张学斌

摘  要  针对试验水池，为获取海水中的电磁场分布，设计了一种基于变频器控制的船模位置系统，实现船模三轴向的高精度运动控制，较好地满足试验需求。

关键词  船模; 变频器; 位置控制; 速度精度

Abstract  Aiming at a test water basin which could get the distribution of electromagnetic field in water， a ship-model position control system has been designed based on inverter， which could meet the high-precision motion control of ship-model on three axial directions， and the requirement of test.

Key words  ship-model; inverter; position control; velocity precision

0 引言

船模位置控制系统是船舶性能试验的基本设备，其作用是拖曳船模或其他模型在试验水池中作匀速运动，以测量速度稳定后的船舶性能相关参数，达到预报和验证船型设计优劣的目的。设计、建造一艘现代舰船周期长、耗资巨大，因此在建造前的设计中，伴随着不同的设计阶段，根据不同需要做相应的模型试验是必要的[1]。通过利用水中目标的下半空间的磁场测试技术，反演推算整个目标空间的磁场分布[2]。为实现船模的位置控制精度及运动平稳性，通常在行车拖动系统中加入变频器改造达到优化动态性能，降低功耗和降低故障发生率的目的[3-4]，或在拖动系统中通过添加PI控制有助于改善电机拖动系统的动态特性[5]，或利用变频器直流制动功能实现大惯量交流拖动系统准确停车控制的设计方法[6]。

本文通过对试验水池进行改造建设，拟测量出船模在池底运动中的電磁场分布情况，因此建立低磁性与电绝缘性船模位置控制系统，实现船模的高精度位置控制和速度运行要求。船模位置控制系统主要由低磁导轨、驱动电机组成的拖车系统及控制平台等组成，导轨分为前后方向的运动导轨和左右方向的运动导轨，驱动电机和滚动轮执行机构实现拖动系统四个方向的运动，上下方向的运动由直流电机驱动牵引绳升降实现。……