摘要
作为船舶航行动力的核心部件，船用螺旋桨在船舶动力系统中至关重要。其制造精度直接关系到船舶推进效率和使用寿命，而船舶总体性能的好坏将直接受其螺旋桨静平衡特性的影响。因此螺旋桨静平衡检测加工在船舶螺旋桨制造过程中是必不可少也是至关重要的一环。目前国内大部分企业采用立式静平衡检测方式，由于船舶螺旋桨质量与体积较大，这种检测装置仍采用人工配重法，操作不便，检测精度与效率低，其次在检测大吨位螺旋桨时易发生芯轴变形等问题。本文在充分调研分析企业使用情况与需求的基础上，并结合国内外螺旋桨静平衡检测技术的研究现状，设计一种新型船舶螺旋桨静平衡检测系统。本文的主要研究内容如下： （1）根据设计目标进行船舶螺旋桨静平衡检测系统研究，完成其整体结构设计，并对其关键机构展开相应研究设计工作。在液压系统设计中，对总体液压回路进行设计，完成液压原理设计及关键液压元器件计算选型。 （2）对称重机构的同步控制展开研究，完成称重机构液压系统设计，并对其控制算法进行研究。通过AMESim与Simulink联合仿真，对比比例Proportional、积分Integral、微分Differential（以下简称PID）与模糊PID算法，实现同步控制的精度。 （3）结合设计方案的工作原理，展开新型静平衡检测算法研究。为提高系统的定位精度，设计标定流程以减少结构安装误差。通过测量螺旋桨重心坐标提高检测精度。最后提出不平衡质量分解算法并归纳数据处理结果。 （4）对船舶螺旋桨静平衡检测系统控制系统展开研究。通过梳理控制对象，划分控制系统工步，确定控制器类型，完成控制系统方案设计，包括控制系统硬件选型、PLC的I/O分配以及硬件电路连接和总体接线设计。同时进行系统软件开发，完成软件模块设计、通讯方式设计及软件界面设计等工作，并对系统软件关键功能实现进行研究，给出具体实例编程。
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