9，所述的驱动油缸7固定在船体甲板11上，所述的驱动齿条5在固定于船体甲板11上的齿条导轨6内受驱动油缸7的活塞杆带动实现伸缩运动，并且通过与之啮合的风帆齿轮9带动桅杆2转动；包括以下步骤：1构建用以控制驱动油缸动作的阀控液压缸系统，包括油源、伺服阀、电磁换向球阀，所述的伺服阀分别与油源、驱动油缸的无杆腔和有杆腔连通，所述的电磁换向球阀与油源连接，用以控制驱动油缸的无杆腔的压力；2速度转角位移规划模块以给定风帆转角位置θd和给定风帆速度ωd为输入，输出规划后的风帆转角速度规划曲线和风帆转角位移规划曲线，即对应的风帆转角位移规划设计值θr及风帆转角速度规划值ωr随时间变化的曲线；3构建油缸速度前馈补偿模型，以采集到的驱动油缸的无杆腔压力PA、有杆腔压力PB和系统压力PS以及风帆转角速度规划值ωr为输入，输出伺服阀的控制信号Uv；4构建风帆转角单神经元PID控制器进行反馈控制，以风帆转角位移规划设计值θr与反馈的实际风帆转角位移θ之差作为输入，以伺服阀的控制信号为输出，配合油缸速度前馈补偿模型共同控制伺服阀，进而实现风帆转角位置和转动速度的综合协调控制；所述的步骤3中，油缸速度前馈补偿模型的表达式为： 其中，ΔpN为驱动油缸单边额定压差，QN为伺服阀额定流量，A1为驱动油缸的无杆腔面积，A2为驱动油缸的有杆腔面积；所述的步骤2中，风帆转角速度规划设计曲线采用梯形规划方法设计，在开始加速段保持加速度不变逐步增加到最大设计速度，即匀速运行速度，然后在匀速运行段内以最大设计速度匀速运行，直到减速段时以不变的减速度减速运行直到达到给定风帆转角位置，且转角速度降为零；所述的风帆转角位移规划设计曲线为一两端平滑的S型曲线，具体为风帆转角速度规划设计曲线随时间的积分曲线，其起点为初始转角位置，终点为给定风帆转角位置θd。

全文数据：

权利要求：

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