打樁船功率匹配液壓系統(tǒng)及其模糊控制仿真研究.pdf

1、打樁船是海洋和港口基礎(chǔ)建設(shè)的重要施工設(shè)備，由于打樁船裝機(jī)功率過高，智能化控制水平及系統(tǒng)能量利用效率普遍很低，因此，研究打樁船功率匹配技術(shù)對提高打樁船的節(jié)能效果具有重要意義。
　　本文主要根據(jù)打樁船功率匹配損失現(xiàn)狀，圍繞打樁船動力系統(tǒng)和負(fù)載進(jìn)行功率匹配節(jié)能研究，采用模糊控制來完成節(jié)能控制器設(shè)計，主要研究工作有：
　　1）通過對國內(nèi)外打樁船節(jié)能現(xiàn)狀及實(shí)船調(diào)研分析，得出打樁船的功率損失主要發(fā)生在柴油機(jī)、液壓泵和負(fù)載之間；
　

2、　2）結(jié)合課題研究打樁船的性能技術(shù)參數(shù)，制定了該打樁船周期內(nèi)的工況流程和時序負(fù)載特性，確定采用三臺柴油機(jī)直接驅(qū)動泵組的配置形式，并完成了液壓系統(tǒng)的節(jié)能研究和原理圖的設(shè)計；
　　3）通過對柴油機(jī)和液壓泵的特性分析，提出了功率匹配的三個實(shí)施方案。方案一，采用PLC時序控制方法來合理控制柴油機(jī)的投入使用量，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)投入量與負(fù)載所需功率的匹配；方案二，根據(jù)濾波壓力的大小來調(diào)節(jié)柴油機(jī)的輸出功率，并使柴油機(jī)處于經(jīng)濟(jì)工作曲線附近，完成柴油機(jī)與

3、負(fù)載的匹配；方案三，結(jié)合泵的恒功率控制原理，以柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速變化來控制變量泵的排量，保持柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)速的恒定，完成泵和柴油機(jī)的功率匹配。
　　4）建立了柴油機(jī)、變量泵和油門執(zhí)行器的數(shù)學(xué)模型。針對打樁船系統(tǒng)工況復(fù)雜多變，系統(tǒng)存在控制滯后性大、非線性高以及數(shù)學(xué)模型難以建立的缺點(diǎn)，本文采用模糊控制器來提高系統(tǒng)的控制性能。
　　5）在Matlab/Fuzzy窗口中設(shè)計了油門模糊控制器和模糊PID控制器，兩者分別用于油門控制和變量泵的排

4、量控制。并在 Matlab/Simulink中詳細(xì)設(shè)計了柴油機(jī)油門控制系統(tǒng)和變量泵排量控制系統(tǒng)，通過仿真分析其動態(tài)性能參數(shù)，結(jié)果表明采用模糊控制器能夠?qū)崿F(xiàn)兩者的控制使用要求。
　　6）對采用功率智能匹配技術(shù)的打樁船和現(xiàn)有打樁船進(jìn)行節(jié)能對比分析計算，得出采用功率智能匹配技術(shù)的打樁船具有顯著的節(jié)能特性。
　　本文提出的功率智能匹配方案能夠很好的解決目前打樁船高能耗、高物耗、高油耗等能量損失和環(huán)境污染問題，對實(shí)際的工程應(yīng)用具有重要