悬臂式掘进机断面轮廓监控系统

为了有效控制掘进机截割断面的准确性,建立了截割机构工作参数和巷道断面尺寸关系的数学模型,推导了悬臂转角、液压缸行程及截割头空间坐标的位置关系,并以8051f系列单片机为核心.开发了悬臂式掘进机断面轮廓的监控系统.该系统能够根据传感器采集的实时数据,精确控制悬臂的摆动行程,及时准确地计算截割头的位置和断面截割情况,实现了巷道断面截割的自动控制.     

悬臂式掘进机仿形截割控制机理

为了解决悬臂式掘进机截割中超挖和欠挖问题,采用空间机构运动学和系统仿真的方法,建立了仿形截割的数学模型,确立了悬臂偏移最大角度和油缸伸长量的关系,提出了使用数字液压缸来实现按照所给巷道运动时各个油缸伸长量的自动掘进控制机理,采用MATLAB仿真验证了截割头运动.研究表明,仿真结果曲线符合实际工况.研究结论科学地分析了掘进机仿形截割过程,为复杂环境下掘进机器人自动控制研究提供了理论依据.     

连续采煤机截割部的运动及力学分析

连续采煤机截割部的运动和力学特征对整个机器的截割性能、效率有重要的影响.以顶部悬挂式连续采煤机截割部为例,建立了截割部液压缸活塞运动速度与悬臂摆动角速度以及活塞推力与悬臂摆动力间的函数关系.经计算机模拟,得到了悬臂摆动角速度与悬臂摆角的关系曲线以及摆动力与悬臂摆角的关系曲线.力学分析得到悬臂的速度、力的大小及变化规律,为设计和改善采煤机的工作性能提供了理论依据.     

大型升降系统悬臂箱体受力特性分析与结构优化

升降系统是整个平台的重要动力输出机构,升降系统能否正常正确的运行直接关系到整个平台的工作可靠性.该文针对升降系统中悬臂箱体在设计过程中存在的问题,建立该悬臂箱体的实体模型,采用有限元法分析壁厚为12mm的箱体在实际工况下的受力特性,并以此为依据完成箱体的结构优化,获得壁厚是8mm的箱体应力、应变分布图.本分析为该项目的设计提供了技术支持,并已经被生产实践所采纳.     

纵轴式悬臂掘进机断面成形控制基础研究

以EBJ-132A型纵轴式悬臂掘进机为例,在分析其截割部主要构造和工作特点的基础之上,建立了悬臂式掘进机在截割作业时,其主要工作机构参数与巷道断面尺寸之间的数学模型,并针对实际生产中几种常见的巷道断面形状,分别编制了相应的工作机构参数计算程序,同时在计算机上显示出了和实际情况相符合的截割头截割作业包络线图,验证了数学模型的正确性。     

一种气动位置伺服系统的辨识建模方法

针对具有强非线性特性的气动位置伺服系统,难以建立能较准确反映系统特性的线性化数学模型这一问题,该文提出采用基于"灰匣子"的系统辨识法建立比例流量阀控摆动气缸位置控制系统的数学模型,该方法依据摆动缸两腔压力差动态过程与摩擦力无关的特点,将压力差动态过程近似线性化方程与运动方程相结合,构成三阶状态空间模型,采用闭环定位辨识的方法确定模型中的参数.仿真和实验结果表明:采用该方法建立的数学模型能够反映实际系统的动态特征,所提出的建模方法是可行的.     

机液伺服动力转向机构的数学模型及其优化设计

本文主要论述汽车机液伺服动力转向机构,分析其静态特性,推导并建立数学模型,从而得出在动态工作情况下稳定的条件;最后给出该系统优化设计的指标。     

大悬臂展翅箱梁悬臂长度分析

由于城市交通的快速发展,对桥梁美观和结构与周围环境相协调的要求日益增加.大悬臂展翅箱梁结构形式由于其外形美观,在城市高架桥中不断被采用.因此,对这类箱梁结构受力特性进行分析研究,可以解决大悬臂展翅箱梁在设计中的关键技术问题.本文结合大悬臂展翅箱梁建立梁格分析模型,对箱梁不同悬臂长度时,结构重力、汽车荷载等作用下箱梁结构的受力和变形规律进行了计算分析,并作了适当的总结和归纳.     

连续采煤机运动参数对截割载荷影响的研究

为了研究连续采煤机的运动参数对截割机构载荷的影响,通过对截割机构的受力分析,建立了连续采煤机截割滚筒载荷的数学模型。利用计算机模拟的方法,对不同滚筒转数、不同悬臂摆动速度下连续采煤机截割机构的载荷进行了模拟,得到了连续采煤机截割过程截割机构的三向载荷大小及其变化规律。结果表明,在截割机构的三向载荷中,推进阻力最大,升降阻力的波动最明显,各向载荷随悬臂摆动速度的增大而增加,随滚筒转速的提高而降低,所得结果为合理确定连续采煤机的运动参数、进一步改善连续采煤机的截割性能和工作质量提供了依据。     

门式起重机的合理悬臂长度

如何确定门式起重机主梁的合理悬臂长度是门式起重机总体参数优化设计的重要匹配问题，至今尚未得到真正解决。本文按照强度、静态刚度和动态刚度条件对不同类型门式起重机结构进行全面的分析与探讨，得出了合理的悬臂长度，同时提出在不同悬臂长度下迅速确定控制主梁设计的危险截面的方法，从而简化了设计工作，为门式起重机总体参数优化匹配和静、动态设计奠定了理论基础。     

开关磁阻电动机的自调整模糊─PI控制

基于开关磁阻电动机 (简称SR)数学模型难以建立的特点 ,提出了自调整模糊—PI控制算法 ,仿真结果和实验结果证实该系统比常规PID控制具有更好的动静态特性     

前轮摆振机理分析

轮胎的能量反馈是前轮摆振发生的主要原因,对应于车轮摆振的试验工况建立了摆振动力学模型并进行了仿真研究,分析了摆振中地面施加给轮胎的侧向力及回正力矩在非等幅运动中所做的功,从路面-轮胎系统体现出的负阻尼特性阐述了前轮摆振发生及发展的机理。     

链条速度波动的影响因素

在两链轮的回转中心同处一平面的条件下，视紧边每一时刻链条与链轮的啮合传动为四杆机构作小转角的单向运动，建立起相应的链条速度模型，并据此分析了影响链传动中链条速度波动的因素，得到了一些有益的结论。     

页岩储层两相流体润湿滞后对流动阻力的影响

通过揭示两相流体润湿滞后对启动压力和流动阻力的影响机理,基于静态润湿滞后方程及动态接触角方程,分别建立了两相流动中气泡/液滴欲移动时的启动压力模型和运动后的流动阻力模型。基于前人实验数据,应用建立的模型,分别计算得到由润湿滞后引起的不同温度和压力下的启动压力,以及不同孔隙尺度、黏度和表面张力下的流动阻力。结果表明,在页岩纳米级孔隙中,由于孔喉细小,静态润湿滞后和动态润湿滞后引起的启动压力和流动阻力较大,均不可忽略;动态润湿滞后引起的流动阻力大于静态润湿滞后引起的启动压力,且随着流速增大,这种流动阻力也持续增大,但增速幅度逐渐降低。该研究为页岩储层两相流体启动压力和流动阻力的精确表征提供了数学模型,将为页岩气开发及页岩储层中CO₂地质埋存的准确数值模拟提供部分理论基础。     

环形二级倒立摆H∞鲁棒控制器设计及仿真

研究了环形二级倒立摆的平衡控制,首先利用拉格朗日动力学方法建立了环形二级倒立摆的数学模型,分析了系统的稳定性及能控能观性;接着引入H∞回路成形鲁棒方法设计其控制器,但考虑到H∞控制器阶次过高的问题,因此采用最小信息损失方法对设计的控制器进行了降阶.通过仿真验证,证实了降阶后的H∞回路成形控制器对于环形二级倒立摆平衡控制有良好效果.     

应用杆组法和CAD技术实现刨床六杆机构的运动分析和仿真

以牛头刨床平面六杆机构为例,运用杆组法建立其数学模型,结合参数化设计方法和CAD二次开发技术,对机构进行了运动分析和仿真。用此方法可快速、准确地计算出连杆上各位置点的运动参数,并直观地演示机构的三维动画,提高了机构设计的效率。此方法还可用于同类机构的设计。     

不同完井方式下水平井不稳定产能研究

随着钻完井技术的发展,采用水平井开发底水油藏成为提高产量、降低成本的有效途径,但是在生产过程中也暴露出日益严重的问题,主要为含水上升快、无水采收期短、完井方式不适应开发的需要和产能预测不准确等。在总结水平井产能预测模型的基础上,采用井筒与油藏耦合作用下的水平井不稳定产能预测数学模型,借鉴Cinco H等人求解有限导流垂直裂缝压裂井压力动态的计算方法,建立产能预测计算模型。该模型考虑底水驱油藏水平井情况,通过对不同完井方式下的表皮系数分解计算,开展了不同完井方式下的产能预测研究,这些研究结果对水平井完井方式优选和水平井油藏工程研究具有重要的指导意义。     

对置活塞液压输出发动机同步驱动机构动力学分析

结合一种新型对置活塞液压输出发动机（OPHO）整体设计概念,根据其同步驱动机构的工作原理建立了数学理论模型,并运用多体动力学软件Adams搭建了该机构与传统曲柄连杆机构动力学仿真分析模型,得到了该同步驱动机构关键运动部件的受力情况.仿真分析结果表明,OPHO发动机的动力活塞在竖直方向的侧向力较小,缓解了气缸壁磨损的现象,延长了发动机及其零部件使用寿命.其同步驱动机构采用对称布置形式,发动机在水平方向的振动和受力可被抵消,因而发动机的整体平衡性较好.      

单螺杆泵采油系统杆柱瞬态动力学模型及应用

抽油杆柱运动的数学模型是油井生产系统优化设计、动态特性预测及工况诊断的理论基础.对地面驱动单螺杆泵采油系统进行有限元分析,建立抽油杆瞬态动力学模型,克服以往静力学模型无法动态反映抽油杆柱受力和运动状态的缺点.利用Newmark直接积分方法对动力学模型进行求解,可获得任意位置处抽油杆柱扭矩载荷随时间变化曲线、任意时刻沿井筒侧向位移等.由于模型中运用经典碰撞理论考虑碰撞接触的影响,因此该模型可更加真实地反映抽油杆柱的受力和运动状态,同时为螺杆泵井扶正器设计奠定理论基础.利用该模型编制的软件在二连油田的应用证实了它的准确性和实用性.     

感应电动机电容补偿起动系统的建模和仿真研究

建立了三相感应电动机电容补偿起动系统在d-q静止坐标系下的数学模型，模型中考虑了转子参数随转速变化的因素．根据所建立的数学模型，构造了基于MATLAB／SIMULINK的动态仿真模型．通过实例对三相笼型感应电动机的电容补偿起动过程进行仿真计算．仿真结果表明，感应电动机采用电容补偿起动，可以降低起动电流，提高电机起动转矩，缩短起动时间．