陆空平台旋翼叶型参数气动性能多目标优化研究

陆空平台兼具旋翼无人机和无人车的特点,对各种室内外复杂作业环境均有较佳的适应性,但不同作业环境对旋翼的升力、悬停效率等气动性能的需求并不一致,单一叶型难以满足这种差异化需求.针对此问题,基于类函数/形函数方法,以伯恩斯坦多项式对翼型弦长、扭转角和旋翼前缘位置沿径向的分布进行了参数化表述,实现原旋翼叶型的三维参数建模重构,随后采用数值方法进行了关键叶型参数对气动性能的敏感性分析.计算结果表明,翼尖附近的弦长和扭转角对气动性能影响较大,且弦长和扭转角间存在明显的交互效应.据此以升力和品质因子为目标,对原旋翼叶型进行了多目标优化设计并进行了试验验证,试验结果表明,高升力叶型的旋翼升力系数提高了13.2%,高品质因子叶型的旋翼品质因子提高了37.8%,基于伯恩斯坦多项式与类函数/形函数方法结合的叶型三维参数化优化方法,能够有效提升旋翼升力或品质因子等气动性能指标.     

采用仿鲤科鱼C型启动构型叶片的多翼离心风机气动性能研究

受鲤科鱼类C型启动逃逸反应时高效率游动姿态及其周围涡流特征的启发,进行叶片仿生设计,以提升多翼离心风机的气动性能。首先,采用逆向工程方法获取了鲤科鱼C型启动姿态时鱼体中心线方程和水平剖面轮廓线方程,以C型启动时鱼体中弧线为基准,设计了仿生等厚叶片。其次,通过多翼离心风机气动性能数值计算和实验测试,得到了具有最佳进口安装角的仿生等厚叶片(O-BETB),采用O-BETB的多翼离心风机的风量增加了6.8%,噪声下降了0.5 dB(A)。最后,将仿生重构的鱼体流线型轮廓与O-BETB相耦合,得到仿生耦合叶片(CBB),以进一步提高多翼离心风机气动性能。结果表明：当采用CBB时,多翼离心风机的风量增大了8.3%,噪声下降了1.1 dB(A)。基于流场分析,发现具有仿生中弧线和鱼体轮廓特征的耦合叶片在前缘进口角及叶片型线具有更好的引流导向作用,叶间流道的低速分离旋涡明显小于另外两种叶轮;叶片尾缘的尾迹涡脱落引起气流不均匀性程度也最弱,有效缓解了尾流与蜗舌、蜗壳之间的非定常相互作用。通过多翼离心风机声场特性的分析,发现多翼离心风机的气动噪声主要集中在中低频段。CBB的采用,叶轮通道内分离涡被抑制,...     

从实验数据分析气动位置伺服PID控制器

文章从一组PID气动位置伺服控制实验数据入手,分析了比例方向阀控缸位置伺服系统位置响应的摩擦力、响应速度、响应精度和PID控制器各参数对系统响应速度及响应精度的影响。结果表明:实验系统可根据传感器精度和期望精度确定系统控制精度,根据两腔压力选取合适的置中电压以使系统获得高的稳定性;通过设置最大输出电压、比例系数和微分系数等以获得较快的响应速度,从而使系统获得较好的稳态和瞬态性能。     

气动人工肌肉位置控制策略

针对气动人工肌肉位置控制系统,提出了两层滑模的变结构鲁棒控制策略,控制器的推导基于李亚普诺夫稳定性理论.实验表明所设计的气动人工肌肉位置控制系统稳态控制精度可达到±0.2 mm,在负载质量和气源压力改变的情况下,稳态位置控制精度仍可达到±0.3 mm,实验结果证明了所提出方法的有效性和系统的鲁棒性.该研究为气动人工肌肉获得广泛的应用提供了理论依据.     

高速面铣刀气动噪声计算与分析

面铣削过程中的噪声大致上可以分为空转噪声和切削噪声, 空转噪声主要由铣刀气动噪声组成. 基于Ffowcs Williams-Hawkings 方程建立高速面铣刀气动噪声数学模型, 进行高速面铣刀空转噪声测试, 噪声预测值与实验结果吻合良好. 模拟刀具参数(齿数、齿距)及测试观察点位置变化的情况下面铣刀气动噪声的变化情况, 研究表明面铣刀气动噪声具有方向性,结合频谱分析, 发现不等距面铣刀旋转频率的峰值移到高频部分, 大大降低面铣刀旋转频率处噪声, 可为低噪声铣刀的设计提供理论依据.     

鸡蛋分拣机器人控制系统设计研究

基于Delta机构,设计了裂纹鸡蛋分拣控制系统,提高了鸡蛋附加值。首先,分析鸡蛋分拣机器人末端执行器运行的轨迹,找出运动规律,使机器人分拣运动更加平稳;其次,根据抓取需求,设计了气动真空吸盘系统;最后,设计了总体的控制系统。该系统能够满足鸡蛋自动分拣工作的要求。     

鸭式气动布局导弹流场数值模拟

采用以N-S方程为主控方程的数值模拟方法,进行固定尾翼鸭式气动布局导弹的气动特性和流场数值模拟。系统介绍了文中所用的数值仿真方法。基于气动特性和流场分析研究了固定尾翼鸭式气动布局导弹的流场特性和气动特性,分析结果显示,在尾翼固定的状态下利用鸭舵的差动偏转进行滚转控制效率较低,基于流场仿真结果分析了鸭舵-尾翼间的滚转耦合机理。     

冲压式气动系统PWM线性化控制及其鲁棒性分析

针对一种冲压式气动系统,建立了冲压式气动系统的数学模型.考虑到系统的非线性特性,设计了一种基于PWM线性化的控制方法.由于冲压式气动系统结构的不确定性,气源压力的波动,负载大小的变化将导致系统数学模型的变化.针对系统参数的不确定性设计了舵机系统的控制器,并证明了在此控制器下系统的鲁棒稳定性.结果表明:系统的性能满足系统设计要求,基于PWM线性化的控制器设计具有较强的鲁棒性.     

气动调节阀在核电厂中的应用及常见问题分析

针对气动调节阀在核电厂的应用及工作原理进行了简单介绍,并根据其在机组调试过程中遇到的各种问题及解决方法进行具有针对性的讨论和分析,确保其在核电厂运行中的安全性。     

气动打印机在成品火车轮在线标记中的应用

介绍了火车轮标记中常见的几种方式,针对火车轮的特点及实际需求,研究设计出双针式车轮在线气动打印机.并分析了在线气动打印机的系统构成.