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海洋环境是人类赖以生存和发展的自然环境的重要组成部分,海洋环境保护问题和海洋溢油回收装备的研究已成为当今全球关注的热点。船载收油机是用于海面溢油回收的主要装备之一,而机身本体与围油栏卷筒又是船载收油机的关键部件,其中机身本体与围油栏卷筒驱动系统的设计问题是相关技术的重点与难点。本文基于上述背景对机身本体与围油栏卷筒驱动系统的设计问题展开研究。 通过深入研究和分析国内外溢油处理方法的发展现状以及各种溢油回收设备优缺点,指出现存溢油回收船上驱动方式存在的不足之处,提出HST技术驱动方式;在对机身本体和围油栏卷筒回转机构进行分析的基础上,揭示了回转机构的综合受力特征,提出“液压马达—减速机—齿轮对”驱动方案,并对传动系统关键元件进行了选型设计。 本文在给出阀控马达的电液比例控制技术方案的前提下,通过对机身本体和围油栏卷筒驱动系统的相关参数进行计算,结合自动控制理论分别对所设计的传动系统进行建模。采用MATLAB软件中的Simulink模块对其进行仿真分析,并对液压控制系统设计中系统稳定性和快速性进行模拟,为后续控制系统的校正设计提供依据。 通过对液压控制系统仿真结果的分析与评价,针对系统存在的性能指标的缺陷,运用频域分析法和Ziegler-Nichols法参数整定公式,通过编程对原电液比例位置控制系统进行串联校正,使其控制特性和过程特性相匹配,以改善系统的动态和静态指标,达到要求的控制品质。 本文通过理论研究与工程应用相结合的方式,以回转机构的综合受力特征为基础,以实现机身本体旋转和围油栏卷筒旋转的HST技术高速方案为依托,对“内嵌式”溢油回收装备驱动系统设计问题展开研究,给出了收油机本体阀控马达与围油栏卷筒阀控马达的电液比例控制技术方案。运用MATLAB软件验证所推导的相关数学公式、数学模型等理论研究结果的正确性,为不同性能要求的控制系统分析设计提供理论指导,期望可以为后续同类设备的设计、开发提供一定的理论参考和借鉴。