热轧层流冷却过程改进模型建立与仿真研究

针对热轧层流冷却过程非线性、强耦合等特性,对热轧层流冷却过程进行了系统模型分析,并在层流冷却物理过程分析的基础上提出改进方案——将整个物理过程划分为热辐射、空气对流、冷却水对流、辊道热传递和热相变5个部分。对影响卷取温度的关键单元——设定单元进行模型改进,在该模型基础上开发了仿真系统软件,并进行了模型验证和对比,这些表明该系统稳定可靠,可用于现场参数分析和新产品的开发。     

直接空冷凝汽器的数学模型研究和仿真分析

在深入了解直接空冷凝汽器系统内部结构、系统构成及凝结换热计算原理的基础上,充分考虑凝汽器结构参数和工质物性参数对传热过程的影响,运用工程模块化建模方法,建立了直接空冷凝汽器各冷却单元凝结换热及空冷凝汽器整体压力计算的动态仿真模型.基于STAR-90仿真支撑平台开发了相应的模型算法.以某200MW直接空冷机组凝汽器系统为对象建立了该系统的整体仿真模型,对模型在不同负荷下的静态精度以及各种扰动下的动态特性进行验证,表明本模型能满足工程应用要求,可用于仿真培训、空冷凝汽器变工况特性分析等,具有较好的工程实用性.     

燃料电池机车温度系统建模和控制

以质子交换膜燃料电池为动力源的燃料电池机车是机车发展的一个新方向,温度是保证系统性能和可靠性的重要条件之一。建立了燃料电池机车温度系统的动态模型,其中包含电堆、旁路阀、散热片等部件及其阻力模型;通过调节散热器空气流速和循环泵冷却液流速,实现电堆入口温度保持在设定温度及电堆出入口温度差<10o C的控制目标;温度控制器分别采用了PI控制器和带积分的状态反馈控制器。仿真实验验证了PI控制和带积分的状态反馈控制不仅都能达到满意效果,二者的温度误差<0.1o C,由于带积分的状态反馈控制考虑了输入和输出之间的耦合关系,其控制性能明显优于PI控制。     

车用高压质子交换膜燃料电池系统建模与仿真

将车用高压质子交换膜燃料电池系统作为一种新型车辆动力的研究对象,结合机理建模和试验建模两种建模方法,建立了较为完整的系统级高压质子交换膜燃料电池系统的数学模型。该模型包括电堆、空气系统、气气增湿、氢气系统、冷却系统五个模块,通过试验数据为系统的非线性环节建立表格模型。针对一款83kW车用高压PEMFC系统,使用Matlab/Simnlink软件进行了仿真计算,给出了空气压力、温度、湿度、氧气过量系数、系统电压等仿真结果,并通过实验数据对该模型进行了验证。对比了高压系统与低压系统的效率,仿真结果表明在低电流区间高压系统效率低于低压系统,而在高电流区间高压系统效率高于低压系统。     

泵阀联合EHA低温升设计研究

分析了导致飞行器液压作动系统温度升高的主要因素以及采用多级供油压力提高效率的可行性,针对泵阀联合EHA(电动静液作动器)的工作特点,提出了提高负载压力设计值提高效率的方法,在负载相同的条件下,对伺服阀和定量泵的输出流量、损耗流量变化、作动系统整体效率变化进行了分析,结果表明,相对于常规阀控系统设计,提高负载压力设计值的方法可在一定范围内提高系统效率,流量损耗引起的功率损耗对以位置控制为主的EHA有较大的影响.以弹性负载为对象的作动系统仿真计算表明:多级压力设计与提高负载压力设计值设计可以有效降低作动系统温度.     

基于SMP2的网络化反导防御仿真系统设计与实现

网络化反导防御系统的作战特点,对其仿真系统的模型框架及建模规范提出了新的需求.引入联合作战指挥中心JOCC与公共作战图像COP模型,设计了其体系结构和模型概念框架.基于仿真模型可移植性标准(SMP2)对仿真系统进行设计与实现,讨论了模型设计、开发、装配集成与想定编辑以及仿真实验与数据记录等关键功能的实现.最后通过实例证明了模型框架的有效性及基于SMP2开发网络化作战系统的可行性和优越性.     

应用PTC电加热器的卫星局部温度控制系统仿真

PTC电加热器使用具有正温度系数(PTC)的热敏材料作为加热元件，其电阻和发热功率可以根据自身的温度变化自发调节，从而达到控制受控对象温度变化的目的。为了研究PTC电加热器在卫星局部温度控制系统上的应用效果，应用集总参数法建立了这种温控系统PTC加热器及受控对象温度变化的动态特性模型，并对这种温度控制系统应用效果进行了仿真分析，仿真结果表明这种PTC电加热器可以起到降低受控对象温度变化幅度、改善卫星热控效果的作用。     

环模系统的组份、压力及流量调节的数字仿真

该环模系统以氧、氮贮气罐作为气源,由调节阀调节系统的组份、压力及流量。分别推导出试验容器环模系统组份、压力、流量调节各单元的动态数学模型及整个过程的模型,并用这些模型在Matrixx软件上进行仿真。仿真结果表明：对于系统组份调节、微调室压力调节,只要采用适当参数的PID控制器,调节性能较好地达到设计要求。对于实验舱的压力、流量调节,每一条支路中的参数还需要进行解耦。采用不变性解耦方法进行解耦,再加上一个PID调节器,经过仿真发现它对各种状态都能取到较好的解耦调节作用。     

基于观测器的飞机除冰液温度鲁棒控制方法研究

对飞机除冰液温升模型的时变和延时特性进行了分析研究.采用Pade逼近对飞机除冰液加热系统的纯时延特性进行近似,将系统的时延问题转化为非时延问题进行处理.为克服由于飞机除冰作业过程中流量变化所造成的系统模型参数变化,采用基于滑模变结构的鲁棒控制方法对系统模型参数摄动进行补偿.为解决系统状态不可测问题,消除Pade逼近误差对出口温度的影响,采用状态观测器对系统的状态进行估计,并对Pade逼近模型输出误差进行补偿.利用系统不同流量下的试验温升曲线模型对设计的控制策略进行了仿真研究,仿真结果验证了所提出算法的有效性.     

AUV发动机的ADAMS/MATLAB联合仿真研究

通过对自主式水下航行器(AUV)双曲面凸轮式活塞发动机的剖析,基于ADAMS和UG得到发动机虚拟样机模型,基于MATLAB及Simulink工具箱建立了发动机的控制模型,基于ADAMS/Control模块与Matlab/Simulink接口得到联合仿真模型,使用发动机实车相关数据验证了模型的准确性.通过联合仿真得到发动机关键部件的运动曲线、受力情况和关键部件之间的间隙对运动与受力的影响,并指出了间隙上限.仿真结果表明该方法可行、有效、实用,为水下航行器发动机的设计和优化提供了理论依据和一种现代化方法.