由于电液伺服系统具有响应速度快、控制精度高、刚度大、控制方式灵活等优点,在环境模拟试验领域的应用十分广泛。本课题研制的电液伺服海浪模拟系统,用来模拟海浪的上下颠簸运动,可以在实验室环境中为船舶性能测试提供逼真的海浪运动环境,是电液伺服系统在模拟仿真领域的一个新的应用。该系统和一般的电液伺服系统的设计相比,有其显著的特色和难度。主要体现在:伺服油缸的运动幅度大(达到1.8m)、运动速度大(达到2.51m/s)、运动加速度大(达到12.7m/s2)。论文的主要内容如下:(1)根据系统技术指标要求,对系统结构和工作原理进行了详细分析,对伺服油缸进行了详细的设计计算,并利用有限元软件对伺服油缸进行了力学性能分析计算。(2)运用可靠性理论对液压系统建立了可靠性模型并对可靠度进行分析计算,及对控制系统进行了可靠性设计以及可靠性预测来论证了整个系统使用的可靠性。(3)基于可编程控制器(PLC)研制开发了油源电控系统;(4)对伺服控制系统进行了建模,确定了各个控制环节的传递函数。依据传递函数在Simulink环境下对模型进行了仿真,根据仿真结果设计了复合PID控制器。(5)对设计的电液伺服控制系统进行了试验研究。工程现场的实测数据表明,系统达到了设计指标要求。