PENDAHULUAN Sejak zaman kuno, kapal telah digunakan untuk transportasi orang dan produk. Mereka berlayar dengan cara dayung atau angin-force. Metode mekanis baru propulsi muncul selama abad kesembilan belas, ketika roda atau baling-baling dayung didorong oleh mesin uap. Dalam paruh kedua abad kedua puluh, kenaikan biaya bahan bakar hampir menyebabkan runtuhnya turbin uap, dan sejak itu sebagian besar kapal telah dibangun dengan mesin diesel mengemudi impeller, pendorong, atau, dalam kapal yang paling umum, baling-baling. Tesis ini berkaitan dengan pemodelan dan kontrol dari Controllable pitch Propeller (CPP) dalam kaitannya dengan mesin mengemudi diesel dan seaway. Wartsila adalah penyedia solusi daya kapal termasuk mesin, pengurangan gigi, dan peralatan propulsi untuk industri kelautan. Bagian dari peralatan propulsi milik desain dan produksi baling-baling. Dalam rangka untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik dari masalah dirawat di tesis ini, beberapa informasi latar belakang diberikan. Kemudian, motivasi untuk pekerjaan ini diberikan dan tujuan yang ditetapkan.Latar BelakangBaling-baling dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu Pitch Propeller Tetap (FPP) dan Controllable pitch Propeller (CPP), lihat Gambar 1.1. Fixed Pitch Propeller dibuat dari bahan padat dan bentuknya hanya dioptimalkan untuk satu titik operasi. Gearbox diperlukan untuk membalik putaran. Desain pertama dari Controllable pitch Propeller tanggal kembali ke 1903 dan bertujuan awal untuk meningkatkan kemampuan olah gerak. Dalam baling-baling tersebut, pisau bisa diputar di sekitar sumbu normal terhadap poros baling - baling melalui silinder hidrolik di dalam hub dan mekanisme pin-slot eksentrik yang mengubah gerakan linear dari yoke menjadi gerakan rotasi dari daun baling2. Rotasi daun baling2 sekitar sumbu spindle disebut pitch. Jika rentang pitch cukup besar, baling-baling dapat menghasilkan balik putaran dan gearbox untuk membalikkan putaran tidak diperlukan lagi. Jenis baling-baling CPP adalah yang paling umum di kapal, di mana diperlukan untuk berlayar efisien pada dua kondisi beban yang berbeda, yaitu penarik atau berlayar, dan di kapal yang berlayar ke pelabuhan yang terbatas dengan kapal pandu atau tidak ada. Oleh karena itu, CPP kebanyakan dapat ditemukan di kapal pelayaran antar pelabuhan atau kapal samudera ,kapal keruk, kapal pesiar, feri, frigat dan kapal kargo.Ukuran CPP yang tepat dapat efisien untuk berbagai kecepatan kapal, sejak pitch dapat disesuaikan untuk menyerap semua kekuatan yang mesin yang mampu dihasilkan, lihat Gambar 1.2. Kerja dari diagram ini dijelaskan dengan sebuah contoh. Sebuah baling-baling dioptimalkan untuk efisiensi di lapangan tertentu 2 dan poros kecepatan n3. Titik operasi ini, A, membutuhkan daya tertentu dari mesin diesel dan menghasilkan u4 kecepatan kapal. Ketika kecepatan kapal harus dikurangi untuk u3, sebuah FPP hanya dapat mengurangi n2 poros speedto. Sebuah CPP juga dapat menyesuaikan lapangan untuk 3, dan mencapai titik operasi, C, yang lebih efisien karena konsumsi bahan bakar lebih sedikit. Keuntungan lain dari CPP, seperti berlayar efisien pada kondisi beban dan cuaca yang berbeda-beda, dapat dibuktikan dengan cara yang sama. Kelemahan dari CPP adalah hub besar yang menurunkan efisiensi dan menyebabkan kavitasi. Kelemahan lain adalah kompleksitas mekanik yang membatasi daya transmisi.

DORONGAN/ ALASANUntuk kecepatan kapal tertentu yang diinginkan atau daya dorong, pitch dan putaran poros yang diperlukan dihitung dalam kondisi ideal. Hal ini berisiko untuk menetap di titik operasi mendekati batas kemampuan mesin, karena gangguan dapat menyebabkan beban maksimum. Gangguan yang paling signifikan pada saat dilaut, karena gerak gelombang atas baling-baling dan menginduksi variasi torsi pada mesin dengan frekuensi antara 0,2 Hz dan 0,05 Hz. Dalam studi sebelumnya, fluktuasi torsi diukur dengan amplitudo 30% dari daya maksimal mesin. Gangguan lain disebabkan oleh peningkatan hambatan kapal karena hanyut atau karena besarnya arus dan beban puncak akan timbul saat akselerasi, deselerasi dan manuver/ olah gerak kapal.Sebuah strategi untuk menangani gangguan adalah untuk mengidentifikasi spektrum gelombang saat kapal berada dalam perjalanan lurus dan kecepatan konstan. Pitch dan kecepatan baling-baling yang tetap pada nilai yang paling bahan bakar yang dikonsumsi dan tidak ada overloading dijamin. Strategi lain adalah untuk terus memvariasikan kecepatan baling-baling dan lapangan dalam rangka untuk meminimalkan konsumsi bahan bakar atau untuk memaksimalkan generasi dorong. Untuk kasus ini, pengendali beban dipasang di papan kapal dengan CPP untuk menangani gangguan yang bekerja pada torsi propeller dan akibatnya pada mesin. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa pengendalian beban terbukti lebih efisien dengan penggunaan CPP, karena tidak hanya kecepatan poros dapat disesuaikan tetapi juga lapangan [21]. Selain itu, kontrol beban yang baik mengarah ke penggunaan optimal dari mesin diesel sehingga daya maksimal dapat digunakan untuk biaya bahan bakar lebih sedikit. Lebih banyak kekuatan akibatnya mengarah ke kecepatan yang lebih tinggi kapal, kargo lebih dan peningkatan throughput kapal keruk sebuah.Namun, jika CPP tidak mampu mengimbangi seaway, itu akan selalu merespon terlambat sementara mesin overloading masih belum dicegah. Jika respon adalah sedemikian rupa sehingga dalam anti fase dengan gangguan yang sebenarnya, hal-hal bisa mendapatkan lebih buruk. Penyesuaian Sering lapangan dan rak bahan bakar maka hanya akan menghasilkan peningkatan keausan yang menggerakkan mekanisme CPP. Keausan mekanisme ini, tetapi juga keausan pompa dan katup harus dipantau, seperti yang satu dapat campur tangan pada waktunya untuk mencegah kegagalan. Hal ini jelas bahwa kurang perbaikan akan menghasilkan lebih banyak keuntungan bagi pemilik kapal.Kapal keruk juga menggunakan mesin diesel untuk memberikan daya untuk proses pengerukan. Hal ini disebut Power Take-Off (PTO). Proses ini menyebabkan fluktuasi besar pada mesin dengan amplitudo sekitar 80% dari daya maksimal. Jika tenaga mesin turun ke bawah, dibutuhkan beberapa detik untuk memberikan daya yang diperlukan lagi. Menjaga stasioner mesin diesel karena itu akan meningkatkan throughput mengeruk a. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan CPP untuk mengkompensasi penurunan PTO, dengan meningkatkan lapangan. Untuk menyelesaikan tugas ini, CPP harus mampu mengubah lapangan cukup cepat.Sebuah CPP respon lebih cepat juga penting untuk posisi dinamis kapal, karena ini memerlukan respon lapangan yang tepat dan waktu-invarian untuk posisi kapal seakurat mungkin. Selain itu, mantan penelitian telah menunjukkan bahwa untuk mengurangi kavitasi, CPP harus mampu mengikuti seaway/ Alur Pelayaran.Saat ini, FPPs digerakkan oleh motor listrik dan menggunakan modulasi frekuensi memberikan kemampuan manuver yang lebih baik daripada CPP. Karena motor listrik dapat kelebihan beban semacam ini sistem merupakan ancaman yang cukup besar bagi CPP, meskipun biaya yang lebih tinggi untuk instalasi. Oleh karena itu CPP perlu dikembangkan lebih lanjut sehingga semua keuntungan yang mungkin dapat dimanfaatkan secara optimal. Dalam rangka mengembangkan sistem propulsi yang menangani semua gangguan sementara konsumsi bahan bakar minimum dijamin, kontrol beban harus ditingkatkan dan diintegrasikan ke dalam satu sistem yang dinamis. Sebelum mengoptimalkan kontrol beban, adalah penting untuk perbaikan lebih lanjut dari sistem propulsi yang respon CPP menjadi cepat dan cukup akurat.Tujuan :Pada bagian sebelumnya beberapa alasan diberikan untuk memperbaiki sistem propulsi kapal dengan CPP'sand ini telah menyebabkan tujuan berikutnya :Mengembangkan pengontrol beban yang: 1. Mengatur pitch sehingga bahan bakar minimum dikonsumsi di seaway. 2. Mengatur pitch sehingga beban mesin tetap konstan untuk cepat PTO berubah. 3. Menghindari terlalu banyak perubahan pitchSemua persyaratan ini di yang utama memerlukan respon CPP cepat. Oleh karena itu, tujuan mengenai pengendalian pitch adalah: 1. Identifikasi Parameter dari beberapa bagian dalam sistem. 2. Kondisi Pitch dinamis (Dynamic Pitch Positioning). 3. Mengurangi Kebisingan dan kavitasi Dalam prakteknya, insinyur layanan bertanggung jawab untuk menjaga sistem CPP. Kompleksitas controller dapat menimbulkan tantangan yang signifikan untuk insinyur ini. Untuk memudahkan pekerjaan mereka, akan lebih baik untuk datang dengan beberapa jenis skema diri kontrol tuning. Untuk mencapai tujuan tersebut, pekerjaan dibagi menjadi beberapa sub-tujuan dan pernyataan masalah didefinisikan sebagai: Desain metode kontrol tersebut bahwa respon CPP menjadi cukup cepat untuk mengikuti seaway.PendekatanPenelitian sebelumnya [1] menunjukkan bahwa perilaku non-linear yang sangat dominan mekanisme lapangan penggerak dari CPP menyebabkan respons yang lambat dari lapangan. Nonlinier seperti Coulomb gesekan dan pipa dinamika memberi batas pada strategi pengendalian mungkin. Dalam studi lain yang dilakukan oleh J.H.H. Huijbers [7], yang nonlinear perbedaan tekanan kontroler ini dirancang untuk mengurangi perilaku varian waktu CPP.Perbaikan utama yang dicapai dengan menonaktifkan Counter Balance Valve (CBV), dan studi lebih lanjut diperlukan untuk meningkatkan kontrol CPP. Oleh karena itu, karya ini difokuskan pada CPP di mana CBV dinonaktifkan. Untuk tujuan pengendalian dan untuk memfasilitasi analisis dinamika sistem, pendekatan berbasis model dapat digunakan. Model harus diturunkan seperti untuk menangkap dinamika sistem yang dominan.Karena sistem hidrolik mengandung pipa panjang, dinamika ini akan memainkan peran penting. Gesekan memainkan peran yang dominan dalam mekanisme penggerak, dan karena itu perlu diidentifikasi. Untuk yang paling CPP, hanya transduser tekanan yang dipasang dekat katup. Karena pipa panjang memperkenalkan penurunan tekanan dan resonansi tekanan, tekanan di dalam hub tidak diketahui. Tekanan ini penting untuk memperkirakan gaya gesek, dan perlu direkonstruksi bila tidak ada sensor dipasang di dalam hub. Oleh karena itu seorang pengamat dirancang yang memperkirakan negara bagian sistem.Hal ini juga dapat digunakan untuk tujuan identifikasi dan kontrol. Dalam kebanyakan kapal, posisi piston diukur dalam kapal dan gerakan piston diberi makan melalui melalui pipa pasokan minyak. Umpan balik mekanik ini menderita ketidakakuratan karena kelainan bentuk pipa yang disebabkan oleh perubahan suhu dan perubahan distribusi tekanan sepanjang pipa. Kontrol akurat dari CPP hanya dapat dicapai jika lapangan diketahui secara akurat. Oleh karena itu bermakna untuk menginstal sensor posisi di dalam hub atau merancang pengamat yang memperkirakan posisi piston nyata. Langkah-langkah yang diambil dalam pekerjaan ini secara skematis ditunjukkan pada Gambar 1.3 dan ditentukan oleh :1. Memahami operasi dari sebuah CPP. 2. Mengembangkan model yang akurat yang mewakili dinamika yang dominan. 3. Desain pengamat yang memperkirakan tekanan dalam aktuator dan posisi piston nyata. 4. Merancang strategi kontrol baru. 5. Hasil tes yang diperoleh di alat penguji/ tes bench/ alat peraga

Garis BesarLaporan ini dimulai pada Bab 2 dengan penjelasan pengoperasian CPP. Subsistem, yang dianggap relevan untuk perilaku dinamis sistem, dimodelkan selanjutnya. Kemudian, model diverifikasi dengan beberapa pengukuran di alat penguji, yang dikembangkan dalam lingkup tesis ini. Sebuah perbandingan dibuat untuk memvalidasi apakah alat penguji adalah wakil untuk CPP. Dalam Bab 3, gambaran dari pengamat untuk sistem nonlinear diberikan dan pengamat dirancang. Kinerja diuji di alat penguji. Dalam Bab 4, strategi kontrol baru dikembangkan dan dua kontroler lapangan baru dirancang. Maskapai pengendali baru dibandingkan dengan kontroler proporsional konvensional dan hasil yang sesuai diberikan oleh simulasi dan eksperimen. Akhirnya, kesimpulan diambil dan rekomendasi untuk pekerjaan di masa depan dirumuskan dalam Bab 5.

BAB IIPERAGAANBab ini memperlakukan pemodelan sistem penggerak dari CPP. Untuk memudahkan analisis dinamika sistem, model diperlukan yang menangkap dinamika yang dominan. Sebuah bangku tes diperlukan untuk memverifikasi model dan untuk menguji kinerja pengendali baru. Satu telah dikembangkan oleh J.H.H. Huijbers [7], dan itu lebih ditingkatkan sedemikian rupa sehingga merupakan perilaku dinamis dari CPP lebih akurat, lihat Lampiran A. Dalam Bagian 2.1, beberapa konsep dasar dari sistem propulsi kapal diperlakukan, dan operasi mekanik dan hidrolik dari CPP dijelaskan. Derivasi dari model ini dirawat di Bagian 2.2. Model ini diverifikasi dalam Bagian 2.3, dan bangku tes dibandingkan dengan sistem penggerak dari CPP dalam Bagian 2.4.Cara Kerja Controllable Pitch PropellerDaya dan Torsi Baling2Sebuah baling-baling laut terdiri dari tiga, empat, atau lima pisau yang melekat pada hub. Pada Gambar 2.1 bagian dari baling-baling yang ditampilkan, di mana bagian radial pisau dibuat pada jarak r. Jika baling-baling adalah ideal sekrup itu akan maju melalui padat pada tingkat n, di mana pitch dari blade dan n kecepatan poros baling-baling. Dalam air, kecepatan muka, va, lebih rendah karena kerugian gesekan dan rotasi, dan perbedaan didefinisikan oleh rasio tergelincir [23].dengan muka koefisien J = va = nD dan rasio lapangan p = = D. Jika baling-baling berputar, bagian akan memiliki selain kecepatan muka juga kecepatan tangensial dari nD. Bersama-sama, elemen dipotong, yang dapat dianggap sebagai panjang pendek sebuah aerofoil, akan mengalami kecepatan air relatif, Vr, seperti yang ditunjukkan di bagian bawah Gambar 2.1. Sudut aerofoil aliran disebut angle of attack, Y. Gaya yang dialami oleh pisau aerofoil ditentukan oleh wilayahnya, chord, kecepatan dan sudut serangan. Gaya ini dapat dibagi menjadi satu kekuatan normal terhadap arah aliran, yang disebut angkat L, dan satu di arah aliran, yang disebut hambatan D. Thrust dan torsi baling-baling tergantung pada lift dan drag karakteristik bagian blade. Setiap elemen dari masing-masing pisau kontribusi untuk dorong keseluruhan dan torsi sesuai dengan :di mana adalah sudut antara poros baling-baling dan kecepatan air relatif. Pada Gambar 2.1, distribusi tekanan khas pada blade ditampilkan, mengklarifikasi angkat yang dihasilkan dari hisap di bagian belakang pisau dan dari tekanan di muka pisau. Jika tekanan di bagian belakang menurun lebih lanjut dengan meningkatkan kecepatan baling-baling, air mulai menguap dan membentuk rongga lokal. Fenomena ini disebut kavitasi. Karena tekanan air tidak bisa lebih jauh berkurang, angkat tidak akan meningkat pada biaya dorong dan generasi torsi. Selain itu, rongga lokal akan bergerak ke tepi Trailing mana mereka runtuh karena tekanan meningkat. Efek ini mengurangi efisiensi baling-baling, menyebabkan kebisingan dan dapat merusak permukaan pisau. Desain baling-baling difasilitasi dengan menggunakan karakteristik propeller. Efisiensi maksimum dari baling-baling dicapai untuk dorong, torsi dan poros kecepatan tertentu. Ini disebut titik operasi. Sebuah efisiensi yang lebih tinggi sering dicapai untuk rasio daerah pisau kecil, sementara, di sisi lain, kavitasi akan berkurang dengan meningkatkan luas pisau. Oleh karena itu, desain baling-baling yang baik sangat tergantung pada pengalaman desainer dan alat yang digunakan. Untuk informasi lebih lanjut tentang proses merancang ini, ini disebut [20] dan [22].Gerakan PitchPada Gambar 2.2, mekanisme penggerak dari CPP yang ditunjukkan secara skematis. Lapangan dapat disesuaikan dengan menggunakan silinder hidrolik di dalam hub. Membuka katup menyebabkan minyak mengalir ke salah satu dari dua kamar minyak dan keluar dari ruang lainnya. Tekanan meningkat sampai perbedaan tekanan di piston silinder dibuat yang cukup besar untuk mengatasi beban dan gesekan pasukan. Maka aliran minyak akan menghasilkan perpindahan piston. Sebuah terjemahan dari piston diubah menjadi rotasi semua pisau melalui mekanisme pin-slot eksentrik. Hubungan antara posisi piston, x tindakan, dan lapangan dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang diberikan oleh J. Bakker [1].dengan x0 lapangan ketika kuk berada dalam posisi tengah dan e jarak dari pin eksentrik dengan sumbu poros pisau. Perhatikan bahwa nol lapangan sesuai dengan nol dorong generasi. Pada Gambar 2.2, juga menunjukkan bahwa posisi piston diukur dengan mengukur perpindahan pipa yang terhubung ke piston.Hydrolik Power PackSistem tenaga hidrolik dan mekanisme penggerak ditunjukkan pada Gambar 2.3. Pitch diukur dibandingkan dengan titik lapangan set dan controller menggerakkan katup sehingga pitch yang diinginkan tercapai. Katup akan terbuka dan minyak mengalir dari pompa melalui kotak Distribusi Minyak (kotak OD) dan pipa untuk aktuator. Kotak OD diinstal, sehingga minyak dapat didistribusikan dari pipa tetap dalam kapal ke pipa terletak di dalam poros baling-baling berputar. Karena desain mekanik, kotak OD menderita kebocoran.Untuk mencapai beban independen pitch-tingkat, beban penginderaan diinstal. Ini berarti bahwa penurunan tekanan konstan di lubang katup dipertahankan. Tekanan maksimal belakang katup adalah referensi untuk Pressure Relief Valve (PRV) untuk memastikan bahwa tekanan sebelum katup sama dengan tekanan penggerak maksimum ditambah nilai yang ditetapkan. Untuk studi ini, sistem hidrolik dengan pompa perpindahan variabel terpilih. Untuk mengurangi riak pompa akumulator diinstal. Selain itu mengkompensasi respons yang lambat dari pompa dan mencegah bahwa minyak tersedot keluar dari pompa, yang dapat menyebabkan kerusakan.Gaya hidrodinamik dan sentrifugal dari hasil baling-baling dalam gaya yang bekerja pada piston, yang disebut gaya beban. Ketika berlayar ke depan beban terus bertindak dalam satu arah. Sebuah Perimbangan Valve (CBV) menghambat aliran ke arah timur jika tidak ada tekanan pasokan. Hal ini untuk mencegah lapangan untuk berubah ketika untuk alasan apapun tekanan minyak tiba-tiba turun. Oleh karena itu, gerakan kapal dijamin bahkan jika sistem hidrolik gagal. Karena tekanan minyak harus mencapai nilai-nilai tertentu sebelum CBV terbuka, membatasi respon dari CPP dan menyebabkan tekanan puncak pada actuator. Hal ini dijelaskan secara rinci dalam Lampiran F. Selanjutnya, dalam [7] strategi kontrol baru dikembangkan dan dapat disimpulkan bahwa CBV perlu dinonaktifkan untuk mencapai kontrol pitch cepat. Strategi pengendalian ini belum sepenuhnya dikembangkan lagi, dan beberapa komentar yang diberikan dalam Lampiran D. Karena CBV terletak di dalam kotak OD, kotak OD didesain ulang (lihat Lampiran E).

Sistem Kontrol Baling2Gambaran diberikan bagian yang paling penting dari Sistem Pengendalian Propulsion pada Gambar 2.4. A Human Machine Interface (HMI) digunakan untuk memantau beberapa negara dari sistem dan kecepatan kapal yang diinginkan atau dorong dapat diatur. Kombinasi menghitung pitch dan baling-baling kecepatan poros yang dibutuhkan untuk mencapai kecepatan kapal yang diinginkan di bawah kondisi ideal, yaitu seaway normal dan berlayar ke depan. Sebuah Running-up / down menangani bahwa pemuatan naik dan turun dari mesin diesel adalah sedemikian rupa sehingga rasio bahan bakar / udara tetap benar. Kecepatan poros dikendalikan oleh Gubernur yang menghitung jumlah bahan bakar harus disuntikkan ke dalam mesin. Hal ini menghasilkan torsi, MD, yang menggerakkan poros baling-baling. Sebuah torsi counter kemudian diproduksi oleh baling-baling MP. Gangguan pada torsi poros, M gangguan, menyebabkan fluktuasi kecepatan poros. Ketika kecepatan poros terlalu tinggi untuk pitch tertentu, mesin akan kelebihan beban.Hal ini meningkatkan keausan dan dapat menyebabkan kerusakan permanen mesin. Beban control disertakan untuk menjaga diesel torsi konstan dan untuk mencegah bahwa mesin kelebihan beban akibat gangguan dalam kondisi non-ideal. Beban kontroler membandingkan injeksi bahan bakar yang sebenarnya dengan maksimal diperbolehkan injeksi bahan bakar untuk kecepatan baling-baling tertentu. Jika nilai ini terlampaui, mesin ini sudah kelebihan beban, dan, dalam kasus untuk pitch positif, kontrol beban akan mengambil alih kontrol pitch dan mengurangi lapangan. Perhatikan bahwa gangguan juga akan bertindak pada dorongan yang dihasilkan, tapi karena inersia kapal jauh lebih besar daripada inersia mesin, hal ini tidak bermasalah.Peragaan CPPSubsistem yang memiliki pengaruh dominan terhadap perilaku dinamis dari CPP dimodelkan berikutnya. Gambaran skematik dari model diberikan dalam Gambar 2.5, dengan menggunakan notasi empat tiang. Setiap bagian akan dibahas secara terpisah pada bagian selanjutnya.AktuatorSubsistem yang memiliki pengaruh dominan terhadap perilaku dinamis dari CPP dimodelkan berikutnya. Gambaran skematik dari model diberikan dalam Gambar 2.5, dengan menggunakan notasi empat tiang. Setiap bagian akan dibahas secara terpisah pada bagian selanjutnya.dengan xa posisi piston, p a1 dan a2 p tekanan dalam kompartemen depan dan menuju belakang dari actuator, A bertindak area piston yang sama di kedua sisi, FL kekuatan beban, dan Ff gaya gesekan. Perhatikan bahwa kekuatan ini nonlinier tergantung pada kecepatan rotasi poros baling-baling, lapangan, gerakan kapal, dan seaway. Massa ekuivalen adalah jumlah dari massa piston dan minyak dan inersia dari pisau. Hal ini penting untuk mengetahui bahwa keakuratan massa diperkirakan kurang dari 20 persen. Keseimbangan massa dari kedua volume minyak di aktuator diberikan oleh :Berikut adalah E modulus bulk minyak dan - ai adalah aliran yang terjadi dalam silinder. Dalam persamaan ini dua parameter kebocoran 'l; ext dan' l; int disertakan untuk model kebocoran dari silinder yang disebabkan oleh bantalan hidrostatik silinder di alat peraga. Model kebocoran tersebut diperlakukan dalam Lampiran B. Untuk CPP, kedua parameter sama dengan nol. Untuk sistem di istirahat, yaitu kapan? xa = _ xa = 0, kondisi awal untuk tekanan dapat dihitung dengan.KatupUntuk semua sistem hidrolik, katup sangat penting untuk perilaku dinamis keseluruhan karena menentukan berapa banyak minyak yang akan masuk dan keluar silinder. Dalam kapal reguler dengan CPP, satu katup proporsional digunakan, tetapi untuk tujuan kontrol maju katup servo sangat penting. Katup, yang dipelajari dalam pekerjaan ini, merupakan tahap tiga di bawah katup lap. Dalam [7], terlihat bahwa bandwidth katup utama ini adalah sekitar 50 Hz. Karena bandwidth dari spool pengendali utama jauh lebih besar daripada yang diinginkan loop tertutup bandwidth CPP, dinamika katup dapat diabaikan. Properti yang sama berlaku untuk bangku tes/ alat peraga, dan diasumsikan bahwa masukan u ke katup sebanding dengan posisi spool x v. Untuk katup seperti pada Gambar 2.6, persamaan berikut dapat digunakan untuk memodelkan aliran.di mana d si adalah lap di bawah katup, xv posisi spul di katup utama, Cd adalah koefisien debit katup, dan c rs adalah clearance radial antara spool dan katup. Karena ini persamaan matematika tergantung pada parameter yang tidak pasti, dan karena persamaan tidak mencakup perilaku dinamis seperti hysteresis, deskripsi yang lebih akurat tentang aliran dapat diperoleh dengan mengukur karakteristik aliran katup. Beberapa pengukuran katup dilakukan oleh H.H.H. Huijbers [27]. Namun, karakteristik aliran tidak benar, dan pengukuran ini perlu dilakukan lagi. Untuk katup di bangku tes, pengukuran ini dilakukan, lihat Lampiran B, dan aliran akan melalui katup kemudian dapat dimodelkan sebagai.dengan xv posisi spool valve dan - n aliran nominal pada tekanan perbedaan nominal acrossthe katup, pn.Saluran PipaEfek dinamis dari fluida dalam pipa saluran panjang sering disebut sebagai efek air palu. Efek ini disebabkan oleh kombinasi dari kompresibilitas dan inersia cairan dalam pipa. Perubahan dalam tekanan atau aliran di salah satu ujung garis, perjalanan dengan kecepatan suara sepanjang garis dan tercermin di sisi lain. Hal ini dapat diartikan sebagai penundaan waktu antara sebab dan akibat atau sebagai gelombang berdiri untuk frekuensi tertentu yang tergantung pada dimensi pipa. Karena perbedaan kecepatan pada r = 0 dan r = R dan karena viskositas minyak, tekanan pada ujung pipa lebih rendah dari tekanan pada masuknya pipa. Untuk CPP, penurunan tekanan maksimal sama dengan sekitar dua bar, lihat Lampiran B.5.Karena waktu tunda dan penurunan tekanan, dan karena kebocoran yang hadir antara silinder dan katup, tekanan diukur pada katup bisa jauh berbeda dari dalam silinder. Untuk mengidentifikasi gaya gesek di dalam sistem penggerak CPP, pipa dianggap penting untuk memperkirakan tekanan di dalam silinder. Hal ini dimungkinkan untuk memodelkan perilaku dinamis dari saluran transmisi dengan satu set persamaan diferensial parsial di bawah asumsi sebagai berikut.Pipa kaku. Aliran laminar (Re