一种数控滚齿机工作台动态特性建模方法及实验分析

为了研究数控滚齿加工中滚刀轴转速波动引起的工件轴速度波动的动态响应特性,对数控滚齿机旋转工作台即工件轴的伺服控制问题进行了分析。首先根据电机学原理和机械动力学原理对伺服控制系统组成的各个环节进行了建模和分析,推导出旋转工作台的整体伺服控制系统模型,并考虑到伺服控制环节在动态响应过程中的摩擦因素,引入了非线性Stribeck黏性摩擦结构;然后利用Simulink建立了滚齿机旋转工作台的伺服系统仿真模型,并研究了不同的位置和速度指令频率变化对工件轴伺服动态响应影响效果;最后通过数控滚齿机工作台控制实验来验证工件轴的动态响应特性。仿真结果表明:旋转工作台伺服系统在低速运行时,位置跟踪存在"平顶"现象,速度跟踪存在"死区"现象;旋转工作台伺服系统位置和速度的跟随率随着指令频率的增大而减小,当指令频率增大到31Hz时,速度跟随率不足10%。在和仿真相同的指令频率变化条件下,进行滚齿机工件轴的转速控制实验,工件轴的响应曲线与仿真响应曲线基本吻合,验证了模型的有效性和可靠性。该模型可为数控回转工作台伺服进给系统设计、伺服控制方法研究及故障诊断等工作提供理论依据。     

涡轴发动机起动过程喘振信号LMD包络谱分析

为了得到涡轴发动机低温起动过程中的喘振特征,提出了一种基于LMD包络谱的分析方法。对喘振脉动信号进行局部均值分解,得到一组PF分量,并对各PF分量进行包络谱分析。实测涡轴发动机喘振信号的LMD包络谱分析结果表明,LMD包络谱可清晰地提取涡轴发动机的喘振频率及其倍频和分频成分,提取的喘振频率小于15 Hz。涡轴发动机的喘振幅值和喘振频率与发动机的转速有关,喘振幅值随着发动机的转速升高而增大,喘振频率随着发动机的转速升高而降低。     

基于ANSYS的涡轴发动机压气机设计

与涡扇发动机和涡喷发动机相比,涡轴发动机具有体积小、质量轻、轴系短等显著特点,且由于其良好的高空性能和较宽的功率范围,活塞发动机在无人直升机的应用中逐渐被涡轴发动机取代。但由于成本问题,在小型无人直升机上航空活塞发动机仍占有绝对优势,因此对小功率涡轴发动机的研究十分有必要。该文基于Gas Turb对300 kW级的涡轴发动机进行总体设计与性能计算,Gas Turb是一款能够快速分析燃气轮机性能的软件,可以用于燃气轮机的热力学设计和总体性能计算,此外,利用ANSYS的叶片造型模块对离心压气机的叶轮和叶片进行造型设计,进一步完成了离心压气机的三维数值模拟,验证了所设计的离心压气机模型的可行性。     

废气涡轮增压器旁通阀开度优化研究

采用GT-Power仿真软件建立了小面径比(A/R)增压柴油机仿真模型;并通过发动机台架试验验证仿真模型计算结果的准确性和合理性。在此基础上对外特性各转速下旁通阀开度进行了标定和优化;并分析不同开度对柴油机性能的影响规律,以及高速工况下涡前压力和进气压力两者对柴油机性能的影响。结果表明匹配小涡轮时,通过优化旁通阀的开度可以使进气压力和涡前压力平衡;并提高中高速扭矩,改善经济性。高速时,涡前压力是影响柴油机性能的主要因素。     

时变纯延迟发动机模型的参数辨识及控制方法

航空发动机随着环境条件和工作状态的变化,其特性参数将发生很大的变化,且由于燃烧延迟等因素的存在,航空发动机可以被看作是带有一定程度的纯延迟的时变系统。而针对带有纯延迟特性的控制算法———Smith控制器,通常用于定常纯延迟系统的控制。当被控系统参数未知且时变时,Smith控制算法就不能完全补偿时变参数对系统特性所造成的影响,从而很难获得令人满意的控制效果。利用最速下降法和自动调整遗忘因子的最小二乘参数估计修正算法,分别在线辨识某涡轴发动机的延迟时间和动态模型参数,并将辨识获得的参数用于Smith控制器的自适应实时调整,进行控制算法的设计,实现涡轴发动机的实时闭环控制。仿真结果表明,该算法能够快速准确地辨识出系统参数,具有良好的跟踪性能。把该算法应用于纯延迟系统的闭环控制时,大大改善了Smith控制器的抗干扰能力,明显改善了涡轴发动机控制系统的稳定性和鲁棒性。     

履带式混合动力车辆发动机-发电机组控制策略研究

研究履带式混合动力车辆发动机-发电机组控制策略.通过分析履带车辆动力系统对发动机-发电机组的要求及整车控制器与发动机-发电机组控制接口定义,提出两种发动机-发电机组控制策略,建立去掉动力电池组的履带车辆动力系统模型,对提出的控制策略进行仿真验证.仿真结果表明,发动机-发电机组目标转速控制策略比目标功率控制策略效果更好.通过台架实验对目标转速控制策略进行了验证.     

发动机减压制动性能的仿真与实验研究

为研究发动机减压制动性能,在分析其工作过程的基础上,利用计算流体力学软件建立三维网格模型,采用动网格技术对发动机减压制动工作过程进行了三维瞬态数值仿真分析,并对仿真结果进行实验验证.结果表明:发动机转速越高,制动性能越好;减压气门开度越大,制动功率峰值越高,但减压气门最大开度受到压缩间隙和活塞运动规律的限制;转速一定时,每个减压气门开度都对应一个最佳减压气门提前角,使得发动机的减压制动性能最佳,并且最佳气门提前角随减压气门开度的增大而减小.     

基于广义 Gronwall-Bellman 引理的小型涡扇发动机过渡态控制

针对航空发动机强非线性的特点,将非线性控制理论应用于小型涡扇发动机过渡态控制。基于非线性模型,应用广义Gronwall-Bellman引理设计给定转速跟踪器,该过渡态控制器可在一定范围的转速切换指令下,通过对控制器参数的选取来调节跟踪误差范数边界,使得闭环系统以指数收敛到新平衡状态。应用Lyapunov稳定性定理对该控制器的性能进行验证,在理论上证明了该非线性设计方法的有效性;并以DGEN380发动机为仿真研究对象,对上述控制器进行数值仿真。仿真结果表明设计的发动机过渡态转速跟踪器能满足航空发动机控制系统的动态性能指标,实现了基于非线性模型的简单加速控制,仿真结果验证了该设计方法的有效性。     

基于人工智能技术的涡扇发动机机务模拟训练模型建立

采用人工智能中定性推理的方式建立涡轮风扇发动机的仿真模型,发动机工作过程定性地用一个由一对相互关联的发动机工作参数如转速、压比等组成的因果关系模式表示。模型仿真从一个给定的发动机稳态工作点出发,仿真发动机供油量、进气速度等输入参数的变化而引起的变化．重点仿真变化的趋势。采用该方法建立的发动机仿真模拟成功在某型飞机机务训练模拟器中使用,较好地模拟了发动机地面试车的工作状态。．     

有关涡轴发动机故障诊断的探讨

该文首先对故障诊断系统的组成进行介绍,对涡轴发动机的构成进行分析,对涡轴发动机故障诊断的基本流程进行研究和探讨,以期对于涡轴发动机故障诊断技术水平的提升,以及涡轴发动机安全稳定的运行起到一定的帮助作用。     

基于试车数据的航空发动机起动过程建模

根据某型航空涡轴发动机起动过程工作原理,结合该型发动机试车数据,采用转子动力学特性与数值模拟相融合的方法,创新地提出了一种估算起动过程稳态燃油流量的算法,基于该算法提出并建立了航空涡轴发动机起动过程数学模型,编制了相应的计算程序,并与该型发动机的试车数据进行了对比分析。结果表明,所建立的该型航空涡轴发动机起动过程数学模型所给出的数值计算结果与试车数据具有较好的一致性，该航空涡轴发动机起动过程数学建模方法具有一定的通用性。     

基于Simulink永磁同步电机伺服系统矢量控制

永磁同步电机（PMSM）伺服系统的速度环和电流环具有非线性耦合特性,需要进行电流解耦控制．因此,根据矢量控制的原理实现了该系统的线性解耦．通过对永磁同步电机数学模型分析,建立基于Simulink伺服系统矢量控制仿真模型．仿真结果表明,建立的系统耦合模型具有良好速度控制特性,并对永磁同步伺服耦合系统设计具有指导价值．     

某型涡轴发动机试飞平台设计及试验验证

为了满足某型全数控涡轴发动机它机领先试飞的技术需求,在分析研究某型战术通用直升机电气、动力、燃油、环控等设计图纸基础上,并对照涡轴发动机全数控系统的装机特点,通过试飞平台建设总体方案论证、各系统方案详细设计及相关产品的研制、试验验证等环节,中国首次成功实现了在机械液压控制的直升机上搭建全数控涡轴发动机它机试飞平台.设计...     

永磁同步电机神经元积分分离PID控制的建模与仿真

针对永磁同步电机(PMSM)速度伺服控制系统需要具有较快的跟随给定和较强的抗干扰能力的特点,对PMSM采用一种基于神经元的积分分离PID控制策略,以解决PMSM快速的跟踪性能和抗负载扰动性能之间的矛盾.在MATLAB环境下建立该速度伺服系统的仿真模型并进行仿真研究.仿真结果表明,所采用的控制策略是可行的,与常规的PI控制相比,该控制策略在保证PMSM伺服控制系统快速跟踪的同时,系统的抗负载扰动能力得以提高.     

伺服系统低速特性的自适应控制

低速特性是伺服系统的一个重要指标,而其影响因素很多,摩擦力矩则是其中的一个主要因素。为消除这种不利影响,建立了考虑摩擦因素的伺服控制系统模型;在此基础上,设计了库伦摩擦自适应控制器,并进行了仿真分析,同时与传统PID控制做了比较。结果表明,模型参考自适应控制大大提高了伺服系统的低速精度,为消除其他非线性因素给伺服系统造成的不利影响提供了理论和试验依据。     

变转速泵控系统应用于低周疲劳材料试验机的研究

为解决传统恒压系统伺服阀控制的低周疲劳试验机能耗大的问题,利用伺服电机的宽调速、响应快和扭矩大的特点,结合定量液压泵组成变转速泵控系统。该系统采用变频器驱动伺服电机,伺服电机按照指令输出变化的转速和扭矩,从而实现系统所需的流量和压力的变化,避免了溢流阀的溢流损失和伺服阀的节流损失,以实现节能的目的。给出了采用变转速泵控闭式回路控制差动缸的原理,建立了该系统的数学模型,进行了计算机数字仿真研究。结果表明,新设计的变转速泵控电液伺服控制系统可以实现四象限运行,满足材料的低周疲劳试验要求,同时可以实现显著的节能效果。研究工作的目的是从原理和性能上,探讨新型控制方案的可行性。     

摩托车发动机VVT系统控制策略的分析

针对中小排量摩托车发动机的特点,研制了可切换双进气正时参数VVT系统．以一维CFD计算为基础,建立了摩托车发动机VVT系统的循环仿真模型。在此基础上,对发动机怠速低负荷、中等负荷、低转速高负荷、高转速高负荷不同工况条件下VVTL（Variable Valve Timing and Lifting）运行模式的控制策略进行了详细探讨．结合JH125摩托车发动机所进行的研究表明,VVT系统可以在各种不同工况下实现发动机动力性、经济性以及排放性能的有效提高．     

伺服系统的前馈摩擦力补偿研究

在高精度伺服系统中,摩擦力是影响其低速性能的关键因素。介绍了LIP摩擦模型的特性及其数学描述,基于该模型提出了一种前馈摩擦力补偿方法。通过在伺服系统中仿真表明该方法能有效地提高系统的性能。     

数字闭环控制电液速度伺服系统的仿真及实验研究

计算机应用数字闭环控制的电液速度伺服系统进行了仿和实验研究，建立了该系统完整的数学和仿真模型，研究表明，仿与实验结果非常一致，建立的仿真模型完全能够描述真实物理系统的运动特征。     

液压挖掘机的功率匹配控制方法

 针对当前挖掘机功率控制中常用的转速感应控制方法响应速度慢的缺点,根据液压挖掘机动力系统中液压泵与柴油发动机的动力特性,提出了柴油发动机恒扭矩输入控制与转速感应控制相结合的复合控制方法,建立了基于Simulink 仿真平台的系统仿真模型,导入实际工况下的负载信号,对转速感应控制方法与复合控制方法进行仿真对比分析。仿真结果表明：复合控制方法比转速感应控制方法能更有效地稳定发动机的转速,减少发动机的最大掉速量,使液压泵能充分利用柴油发动机的输出功率,提高整机的效率。