为加快建设一流大学和一流学科,我校以实验教学体系和内容改革为先导,提倡创新精神,激发创新活力,积极开发研制新型实验设备。轮机工程专业涉及机械、电气、液压等多个学科领域,具有显著的学科交叉性和复杂性。与快速发展的海洋工程现状相比,现有的实验教学设备尚不能满足高水平人才的培养要求。为使学生对本专业学科产生进一步的学习兴趣,急需建设立足于当代海洋工业反映其领域前沿技术的教学实验平台。
我校与德国力士乐公司紧密合作,设计和开发了以二次调节技术为核心的主动式升沉补偿实验平台。该平台采用二次液压元件作为动力源,并在设计中加入了舰船预报算法和前馈控制器,解决了传统主动升沉补偿起重机补偿精度低、严重滞后、功率回收困难、负载刚度差等问题[1]。其控制系统结合德国倍福公司的半实物仿真技术搭建了三闭环控制结构。学生只需在其熟悉的MatLab软件搭建系统模型、编写相应的控制算法,无须了解底层程序,直接利用半实物仿真模块便可得到相应的TwinCAT程序代码。实践表明,船用起重机主动升沉补偿实验能让学生了解先进的液压传动技术,锻炼其动手操作和软件编程的能力,又提高了实验教学的质量和效率。
1 二次调节技术简介
2 实验平台设计
3 实验原理及结果分析
4 结语
本文搭建了以二次调节技术为核心的主动升沉补偿实验平台。该实验平台不仅能完成对被吊货物垂向运动主动升沉补偿这一教学目的,还通过实验锻炼了学生动手实践能力。主动升沉补偿实验平台融合了机械、液压、控制、电气等各种学科知识,拓展了学生的思维,解决了以往实验教学内容与工程实践脱节的问题。使学生把理论和实践相结合,能更好地适应将来的工作。
参考文献
[1] 宁献良.船用起重机主动式波浪补偿系统关键技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2017.
[2] 刘鹃,孔祥东,何龙,等.二次调节系统四象限工作特性及节能分析[J].液压与气动,2008(10):15-17.
[3] 何龙.液压二次调节惯性负载系统控制及节能特性研究[D].秦皇岛:燕山大学,2010.
[4] 赵中奇,张建成.液压二次调节系统转速控制与节能方法研究[D].沈阳:东北大学,2010.
[5] 许丽川,唐凯飞.基于LabVIEW的自助实验平台的构想与实践[J].实验技术与管理,2014(5):151-155.
[6] 周纯杰,陶志东.基于PLC的机床控制实验教学平台的开发与实践[J].实验技术与管理,2005(3):37-40.
[7] 严华,陈景锋.关于轮机工程专业电类实验教学改革的思路[J].航海教育研究,2003(3): 48-50.
[8] 汪恬,汤旭晶.船舶机舱综合自动化实训平台开发和教学实践[J].航海教育研究,2017(3):76-79.
吴金波 于文超 郭睿文 李维嘉 华中科技大学船舶与海洋工程学院 |