阀滞后角对三缸泵排出空气包后流量不均度的影响

在考虑泵阀滞后角的情况下 ,推导了三缸单作用往复泵排出空气包后管路流量表达式及其傅里叶级数 ,并据此分析了泵阀滞后角对空气包后管路流量不均度的影响     

泵阀滞后角影响下的钻井泵空气包排出管路流量的研究

本文在考虑泵阀滞后角的影响后,通过建立空气包动力学方程,推导出三缸单作用钻井泵空气包后排出管路流量的表达式,并论证了滞后角对排出管路流量的影响。     

悬挂运动自动控制系统

本文根据全国大学生电子设计大赛题目“悬挂运动自动控制系统”的基本要求。选用步进电机作为系统的驱动电机．以AT89S51微处理器作为控制核心，驱动芯片L298N作为微处理器与步进电机的接口电路。键盘和数码显示为人机接口，较好的完成了悬挂运动控制系统的硬件设计．算法方面通过以微小直线为单位的策略．完成较为复杂的长直线和圆周运动轨迹的控制．具体设计算法是将物体运动的坐标转化成悬绳伸缩的距离，进而计算出步进电机的步进频率．对于系统自定的确定线型（直线和圆周），通过调整两个步进电机不同的步进频率的搭配。可以控制物体的运动方向，从而完成实际轨迹控制的基本要求．实验证明该控制系统控制精度高。完全达到了题目的具体要求，这种系统可以移用到需要精确定位和运动控制有严格要求如绘图仪等的场合，从而满足人民的实际需要．     

考虑曲柄连杆比影响后的钻井泵空气包动力学研究

在考虑了曲柄连杆长度比值影响以后,给出了三缸单作用钻井泵流量的傅立叶级数表达式.在计及排出管线和导管中液体惯性及导管中阻力损失的情况下,建立了钻井泵空气包动力学模型,求出了空气包以后排出管线中流量的表达式.文章分析了影响流量脉动衰减系数的几个因素,给出了空气包最小体积的设计依据,并认为由于获得最小脉动的气包体积受泵工况及谐波次数的影响,难以作为设计依据.还比较了理论剩余体积和真实剩余体积,认为二者相当接近.文章最后指出,在现有钻井泵的实际工况下,空气包的常规计算方法完全可以应用.     

六缸泥浆泵技术研究

六缸泥浆泵代表了新一代的泥浆泵科技。以现有三缸泥浆为基础,设计了一种六缸,显著地降低了泥浆泵的排量不均度。在实现高压力、大功率、大排量的同时,较大地减小了泥浆泵的排量波动和压力波动,使泥浆泵的排量更加趋于均匀。     

钻井泵空气包动力学的初步分析

本文在考虑了导管和排出管线中液体惯性影响的基础上建立了空气包以后管线中液体流量的微分方程．在将钻井泵排量表达为傅里叶级数展开式后，求出了液体流量的表达式．文章分析了影响空气包效能的若干因素，认为频率完全匹配（ω＝ω）可使空气包效能达到最佳，但即使在ωｃ＜ω时，也不会出现空气包加剧波动的负效应现象．文章提了了为了避免空气包尺寸过大，不一定以频率完全匹配作为设计原则，仍可用压力不均度不超过允许值作为设计依据．文章给出了计算空气包体积的动力学公式，并认为在现有钻井泵参数条件下，它和常规公式差别不大，但对大流量高速泵，二者可能有较大差别．     

基于ELM的永磁直线电机推力波动补偿研究

针对永磁直线电机推力波动的非线性特点,设计了PID+ELM前馈补偿的永磁直线电机位置控制系统.用于训练ELM网络的样本可通过分析推力波动的特点及其规律获得,将训练好的网络作为前馈补偿环节,用于补偿控制系统中推力波动的影响.仿真结果表明,所提出的控制方案有效且可行.与基于SVM和RLS的方法相比,虽然其跟踪精度稍差,但其训练时间较短,适用于实时性要求较高的场合.     

水压大流量高速开关阀设计及试验研究

为满足大流量和快响应电液控制系统的需求,采用大功率直线电机分步直接驱动先导阀与主阀阀芯,将直线电机驱动技术与先导阀结构紧密结合,研制出一款直线电机驱动的水压高速大流量开关阀.建立了开关阀AMESim模型,并对其关键结构参数进行了仿真优化,得到了其动态特性曲线.通过Matlab/Simulink对直线电机位置环及速度环进行双环运动规划,控制阀芯的运动状态,进而实现阀口开度的精确数字控制,提高了大流量高速开关阀的控制精度.完成了开关阀原理样机的研制,开展了直线电机控制的运动轨迹试验研究.结果显示,其跟随性能良好,能够实现设定的运动规划,与仿真结果基本相符,满足高速、大流量的技术要求.      

一种采用同型号电机互为负载的直线电机推力波动测试方法

针对传统推力波动测试方法精度不高、结构复杂的问题,提出一种采用同型号直线电机互为负载来测量直线电机推力(PMLSM)波动的方法。根据直线电机中齿槽效应和端部效应的作用机理,将2套同种型号的永磁直线电机刚性连接互为负载,通过改变电机动子之间的相位差来测量两直线电机叠加推力波动进而得到单个电机的推力波动。首先,通过分析推力波动中定位力和纹波推力与位移速度的关系,建立关于电机动子间位置差、相位差的数学模型,并进行叠加推力波动有限元分析;然后,通过改变动子间相位差进行推力波动测试,研究叠加推力随相位差改变的波动规律;最后,采用数字滤波和傅里叶变换,研究从叠加推力波动信息中精确提取单个电机推力波动的方法,得到与有限元分析结果基本一致的定位力和推力波动波形。研究结果表明:该方法能快速、精确地测量直线电机推力波动,且具有较高的测量精度。     

三缸钻井泵的稳态运动规律及运转平稳性

研究了计入摩擦时三缸钻井泵的稳态运动规律,并用遂次逼近的数值方法解决摩擦力和摩擦力矩与泵运动规律间的相互依存问题;同时以3NB—1000泵为例讨论,分析了各种工况下曲轴的速度波动和力矩波动问题,指出工况点的变化标志着泵运转性能的变化;提出了以曲轴力矩波动系数γ作为评价泵运转平稳性的主要依据。     

页岩气超高压往复泵工作腔压力测试与分析

以用于页岩气水平井压裂的超高压往复泵为研究对象,为探索提高泵工作性能及可靠性的解决思路,开展了泵工作腔内压力变化规律及基本特征的分析研究。根据力学基础理论,定性地分析了泵阀开启、关闭时刻点的工作腔内压力变化。搭建了全尺寸超高压往复泵工作腔压力测试台架,获得了4种柱塞冲次和5种排出管汇压力下的泵腔压力变化曲线。实验结果表明,排液冲程中柱塞冲次和排出管汇压力对工作腔压力降低的滞后时间具有显著影响,工作腔压力在临近峰值的高压区间内会产生“M”型压力冲击特征,对此特征的分析将为进一步分析阀箱内壁疲劳失效原因、优化泵阀运动机理提供解决思路及实验依据。     

分数布朗运动下的可分离债券定价

假定股票价格服从分数布朗运动,且无风险利率为时间的确定性函数,股票价格的波动率为常数。利用分数布朗运动随机分析理论与方法,建立股票价格服从分数布朗运动的金融市场数学模型,并得到了可分离债券的定价公式。     

Driving Mechanism of Cotton Comber's Detaching Roller Based on Time-Sharing Unidirectional Drive

The high-speed reciprocating motion of a detaching roller limits the velocity of a cotton comber and affects the quality of comber slivers. The article has proposed a controllable time-sharing unidirectional hybrid drive mechanism after analyzing detaching roller＇s current numerical control drive method. The analysis focuses on the detaching roller motion required according to cotton comber＇s velocity and process. The double-servo motors of the mechanism consists of differential gear trains. The mechanism addresses the problem of increased servo motor power,and failure of promptly responded to the positive inversion process of mechanism driven by servo motors. A velocity calculation model of the detaching roller controllable drive mechanism will be generated by using superposition method and design of differential gear trains. The accuracy of the model will be verified using the test platform. This study has presented a reliable and practical high-speed drive mechanism and can be a reference to future studies on high-speed reciprocating motion drive.     

钻井泵空气包自动气动增压充气装置研制

阐述了钻井泵空气包自动气动增压充气装置研制的现实意义、设计指导思想和设计方案的确定,讨论了主要参数的拟定。空气包自动气动增压充气装置的研制为钻井泵的正常工作和安全优质钻井提供了可靠保证。     

一种新型差动驱动A/B双摆头设计

设计了一种可用于五轴联动加工中心的新型差动式A/B轴双摆头结构.该双摆头采用4台伺服电机驱动,基于差动机构的工作原理实现摆头的摆动和俯仰运动.双摆头的驱动电机及蜗轮蜗杆减速装置均不参与摆头运动,与现有典型的双摆头结构相比,有效减少了摆头运动部件数量.采用双电机主从消隙控制方法,能有效消除摆头两个自由度的传动间隙,进而提高其运动精度.对差动双摆头的传动、消隙和结构等方面的特点进行了分析,为后续工程设计提供了理论基础.     

新型无摆动双机驱动振动机自同步理论

研究了一种新型无摆动双机驱动振动机的自同步运动条件和自同步运动稳定性条件.该振动机由内、外两个质体组成,两偏心转子的旋转中心与内质体质心在同一条竖直轴上,偏心转子的惯性力对该轴的力矩为零,从而消除了该振动机的摆动.利用拉格朗日方程建立了振动机的运动微分方程,并利用平均小参数法得到了偏心转子的无量纲耦合方程;由偏心转子耦合方程零解存在条件得到了振动机实现自同步运动条件,并根据Routh-Hurwitz判据得到振动机同步运行的稳定性条件.数值仿真验证了上述理论的正确性.     

一种电动冲箱式造波机的研制

开发了一种电动冲箱式造波机，该造波机主要由6套伺服电机和冲箱、控制台（含工控机）、主电路、控制电路及软件系统等组成。在控制系统的控制下，伺服电机驱动冲箱在实际水池中作上下往复运动，水的质点因受到冲箱的冲击而形成波浪，波高由冲箱运动的冲程控制，波长由频率确定。试验结果表明，这种新型造波机工作稳定可靠，功能完善，能够准确地模拟各种海况。     

固体颗粒和空泡的Lagrangian模型

建立了固体颗粒和空泡在不可压缩流体任意流场中运动的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ模型，考虑了浓度等因素对固体颗粒和空泡运动的影响，给出了计算固体颗粒和空泡的数值方法，并模拟了一水泵叶轮中的固体颗粒和空泡运动，得出了水泵叶轮流场中固体颗粒和空泡的运动特性，为分析水力机械的磨损提供了可行的数值模拟方法．