基于AMEsim的电磁阀仿真与试验验证

电磁阀是液压系统中的控制元件,其阀芯运动特性直接影响液压系统的工作性能。针对阀芯运动的动态特性建模是液压系统检测诊断领域的重要研究方向。以液压系统典型的三位四通电磁换向阀为研究对象,开展了基于AMEsim软件的建模、仿真分析与试验验证研究。在对电磁阀工作机理和各功能模块的分析基础上,利用AMEsim软件中的电磁库与液压库构建了电磁阀仿真模型,对影响电磁阀阀芯位移的主要因素进行分析,给出了不同的路损、弹簧刚度及液压油黏度对电磁阀阀芯位移影响的量化对比曲线;设计并搭建了液压试验台对模型进行验证。试验结果显示,实测数据与仿真结果符合良好,最大相对误差为8.2%。研究工作为电磁换向阀故障诊断和优化设计提供了模型与数据支持。     

锂离子电池的多状态模型剩余寿命预测方法

针对锂离子电池的容量恢复现象导致的剩余寿命预测精度不高的问题,提出了一种锂离子电池的多状态模型剩余寿命预测方法.首先通过分析锂电池的衰退数据将锂离子电池的退化过程分为正常退化、容量恢复和加速退化三种状态,然后分别对三种状态的退化过程进行建模并验证了模型的有效性,将3种状态的模型组合得到锂离子电池多状态容量衰退模型.然后基于建立的模型提出了粒子群优化粒子滤波算法,用于多状态容量衰退模型进行参数识别和状态更新.最后实现了锂离子电池的剩余寿命预测和预测结果的不确定性表达.与其他方法相比,实验结果表明:所提出方法精度更高,鲁棒性更强.     

T700纤维缠绕发动机壳体力学性能分析及优化设计

利用网格理论计算纤维缠绕固体火箭发动机壳体的基本尺寸,建立有限元模型,施加边界条件,在壳体承受内压的情况下,分析应力应变结果云图,研究容易发生失效的部位;采用有限元优化设计软件中尺寸优化的方法,在满足使用设计和使用需求的前提下,对纤维缠绕壳体进行质量优化,分析优化后的结果,研究单层厚度的变化,并对优化后的结果进行强度校核.结果表明:优化后的纤维缠绕壳体质量减轻12.09％,强度校核的结果满足设计使用需求,优化方法设计安全合理,为纤维缠绕发动机壳体的优化设计提供理论基础.     

陀螺寻北仪限幅系统鲁棒近时间最优控制器

针对陀螺寻北仪的限幅系统设计了一种鲁棒近时间最优控制器。首先将陀螺寻北仪的快速限幅问题转化为时间最优控制问题,然后提出设计一种鲁棒近时间最优控制器来克服理论时间最优控制器的缺陷。该控制器结合了传统的bang-bang控制,滑模控制以及一种备份控制。滑模控制器的设计运用时间最优控制的思想并通过Lyapunov稳定性理论推导出控制器参数的选择标准。为了解决控制器在原点处不稳定问题,提出了另一类具有线性滑模面的滑模控制器作为备份控制。数值仿真结果证明了提出的控制器的可行性,在明显降低抖振的同时在时间指标上与理论控制器相近。这种控制器的设计方法同样适用于小阻尼项的二阶系统。     

线性代数教学主线研究

分析了线性代数教学现状,从不同角度对线性代数的教学主线进行了探索研究.举例说明在线性代数教学过程中重视对教学主线的研究,是化解教学难点,提高教学质量的有效途径.     

导流锥与环形隔板空间位置匹配优化数值研究

为优化导弹燃气弹射过程中的内弹道载荷,采用RNG k-ε湍流模型、有限速率/涡耗散模型和动态分层动网格技术,建立了耦合导弹运动和二次燃烧的数值模型。在实验数据验证模型可靠性的基础上,解耦分析了导流锥冲击高度和环形隔板布置高度变化对发射筒内压力及温度载荷的影响规律,得到了一组较优的参数组合。结果表明:两者不合理的空间位置匹配会引起筒内流场结构紊乱,筒底和弹底压力出现激烈的震荡;两者的变化均会引起弹底温度曲线出现小幅度的波动;但温度峰值基本不变。当冲击高度与实验装置相同、布置高度为300 mm时,弹底压力曲线平稳性最优,且筒底压力无震荡,此时加速度峰值减小12.5%,出筒速度减小2.4%,出筒时间延长3.7%。     

基于CPAC与单目摄像的六自由度机械臂控制模式研究

为解决一般六自由度工业度机械臂的控制器存在的兼容性低、人机界面单一且编程语言差异大的不足,提出一种基于CPAC(Computerized Programmable Automation Controller计算机可编程自动化控制器)控制机械臂的方式,以六自由度机械臂为实验平台,利用CPAC控制器的人机界面中三点法建立与摄像机一致的世界坐标系,通过Harris角点匹配与PnP法获取目标的位姿信息,利用CPAC编程语言OtoStudio的函数库解算各个关节轴转动的角度,并利用“最短行程”加权获得关节轴的最优角度,最终驱动机械臂末端执行器可靠动作并到达目标点,完成预设动作。通过实验可以看出,与一般的控制器相比较,CPAC具有可靠的I/O控制、编程环境标准、人机界面丰富友好的特点,并验证了这种控制模式的可行性,实现了对六自由度机械臂的联合控制,为六自由度机械臂的实时控制模式提供了新的思路。     

基于长光程吸收池的痕量混合气体定量检测研究

光谱检测技术是痕量有害气体检测的主要方法。在气体检测中,傅里叶变换红外光谱包含着丰富的信息,其中峰值、峰位和峰宽等都可以作为定量检测依据。研究了峰面积作为检测依据的定量计算方法,在理论计算中针对不同方法,对定量依据、计算原理和存在误差进行了详细分析,比较了相互之间的优缺点。而后,运用基于阶梯函数的计算方法,结合痕量的一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮和二氧化硫4种典型有害气体,进行了实验,验证了该方法在定量计算方法是可行的,证明以上四种气体可以同时测量,不会产生相互干扰,经C语言编程该算法仅占十几KB的存储空间,在实现光谱检测仪器小型化便携化方面发挥着重要作用。     

面向面内刚性环模型的变参数等效路面模型研究

针对重载车辆行驶过程中轮胎受力大、变形大,传统等效路面模型反映轮胎动态特性作用有限的问题,在定参数等效路面模型的基础上建立变参数串联椭圆凸轮模型,考虑轮胎受力情况对椭圆凸轮形状参数的影响。在MATLAB/Simulink中建立基于面内刚性环轮胎模型的1/4车系统仿真模型,分别对路面和椭圆凸轮进行离散化处理,采取循环迭代的方法同时仿真出等效路形与系统动力学特性。仿真结果表明,在低速行驶时两种模型仿真结果一致;在高速行驶条件下利用变参数等效路面模型计算所得等效路形失去对称结构,更加符合真实轮胎越障状况,为精确的面内刚性环轮胎建模提供方法和理论参考。     

内燃机缸盖振动信号建模与仿真

针对现有内燃机振动信号采集方法存在的问题,提出一种通过建模仿真来模拟内燃机不同工况振动信号的方法。首先,建立内燃机配气机构动力学模型及气缸模型,分别用来模拟不同间隙气门的落座力及气缸压力;其次对内燃机缸盖进行模态分析,提取前30阶振型及其对应的频率;最后采用有限元法建立内燃机缸盖模型,借助气门落座力及气缸压力仿真结果对缸盖振动进行模拟仿真。利用缸盖振动的实测信号对其模拟信号进行验证,结果证明模拟方法有效可行。