新型压电式气动PWM数字比例阀建模及仿真研究

针对采用电磁铁为电-机械转换器的传统气动PWM比例阀存在着响应时间慢,稳态精度差等缺点,提出了一种以压电叠堆为电-机械转换器的新型压电式气动PWM数字比例阀,建立了其数学模型,并利用Matlab/Simulink建立其仿真模型;通过仿真及试验结果的对比,证明了所建数学模型是准确的。仿真研究了先导阀芯输出位移、PWM载波频率及PID控制等对阀性能的影响,为今后进一步优化结构参数及控制参数的选择提供了依据。

Abstract：

The traditional electro-pneumatic PWM proportional valve driven by electro-mechanical converter of electromagnet has the disadvantages of slow response and poor control precision etc.To solve this problem,a novel piezoelectric type pneumatic PWM digital proportional valve driven by the electro-mechanical converter of piezoelectric stack was proposed.The mathematics model of PWM proportional valve was set up and its simulation model was built by means of Matlab/Simulink.By the comparison of simulation and experiment results,the built mathematical model was proved to be accurate.Moreover,the effect of pilot valve core displacement,PWM carrier frequency and PID control to the PWM valve performance was researched by simulation,which will provide theoretical steering to further optimize the valve structure parameters and the choice of control parameters.     

系统近似建模技术的研究与比较

对于大系统的优化,子系统由于分析模型计算复杂而大量采用近似模型代替与优化。常用的近似建模技术有响应面模型(RS)、计算机试验设计与分析模型(DACE)和神经网络中的误差后向传播模型(BP)。拟对以上三种近似建模技术进行了比较研究,简要阐述了三种近似建模技术的理论基础,并应用实例分别进行了考核。在各近似模型的近似精度和计算费用等方面进行了初步探讨与研究。     

高速列车模拟器的视景建模与仿真

高速列车模拟器是培训高速列车司机的先进工具。本文介绍了高速列车模拟器中视景仿真系统的开发,对视景仿真系统构成,视景仿真软件的开发,场景模型的建立进行了研究,并给出了适合于沿铁路轨道进行视点计算的数据结构。     

三电平DC-DC变换器统一建模研究

针对三电平直流变换器这样一个时变的、非线性的、多模态的动态系统,在低频、小纹波和小信号假设下,引入开关周期平均算子,利用状态空间平均法和欧拉公式,推导了其统一数学模型.以改进型三电平Buck直流变换器为例,应用此方法建立其数学模型,并用MATLAB仿真软件对其状态空间平均法数学模型和变换器电路模型进行仿真,仿真结果证明了用该方法建立的数学模型具有一定的合理性.     

基于证据理论的异类信息统一表示与建模

在复杂系统的性能、可靠性评估中,由于信息不完备、实验样本有限、对复杂物理过程的认识不充分等原因,存在多种不确定性.由于不确定性的来源不同,因此在系统建模时不确定性参数存在概率分布、模糊分布、概率包络、区间信息等多种表达方式,难以用统一的方法对系统的性能、可靠性进行量化评估.研究了概率分布、概率包络、模糊分布、专家估计信息、小样本测试数据等不同类型的信息转化为基于证据理论的统一表示的方法,讨论了基于证据理论的异类信息统一表示方法在模型不确定性量化中的应用.实例仿真表明了所提出方法的有效性.     

基于有限元分析的高速切削温度场建模与仿真

为了研究高速切削加工过程中的温度场分布情况,根据金属切削平面应变原理及温度场的有限元理论,通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦等关键物理环节建模,建立了正交切削有限元模型.采用伴随刀具行程移动的网格窗口描述切削区的局部大变形,使用摩擦窗口表述刀/屑间的摩擦关系,设定合适的热边界条件和形变边界条件对高速切削AISI-1045钢的温度场进行数值模拟.研究表明,最高温度集中在刀/屑接触面上刀尖附近的局部区域;刀具最高温度点位于前刀面上距刀尖不远处;工件内部温度几乎不变,仅表面的薄层发生温度变化;切削速度对切削温度影响很大,高速时温升变缓;切削厚度对切削温度影响较小.     

动态灰预测模型的缓冲适应性建模方法

提升对数据特征的适应能力是预测建模的关键问题之一.本文融合缓冲算子方法与灰色滚动预测模型构建适应性灰预测模型,即BARGM模型.该方法将原始序列拆分为连续的数据片段,利用缓冲算子和数据片段上的反馈信息调整变权系数.并用GM(1,1)的衍生模型对调整后的片段数据进行逐步建模和外推;缓冲适应性模型相对传统建模方法具有两个特点,即改变灰模型响应式形式的单一性、具有较强的智能化拓展能力:案例研究采用我国能源相关的温室气体排放数据进行建模测试与对比,建模结果显示拟合精度和预测精度均有明显提升,印证了缓冲适应性建模方法的有效性.     

近海岸复合杂波建模及其统计特性研究

研究了复合K分布的统计特性。通过研究近海岸环境的特点,提出了一种新的近海岸复合杂波功率分布模型。在此基础上,提出了一种新的近海岸复合杂波幅度分布模型,并推导了该杂波功率分布模型的统计性质及其参数估计表达式。推导了杂波功率统计特性的描述方法,给出了近海岸复合杂波仿真流程。计算机仿真实验验证了所提方法的有效性。     

一类可变飞行模态飞行器的统一建模研究

可变飞行模态飞行器,兼有直升机垂直起降、悬停和固定翼飞机高速前飞的优势,是飞行器发展的重要方向之一。在分析一类可变飞行模态飞行器运动机理的基础上,建立了能够反映该类飞行器共有特性的、抽象的统一数学模型结构。并在统一模型的框架下,建立了鸭式旋翼/机翼无人机的六自由度数学模型,并对其进行仿真验证。仿真结果表明,该建模方法可以实现该类飞行器各转换模态的配平,并具有较强的通用性。     

基于多领域统一建模的伺服压力机仿真研究

针对包含多纽并联机构的精密伺服压力机存在输入输出严重非线性、驱动电机难以精确同步与控制的难题,提出采用SimulationX仿其软件平台对双点伺服压力机的机电动态响应性能进行,仿真分析,以快速获取满足表端执行机构不同输麻需求的驱动电机控制策略.在分析滚珠丝杆螺旋传动机构和曲柄滑块机构这两种典型机构传动特性和几何尺度关系的基础上,建立了多组机构运动特性方程,采用Modeica建模语言构建了典型传动机构的仿真模型,按照模块化建模思想,搭建了集成典型传动机构的双点伺服压力机整机机电仿真模型,在SimulationX平台上对双点伺服压力机整机模型进行了运动与同步控制仿真分析.仿真结果表明,集成滚珠丝杆螺旋绔动和曲柄滑块机构的伺服压力机机电系统动态响应性能庭好,运动与同步控制精确,通过仿真验证了多领域或统一建模和仿真技术在双点伺服压力初综合设计中的实用性和高效性.     

高速列车传动齿轮箱热分析的建模与仿真

列车高速运行时，传动齿轮箱在热方面的工作环境非常恶劣，针对中国南车集团开发的300km／h高速列车传动齿轮箱进行了热分析研究，建立了传动齿轮葙的传热数学模型。采用有限差分的款值求解方法。对传动齿轮葙的整体温度场进行求解。并与实际测量款捂进行对比。在验证模型有效性的基础上。分析了传动齿轮葙的温度场分布规律。为高速列车传动齿轮箱平衡温度的预测和齿轮箱的可靠运行研究提供了理论基础。     

高速卷绕头关重件建模及其工作过程仿真

高速卷绕头是化纤长丝纺丝设备单元机,其运动机构组成和工作性能直接影响着高速纺丝质量和技术本身。运用虚拟样机技术,通过实体建模软件Solidworks和系统动力学仿真分析软件ADAMS建立了包括兔子头、锭轴及压丝辊等关重件的运动学、动力学分析模型,对其动态特性进行了仿真计算和曲线分析。这不仅为机电一体化系统整机模型的建立打下了基础,同时,为实际物理样机关键部件的结构设计和参数优化设计提供了依据。

Abstract：

The high speed winder is an important spinning equipment, whose assemblies and their performances influence the spinning property and the spinning technology itself. The kinematics and dynamic model of its key parts were built in Solidworks, and based those models, the motion processes were simulated in ADAMS using virtual prototype technology. The kinematic curves of rabbit head, spindle and surface roller were obtained and analyzed. These play a foundation for the whole system simulation based on mechanical-electronic model, and provide evidences for the structure parameter optimization design of the physical equipment.     

Modelica语言及其多领域统一建模与仿真机理

详细介绍了Modelica语言及其主要特点,系统地阐述了Modelica语言的多领域统一建模与仿真原理,分析了Modelica语言适合于复杂系统建模的内在原因,探讨了基于Modelica语言的复杂产品建模方法,综述了基于Modelica语言的建模仿真工具研究现状,总结了采用Modelica语言进行多领域统一建模的优势。     

统一混合变速增长网络模型及其特性转变

为了更好地反映确定性与随机性混合的真实世界的统一性、多样性和复杂性．使网络理论模型更加接近实际网络的特性,在近年来发展的统一混合网络理论框架的基础上,提出和研究了统一混合变速增长网络模型,揭示了统一混合网络模型的若干新特性,总结和比较了随着4个混合比的变化整个网络的复杂性与普适性的转变关系。     

液压伺服阀的热力学模型研究及数字仿真

以能量守恒原理为基础推导了控制体内温度变化的计算公式,结合伺服阀的压力流量特性,提出了建立伺服阀热力学模型的方法.对包含一个四通滑阀的液压系统进行建模和仿真,仿真结果表明,模型可以很好的反映阀在各种工况下的动态热力特性,对提高液压系统热力学建模及仿真的精度具有较好的参考意义.     

步进式高速IP网络仿真中的误差分析

步进式仿真的调度策略可分为缓存模式和抽样模式.以高速IP网络会话层仿真为应用背景,针对On/Off网络流模型,分析了在抽样模式下步进式仿真产生误差的原因;分析了步长对仿真误差的影响;给出了通过调节步长最小化误差的方法,以及提高步进式仿真相对于DEVS仿真运行速度的条件.