船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器作為閥門驅(qū)動(dòng)器中眾多類型的一種，是驅(qū)動(dòng)蝶閥的主要部件，液動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)特性、響應(yīng)速度及控制棒性直接影響蝶閥的使用性能。因此，船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器的設(shè)計(jì)及控制研究，對(duì)于保證船舶安全性及可靠性具有重要意義。

本文以船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器為研究對(duì)象，將直驅(qū)式容積控制、聯(lián)合仿真及模糊控制策略相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及控制響應(yīng)特性研究，深入探討了執(zhí)行器的關(guān)鍵元件參數(shù)和智能控制策略對(duì)液壓缸位移響應(yīng)時(shí)間的影響，具體研究工作如下:

首先，針對(duì)船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器的特殊工況，設(shè)計(jì)了執(zhí)行器的液壓回路系統(tǒng)及機(jī)械結(jié)構(gòu)，確定了控制方式;并對(duì)其中的關(guān)鍵部件，如液壓缸、伺服電機(jī)與液壓泵進(jìn)行了選型及設(shè)計(jì)，對(duì)集成液壓閥塊與液壓管路進(jìn)行了相應(yīng)的研究;開發(fā)了船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器的虛擬樣機(jī)，并試制了物理樣機(jī)。

其次，在AMESim中建立了船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器的仿真模型，對(duì)系統(tǒng)中元件參數(shù)的設(shè)置及控制策略進(jìn)行了探討,得出了影響液壓缸位移響應(yīng)時(shí)間的關(guān)鍵要素;由仿真結(jié)果表明:伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速、油液彈性模量、液壓管路及液壓泵轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)執(zhí)行器的位移響應(yīng)特性都有一定的影響，根據(jù)該結(jié)果對(duì)執(zhí)行器的參數(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整優(yōu)化，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了優(yōu)化方法的可行性與合理性。

最后，在聯(lián)合仿真平臺(tái)下，搭建了船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器的控制系統(tǒng)，分別采用無(wú)PID控制、常規(guī)PID控制及模糊控制三種控制方法，在輸入多種不同的控制信號(hào)下，通過(guò)聯(lián)合仿真比較這三種控制方法的優(yōu)缺點(diǎn)。仿真結(jié)果表明:模糊控制與另兩種控制方法相比較，對(duì)液動(dòng)執(zhí)行器的液壓缸響應(yīng)更加迅速，并能及時(shí)修正在控制過(guò)程中產(chǎn)生的誤差量，所以模糊控制方法具有更好的魯棒性。本文研究的液動(dòng)執(zhí)行器的控制系統(tǒng)采用了模糊控制方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的智能控制。.

船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器作為眾多蝶閥驅(qū)動(dòng)器中的一種類型，其工作原理是液壓泵通過(guò)液壓回路向液壓缸內(nèi)輸入高壓油液，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)蝶閥啟閉5]。船用蝶閥液動(dòng)執(zhí)行器適用于防毒、防爆的船舶工作環(huán)境，因此被廣泛地應(yīng)用在船舶壓載水、消防水、日用燃油等流體介質(zhì)的輸送與控制中