减摇鳍半实物仿真是基于减摇鳍电液负载仿真台的一种半实物物理仿真系统,其功能是在实验室的条件下,模拟船舶航行过程中减摇鳍所受的海浪水动力载荷谱,从而检测减摇鳍驱动系统的技术性能指标,将经典的自破坏全实物实验转化为在实验室条件下的半实物预测性实验,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负载仿真台,但由于减摇鳍电液负载仿真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。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负载仿真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,为提高减摇鳍电液负载仿真台的控制性能提供理论基础。设计了减摇鳍电液负载仿真台动力元件,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,改善电液负载仿真台的控制性能。分析压力伺服阀和流量伺服阀双阀控制是一种发挥各自应用特点较好的加载控制方案。 本文建立了减摇鳍电液负载仿真台的实验系统,并分别在单个压力伺服阀控制加载系统、压力伺服阀和流量伺服阀双阀控制加载实验系统进行了实验研究。通过实验得出减摇鳍电液负载仿真台的动静态性能指标,证明本文提出的提高减摇鳍电液负载仿真台综合控制性能方法是有效的。