航空发动机控制系统集成仿真平台

针对航空发动机控制系统仿真模型难以建立,仿真集成度不高,仿真功能不易用的问题,搭建航空发动机控制系统集成仿真平台.仿真框架遵循MVC(Model View Controller)设计模式分为模型层、数据库层和应用层.以Simulink为模型层的基础,结合AMESim和VC建立控制系统的联合仿真模型.以ActiveX自动化技术为基础,使用VB软件实现该仿真平台.以某型航空发动加速过程为例,建立联合仿真模型,完成仿真优化案例,验证仿真平台.仿真过程表明该仿真框架降低了建模难度,模型可扩充性好,仿真平台可以应用于航空发动机控制系统的集成仿真和工程应用.     

内燃机曲轴扭振多体动力学分析

基于虚拟样机技术,采用结合有限元法(FEM)的多体系统仿真(MSS)方法对汽车发动机曲轴进行扭转振动分析。建立了包括柔性体曲轴在内的内燃机曲轴系统的多体动力学模型。根据多体动力学进行模拟仿真计算,分析了内燃机曲轴扭振的特点。     

面向对象的航空发动机性能仿真系统框架设计

基于面向对象的软件设计思想,设计了一种灵活、通用、可靠的航空发动机仿真平台框架。将仿真平台划分成了清晰的3个层次,并在每一层下设置了相应的类模型,各层之间的数据交换灵活、高效;然后建立了标准化的部件类库,针对不同类型的发动机,可以高效地搭建起对应的发动机模型,并可兼顾稳态、过渡态和实时仿真等多种计算任务的要求。最后在该框架的基础上,建立了某型双转子混排涡扇发动机的对象模型,分别对稳态和过渡态过程进行了仿真,计算结果精度高,验证了仿真平台的有效性。     

内燃机工作过程多维模型计算机仿真平台设计与实现

设计了内燃机工作过程仿真集成化PC平台.以缸内流体动力学为基础,耦合反映缸内工作过程的喷射、燃烧和碳烟生成等子模型构建了平台的多维模型;通过设置Compaq Visual Fortran软件的双精度运行环境,在PC微机上成功编译了KIVA-3V源代码;然后通过设计可视化模块,实现了平台计算与可视的集成化功能.试验分析表明:仿真平台能模拟内燃机缸内工作过程,准确反映客观物理因素对工作过程的影响,仿真误差小于5%,可以在内燃机行业推广.     

航天11所发动机仿真技术取得新突破

近日,由中国航天科技集团公司六院11所自主开发的基于补燃循环液氧煤油发动机通用仿真软件,成功应用于我国多种液体火箭发动机工程研制中,极大地降低了发动机研制成本,实现了发动机系统仿真平台建设的重大突破。据悉,系统仿真是现有液体火箭发动机方案改进、新型发动机方案设计优化的重要手段。新仿真软件提供了具有直观、灵活的图形化建模环境。设计人员在使用此仿真软件时,不必再进行复杂的编程,而仅需通过组件的拖拽、连线等方式,即可完成构建任意复杂的液体火箭发动机系统模型。预计该软件可将原本需要三个月的仿真模型开发周期减至半个月;可节省大量的人力,同时也提高了建模与仿真的准确性,使部分发动机试验得以减少,从而极大地降低了发动机的研制成本。     

遗传算法优化的PHEV模糊能量管理策略研究

选取某款插电式并联式混合动力汽车(PHEV)进行转毂实验,通过转毂实验分析整车的动力性、经济性及整车控制策略,利用GT-suite软件搭建整车一维动力性模型并制定能量管理控制策略,对比分析仿真结果和实验结果:发动机功率实验数据和仿真数据变化趋势一致,电池SOC变化趋势一致,并且最大误差小于20％,验证了仿真模型的准确性.在一维模型基础上利用GT-suite软件和Simulink软件联合仿真,利用基于模糊规则能量管理策略优化混合动力模式下发动机和电机功率分配,然后以整车经济性最佳为优化目标,利用遗传算法优化模糊控制器.结果表明:相对于特定规则的能量管理策略,基于模糊规则策略下整车经济性提高了8.98％,基于遗传算法优化的模糊控制策略整车经济性提高了15.69％.     

面向对象的发动机曲柄连杆机构动力学仿真

基于面向对象的多物理领域联合仿真平台SimulationX,建立了发动机工作过程和曲柄连杆机构的统一物理模型,该模型实现了发动机一维燃烧和运动机构三维动力学联合仿真.通过对某型号发动机曲柄连杆机构的多刚体系统动力学仿真分析,得到了相关载荷参数,为后续发动机的热力学和结构动力学分析提供了边界条件,也为发动机数字化的虚拟设计和仿真分析提供了依据.     

自安装井口平台无人化仿真建设方法

虚幻引擎可以为自安装井口平台无人化仿真建设提供支持,整个仿真按照场景搭建、模型设置、界面设计、功能开发、测试及优化的顺序进行开发。首先在DCC软件中完成平台和设备的三维模型搭建并将其导入引擎中进行场景搭建;然后为模型设置碰撞和光照等信息,以完成界面的设计和实现、开发漫游、工艺流程展示等功能和对整个仿真系统进行测试和优化,最终生成仿真软件。     

基于OPNET的网络化控制系统时延分析

本文基于网络仿真软件OPNET,设计了网络化控制系统的仿真平台。在该仿真平台上实现了网络化控制系统中广义对象节点和控制器节点的功能,展示了网络模型的搭建过程,测量了网络中点对点的时延,并且进一步分析在发包大小、发包时间间隔不同的条件下时延的分布特征。该仿真平台为提高网络化控制系统的性能提供更加有效的验证途径。     

伴随发动机起动的混合动力汽车切换协调控制

并联式混合动力汽车在伴随发动机起动过程中,由于离合器的动作复杂,在模式切换时极易产生转矩的巨大波动,为此,本文提出了一种动态协调控制方法。通过对切换过程的动力学分析,依据发动机、电机和离合器等所处状态不同,将切换过程分为发动机起动、转速同步和转矩突变3个阶段。综合考虑到各阶段控制目标的不同,分别设计了基于开关控制的发动机起动、基于模型预测控制的转速同步和基于电机补偿发动机转矩突变的动态协调控制策略。利用MATLAB/Simulink软件和搭建的试验平台,对3种动态协调控制方法分别进行了仿真和试验验证。研究结果表明:采用协调控制策略后,整车冲击度降低了68%,有效改善了驾驶舒适性。     

基于Matlab/WAVE的汽油机工作过程的联合仿真优化

应用内燃机性能仿真软件WAVE对462PFI(进气道喷射)汽油机工作过程进行了数值仿真计算,仿真计算结果与实验数据取得了较好的一致性.用Matlab编制了多目标、多参数非线性约束优化算法程序,通过调用仿真计算模型,改变输入参数如压缩比、空燃比、点火提前角和气门正时等的输入数值,实现了联合仿真优化.在给定权重的条件下,寻求参数的最优匹配,使得发动机动力性、经济性和排放性能综合最优.     

基于TrueTime的涡扇发动机分布式控制系统及数字仿真平台设计

国内外航空发动机分布式控制系统研究往往脱离实际发动机,分布式控制系统的控制性能好坏很难定量地表现出来。本文以一实际的涡扇发动机为被控对象,分析了被控对象的特点及控制需求,设计了分布式控制方案,在MATLAB/TrueTime环境搭建了分布式控制系统数字仿真平台,仿真平台采用CAN总线通讯方案,通过时间与事件触发解决通讯同步问题,最终完成了发动机各个状态下的主燃油、加力燃油、尾喷口喉部面积控制,仿真结果表明所搭建的数字仿真平台控制性能良好,能满足航空发动机控制要求。     

汽油机燃油控制系统联合仿真

基于AMESim仿真软件的发动机仿真平台IFP-Engine,建立四缸直喷增压汽油机仿真模型,在Matlab/Simulink仿真软件中建立汽油机燃油量智能控制器,联合AMESim和Simulink仿真软件仿真,实现对汽油机燃油量的精确控制.仿真结果表明:使用燃油量智能控制器,空燃比可维持在14.7左右,汽油机的最大功率提高5.6%,耗油率降低6.6%.     

基于 CFD的发动机冷却水泵流场数值模拟及性能优化

为了给发动机冷却水泵的设计开发及优化提供理论依据,本文以某发动机冷却水泵为研究对象,基于计算流体动力学的方法,采用STAR-CCM+流体仿真软件对原始水泵模型的内部流场进行数值分析,模拟获得的水泵性能流量-扬程及流量-效率曲线与实验测试结果的变化趋势一致,结果表明搭建的水泵性能仿真模型对评估水泵性能是可靠的.为了提高冷...     

基于通用实时仿真平台的电流保护仿真研究

根据电力系统继电保护电流保护原理,对设计的配电网络线路进行详细分析后,利用课题组自主研发的以MATLAB/Simulink软件为开发环境,以Lab View软件为监控界面的通用实时仿真平台(Universal Real-time Experimental Platform,简称UREP)搭建35 k V电力系统配电线路网络三段式电流保护仿真模型,在完成实时仿真过程后,得到实验数据和仿真波形。仿真结果表明该实验为研制和测试基于IEC61850的继电保护仿真平台奠定了基础。     

航空发动机控制部件及系统工作特性建模与仿真研究

论文设计了一种航空发动机各控制系统的仿真教学平台,用于学习航空发动机的工作原理几个部件之间的联系,并验证液压机械式控制软件和控制器设计的正确性,通过发动机控制参数的变化研究在不同条件发动机的工作性能和工作特性。研发航空发动机控制系统工作特性的仿真平台,可以通过改变控制部件的工作参数来改变控制部件的工作特性,并针对所搭建的控制系统进行仿真分析,开发了一个通用的航空发动机及控制系统仿真平台。该平台界面友好,使用灵活,便于修改。最后在航空发动机控制部件及系统仿真教学平台上进行了发动机稳态和动态仿真,验证了该平台的有效性。     

基于OPNET的TDM/WDM EPON仿真系统设计

研究了基于TDM/WDM EPON的下一代宽带接入网系统结构,设计了基于OPNET仿真系统的TDM/WDMEPON通用仿真模型结构并介绍了自定义协议模型的系统搭建方法,最后介绍了自定义的TDM/WDM EPON系统协议模型及其仿真拓扑结构,为EPON动态波长带宽分配(DWBA)算法的深入研究搭建了通用仿真平台.     

基于Unity3D的化学虚拟实验教学平台构建

针对传统化学实验教学中存在的实验学时长、仪器设备昂贵、有毒有害等问题,利用Unity3D和3DSMAX软件,选取部分典型实验,建立化学虚拟仿真实验。通过HTML网页实现化学虚拟实验的整合,建立基于Unity3D的化学虚拟实验教学平台。该虚拟实验教学平台应用3DS MAX建模软件建立逼真的三维仿真模型,Unity3D软件完成场景搭建和界面模型的交互,并使用PHP脚本语言完成数据库与前端应用的有效连接。依托Unity3D软件良好的兼容性,实现了在PC端和移动端等多平台的实验浏览操作和实验教学管理,激发学生的学习兴趣,提升了人才培养的效果。同时,教师可以根据课程需要开设虚拟仿真实验,在有限学时内显著扩充实验内容,增加了实验教学环节中时间和空间的自由度,具有较好的应用前景。     

BOOST发动机建模及其在混合动力仿真中的应用

基于发动机仿真软件BOOST开发了发动机模型,通过调整节气门流量系数和燃烧模型参数,标定了发动机万有特性.分析了BOOST发动机相对于简单发动机模型的优势,并基于国IV(I)型循环工况,将BOOST发动机在CRUISE环境中进行了应用,给出了发动机和集成式起动机-发电机（ISG）在城区和城郊路况下的动力性参数及油耗.结果表明,相对于简单发动机模型,BOOST发动机较好地仿真了发动机瞬态过程,可以有效地指导控制策略优化.     

基于半实物仿真飞行平台的飞行记录系统设计

文章在研究了模拟座舱动作采集环境以及模拟飞行操作行为数据编码软件协议的基础上,提出了一种基于半实物仿真飞行平台的飞行记录系统设计并使用MATLAB/Simulink工具对飞行仿真平台进行图形化建模。本设计由硬件采集和软件存储融合而成,其中硬件设计部分包含了基于ZYNQ的音视频采集模块、ARINC664采集模块、ARINC429采集模块、兼容多类型离散量输入采集模块、网口通信背板和飞行操作套件等;软件存储模型由信源发生及加噪模块、数据压缩编码模块、数据存储模块和数据分析模块组成。与项目相关方多次联试结果表明:系统能够对飞行姿态参数、环境参数、发动机参数、各种告警信号以及飞行员通话信息和座舱语音信息等飞行仿真数据进行实时监测并循环记录。