机电伺服系统低速问题研究进展

机电伺服系统在低速时的运行特性是系统性能的重要指标,研究机电伺服系统的低速问题,可以提高系统速率跟踪精度,对其他非线性系统的控制与设计具有一定参考价值。总结与讨论了当前机电伺服系统低速问题研究所涉及的系统低速性能影响因素与评估、低速爬行、低速速率估计、摩擦问题及补偿、量化误差及干扰观测等研究内容,并对其研究现状、研究热点与存在问题进行分析,最后指出了低速问题研究的发展方向。     

液压马达低速摩擦转矩特性的实验研究

对比例阀控液压马达低速摩擦转矩特性进行实验研究.以比例阀控液压马达静态特性实验曲线为基础,分析了液压马达低速运转时的摩擦转矩特性.建立了测试低速摩擦转矩的实验装置,并确定了实验研究的方法、步骤.测试了不同工作油温、不同负载转矩下的低速摩擦转矩特性,建立了液压马达低速运转下的摩擦转矩模型.实验结果表明:液压马达低速摩擦转矩具有严重的非线性,而且受油液温度和负载转矩变化的影响很大;所建立的低速摩擦转矩模型与实验结果基本一致.     

我国直接转矩控制技术低速性能研究综述

本文综述了我国近年来直接转矩控制技术低速性能的主要研究成果和发展现状,分析了低速转矩脉动的原因,针对直接转矩控制技术低速性能改善的几种典型方法进行较祥细的分析和讨论,并对直接转矩控制技术低速性能的研究方向进行了展望。     

轴流压气机低速模化设计的叶片造型

为了提高航空发动机高压压气机的气动性能,需要对高速压气机进行低速模化设计以开展试验研究.选取高压压气机后面级作为研究对象,给出了高压压气机低速模化设计的相似准则和模化设计流程,为低速模化设计提供了可以借鉴的准则.针对高速原型压气机设计工况点,制定模化设计目标,完成几何变换、通流设计、叶片造型及数值模拟.重点研究了叶片造型模化相似技术,在叶片造型设计上突破了几何相似的限制,通过三维积叠造型的设计方法保证了高低速压气机气动参数的相似性.研究为轴流压气机低速模化设计的叶片造型提供了可以借鉴的方法.     

低速非达西渗流现象的实验论证

在大量实验研究的基础上,笔者针对低速非达西渗流曲线普遍近似于线性通过坐标原点的表观现象,采用实验数据特征分析的方法,进一步论证了存在渗流启动压力和低速渗流时出现非线性的低速非达西渗流规律.     

车载对靶喷雾机自动控制及低速巡航系统的研究

研究了基于树木特征图像的对靶喷雾技术在车载式高射程喷雾机上的应用;设计了低速巡航系统及喷雾控制系统,实现图像处理、喷雾控制动作与作业现场行走速度的精确配合。结果表明：低速巡航系统能较好地完成低速定速行驶控制,喷雾控制能正确解析上位机的控制命令,实现低速巡航车载对靶喷雾机的自动控制。     

利用SMA拟弹性增强复合材料梁抗低速冲击性能

以形状记忆合金SMA纤维增强复合材料梁为研究对象,根据SMA拟弹性曲线的特性,确立了一种SMA拟弹性应力应变关系的分段线性化模型;根据SMA的能量吸收特性,采用分步能量平衡法,求解了SMA增强复合材料梁受低速冲击时的横向位移和应力;分析了SMA的拟弹性特性对复合材料梁的低速冲击响应性能的影响.研究结果显示,SMA的能量吸收特性能有效地增强复合材料梁抗低速冲击响应性能,梁的最大位移和最大应力都有明显减小.     

发动机低速扭矩特性研究

为了提升越野汽车的动力性,且维持良好的经济性,采用试验和计算机辅助工程(CAE)仿真相结合的研究方法,对某越野汽车匹配的发动机低速扭矩特性进行系统分析,从油嘴、增压器和喷油器等几个方面探讨了提升发动机低速扭矩的可行性.最终通过车辆道路试验和与其他车型的对比标定,验证了发动机低速扭矩提升后,对整车动力性及经济性带来的优势,从而得出理论和匹配研究的合理性和正确性.该结论可以为其他类型汽车匹配设计提供参考依据.     

采用非同步进气正时和增压器匹配提升天然气发动机的低速性能

为了提升由增压汽油机改造的天然气发动机的低速性能,设计了同步进气和非同步进气结合增压器匹配的优化方案,并通过台架试验和数值模拟的方法研究了各方案对天然气发动机性能的影响。天然气发动机匹配比原汽油机小的增压器显著提高了低速时的增压比,进而增加了进气流量。采用比原汽油机进气持续角和进气迟闭角小的同步进气方案,减小了发动机低速时的进气末期回流,使得低速时进气流量显著增加;在此基础上,采用非同步进气方案,其中一个进气门的进气持续角进一步减小,导致低速时进气流量进一步增加,相对原机方案进气流量最大增加了46%,而另一个进气门进气持续角和进气迟闭角较大,保证了高速时可充分进气。采用非同步进气方案时缸内流动状况得到改善,最大燃烧放热率显著增加,燃烧持续期略有缩短。天然气发动机的性能经过优化后,相比原汽油机,低速扭矩最大提高了55.6%,经济性也有所改善,低速燃气消耗率最大降低了8.1%。     

大型模锻压机极低速驱动系统的仿真建模、实验验证与性能分析

高性能复杂整体模锻件的等温制造要求大惯量模锻装备必须在极低速下稳定运行,但非线性、时变的锻件变形抗力和柱塞缸所受的非线性摩擦力导致该装备难以在极低速下获得所需的锻压性能。针对这一问题,在考虑锻件的流变特性、低速下特有的静-动交替变换的摩擦特性以及工艺过程和装备运行之间关联作用的基础上,建立基于AMESim与Simulink的大惯量模锻装备低速锻造过程的联合仿真平台,通过实验验证该仿真平台的有效性与精确性,实现低速锻造过程的仿真建模。利用该平台对系统性能的影响规律进行研究,首先揭示了材料成形过程对系统低速性能的影响规律:比较流变特性参数对系统驱动能力的影响程度。研究结果表明:材料参数对系统的驱动力影响由大至小依次是物理化学性质常数y、强度系数c、材料硬化指数n与应变速率敏感性指数m;其次,研究了摩擦力对低速爬行的影响规律。导致低速爬行的2个条件是实际速度接近摩擦的临界速度以及最大静摩擦力与库仑摩擦力的差值太大。这些规律可为大惯量装备的极低速稳定运行提供基础与保证。     

游标式磁阻电动机的磁场计算

游标式磁阻电动机广泛应用于工业自动化领域。根据不同的供电电源,可作为步进电动机或低速同步电动机使用。游标式磁结构的场计算已经是一个大规模场计算问题,至今尚未找到有效的、并为电动机设计部门所接受的工程计算方法。为计算游标式双开槽磁结构的磁场,本文提出一种连续齿层场模型。采用该模型计算磁场,所需机时可大为缩短。在一台工业上大量生产的游标式磁阻电动机上的试验结果表明,用本方法得到的电动机性能与测量数据非常接近。     

最优PWM开关方案—谐波消除法的微处理机实现

本文提出了一种16位微处理机(Intel8086)控制的电压型PWM逆变器。采用最优PWM开关方案——谐波消除法,借助于Newton—Raphson算法和实时查表法,可以消除逆变器输出电压中的5、7、11次有害谐波分量(M=4),从而大大改善了感应电机低速运行的性能,降低了转矩脉动,减少了电磁噪声。实验结果表明,本文提出的16位微处理机控制的电压型PWM逆变器可靠性高、动态性能好;操作简单、成本低、体积小,既适用于工业领域中、小容量交流电机的调速,又可用于一般风机、泵类负载电机的节能。     

基于模糊神经网络空间矢量调制的直接转矩控制

为了改善基于空间矢量调制的直接转矩系统的动态性能及低速性,分析了传统SVM-DTC中采用两个PI控制器来产生参考电压矢量,存在PI控制器参数难以确定的问题,提出了一种基于模糊-神经网络空间矢量调制(SVM)的异步电机直接转矩控制(DTC)策略.阐述了产生磁链参考电压矢量的模糊控制器和产生转矩参考电压矢量的神经网络控制器...     

基于神经元和直接转矩控制技术的高性能交流调速系统研究

针对传统的异步电动机直接转矩控制系统中,电机在低速时存在较大的转矩脉动问题,提出了一种新的解决方法.在传统直接转矩控制系统的基础上,应用神经网络自适应控制能力,采用神经元控制器取代传统PlD(proportion integration differentiation)控制器,并利用Matlab/simulink软件进行仿真.仿真实验结果表明该方法能够有效地解决直接转矩控制系统转矩脉动问题,在低速时系统依然具有较好的动静态性能.     

大型低速风洞收集器及过渡段有限元分析

大型低速风洞是国内新建的低速风洞,3/4开口试验平台是大型低速风洞重要的试验设备之一,而收集器及过渡段结构是连接3/4开口试验平台的重要部件。收集器及过渡段在试验过程中,受到自重和气动载荷作用,需要在部件设计时进行力学校核。本文以大型低速风洞3/4开口收集器及过渡段结构为研究对象,对部件的强度刚度以及动态力学性能进行了有限元建模分析。有限元结果表明：收集器及过渡段结构满足设计强度刚度要求,同时通过动力学分析,收集器及过渡段结构不会发生共振现象。     

高速公路养护作业交通冲突模型

借助流体流量连续理论，分析了高速交通流与养护施工作业设备的关联特性，以及养护施工机械设备机群低速流与高速公路高速交通流的冲突特征．基于减少高速流和低速流在二维空间上的交汇时间，实现高速公路路面养护与交通流关联最佳控制的要求，应用管道流变特性参数解释高速公路养护作业产生的交通冲突特征，建立了控制施工作业设备与高速交通流的数学模型．通过该模型可以指导高速公路维修施工组织和管理，预测交通冲突．     

分子马达定向运动的合作机制

分子马达是当前生物学和物理学的前沿课题,其定向运动的动力学机制一直是科学家关注的焦点之一.生物体内的分子马达一般是很多个一起协同工作.相互作用与合作在分子马达集体行为中起了很大作用.本文概述了分子马达合作运动的现象和机制.为进一步阐述合作的意义,本文详细讨论了分子马达必须依靠合作才能实现定向输运的两种情况.第一种,分子马达通过合作,在过阻尼条件下克服不停闪烁的棘齿势,实现了定向运动.第二种,分子马达通过合作,可以将一个方向上输入的驱动能量转化到垂直方向上做功,并产生定向输运.     

基于Maxwell和Simplorer的2 kW低速永磁发电机设计

针对低风速、风资源欠佳且用电困难的地区,为改善风力发电机的低速发电性能,提高风能利用率,设计了一种应用于2 kW风力发电机组的低转速永磁发电机,利用磁路法对2 kW永磁发电机进行电磁设计,获得发电机的主要尺寸参数,其中定子内径为180 mm,铁心长度为90 mm,永磁体宽度为20 mm,永磁体厚度为4.5 mm。采用ANSYS Maxwell软件进行二维建模并分析其空载和负载情况下的磁场分布,通过ANSYS Maxwell和Simplorer联合对其仿真,对其瞬态特性进行分析。在此基础上研制了低转速永磁风力发电机样机,通过对比发电机转速在256～400 r/min时,样机试验与仿真的功率值和效率值,二者的最大误差为4.47%,低于5%,结果表明该低转速永磁发电机设计可行。     

低速旋转炮弹偏流现象的研究

低速旋转弹丸在飞行过程中,在章动的作用下会产生偏流现象,进而影响弹丸的射击精度,本文针对这个问题进行了仿真研究。首先根据外弹道学理论给出的数学计算模型,对具体的实例进行计算仿真,然后结合仿真曲线和数据进行比较分析,结果发现偏流对低速发射弹丸的影响大,而对高速发射弹丸影响则比较小。为此要减小偏流的影响必须提高射击速度.对于低速弹丸必须根据方程计算结果以及弹道修正理论对实弹加以修正,从而提高低速旋转弹丸的射击精度。     

微纳马达在生物医疗领域中的应用

 作为微纳尺度的动力装置,微纳马达具有体积小、质量轻和驱动力大等优点,在传感检测、微纳加工和环境治理等方面表现出突出的优势,特别是在生物医疗领域具有巨大应用前景。本文阐述了生物医用微纳马达的制备及驱动控制方法,总结了微纳马达在药物靶向运输、细胞识别捕捉、纳米手术、吸附毒素及溶解血栓等生物医疗领域中的应用,并讨论了其在生物医疗领域面临的挑战和未来的发展方向。