浅谈柴油机共轨电控燃油喷射技术的应用与发展

共轨电控燃油喷射系统利用先进的电子技术、高频高速电磁阀技术,能够自由控制喷油量、喷油压力、喷油正时和喷油频率,目前正迅速发展。简要介绍该系统的发展过程、基本原理和类型,并阐述共轨系统的优点及发展方向。     

模糊PID迭代学习气压模拟系统控制算法研究

高速列车车内气压变化影响乘客的舒适性,基于综合舒适度模拟试验台,抽象出气压模拟系统以模拟车内典型气压变化工况。针对气压模拟系统可重复性模拟车内典型气压变化及其难以精确建立数学模型等特点,建立该系统的质量-压力转换数值模型,并根据系统特点设计模糊PID迭代学习控制算法对系统的压力控制进行研究。仿真结果表明:在收敛速度方面,该算法较模糊迭代控制提升34.48%,较传统PID迭代控制提升44.12%;在控制精度方面,该算法较模糊迭代控制提升20.14%,较传统PID迭代控制提升21.00%。综上所述,该算法能够有效提高控制系统的控制精度和收敛速度,改善系统的动态性能。     

大数据高速列车车内压力波动仿真控制研究

为避免高速列车通过隧道时,列车表面的隧道压力波通过车体缝隙以及换气系统等传入车内,影响车内乘客舒适度。该文基于高速列车行驶中海量数据的准周期性以及重复性,建立基于大数据的PD型迭代学习控制系统,通过迭代学习寻求最优换气系统风机工作频率,实时调节风机新风量与废排量来抑制车内压力波动。仿真分析表明:采用基于大数据的PD型迭代学习控制方式使得车内压力波动幅值、最大1 s变化率以及最大3 s变化率呈明显下降趋势,明显优于现有的主动控制(恒定风机频率)方式,能够更加有效地抑制高速列车车内压力波动,提高乘客舒适度。     

高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统

为得到高速飞行器表面各部分的热应力，应变，结构膨胀量等高温力学性能参数，须建立高速飞行器瞬态气动热试验模拟系统。针对高速飞行器气动模拟试验瞬态热控过程所具有变化复杂，高度非线性，瞬变，强耦合的特点，将模拟控制方法应用于瞬态气动热模拟控制系统。该系统能够按照高速飞行器飞行过程中表面热流和温度的瞬态连续变化对气动模拟加热过程实施快速，准确的动态控制。     

一种球形机器人高速直线运动的自适应控制方法

具备高速精准运动能力是球形机器人技术发展的重要方向。针对高速运动状态下外界扰动和系统抖振等因素对球形机器人精准直线运行产生的影响,开展面向高速直线运动的分数阶自适应分层积分滑模控制方法的研究。提出面向高速直线运动的球形机器人标准动力学模型并且以此作为控制方法的研究基础,将积分项和分数阶微积分项与分层滑模控制方法相结合,并且对高速运动过程中的未知扰动进行自适应评估和补偿,基于BYQ-GS高速运动球形机器人对该方法的控制效果展开验证。研究结果表明,在高速直线运动状态下,随着速度的增大,该控制方法能够有效提高系统响应速度、收敛速度、稳定性和鲁棒性,对球形机器人高速精准控制的实现有重要的意义。     

基于模糊PID的高速列车车内压力主被动控制

针对高速列车在高速运行以及通过隧道和会车时在车体表面产生剧烈的压力波动,通过车体缝隙和空调换气系统传入车内影响车内压力舒适度的问题,利用高速列车内外气压传递非线性数学模型,采用主动对空调风机进行调频和被动式调节压力截止阀开度的主被动结合压力控制方式,并建立模糊PID控制器,利用模糊算法来调节PID的增益参数,从而更好地对空调风机工作频率进行调节,实时抑制车外压力向车内的传递。仿真结果表明:采用主被动结合压力控制方式,车内压力幅值、最大1 s变化率和最大3 s变化率都得到明显降低,能够有效地抑制车外压力向车内的传递;同时,优于单一的主动控制方式,可进一步提高车内压力舒适度。     

隧道压力波模拟加载系统遗忘开闭环高阶控制

为研究高速列车通过隧道时产生的压力波对车体气密性和车内压力舒适度的影响,建立隧道压力波模拟加载系统。该系统具有非线性、多扰动、多容耦合以及加载的压力波幅值大和变化剧烈等特点,带来控制速度和精度上的难度。为准确模拟加载隧道压力波,采用遗忘开闭环高阶迭代学习控制算法进行控制,利用AMESim和Simulink联合仿真平台进行控制仿真,并对比几种不同学习律的控制效果。仿真结果表明:遗忘开闭环高阶学习律在第7个周期时,压力控制最大误差绝对值已降低到0.358 2 kPa,相对于开环PID和遗忘因子开环PID型学习律的1.23 kPa和0.946 2 kPa,分别减少70.87%和62.14%,该算法可增加系统稳定性,使得隧道压力波的加载更加快速准确。     

驱动压力调节对可控型射流注射系统性能的影响

为探究驱动压力调制对可控型射流注射系统动力学特征及注射性能的影响，利用高精度射流冲击测试平台及高速摄影装置，分析射流冲击变化特征及扩散特征，并结合离体组织注射试验结果探究驱动压力调制机理。研究结果表明，通过驱动压力切换可以达到可控型射流注射系统高、低两段式射流速度的要求，且通过控制驱动压力可以实现对射流注射系统的冲击特征及扩散特征进行控制。不同喷射剂量工况均存在较优驱动压力组合，典型大剂量注射工况1.0 mL的最优驱动压力组合为(1.00—0.25) MPa,通过驱动压力调制可以进一步提高可控型射流注射系统的注射性能。     

FPGA在压力表自动校验系统设计中的应用

对于压力表自动校验系统来说,产生高精度的、稳定的定点压力是整个检定系统的关键,这就对标准压力的控制方法和硬件电路实现提出了特殊要求.本文将EDA技术与控制理论相结合,以FPGA为硬件核心,提出了一种基于模糊自整定PID算法的压力表自动校验系统.该方案充分发挥了EDA技术的优势,由硬件描述语言实现的硬件电路解决了快速、并行运算的问题,从而实现高速的PID控制.     

供气压力对高速涡轮转子系统气膜振荡影响的试验

采用气体轴承的高速微型燃气轮机具有结构紧凑、做功功率密度大、高转速、轴承功耗低等优点。然而,由于气体轴承润滑介质气体自身的粘度小,导致了气体润滑轴承有承载能力差、摩擦系数小、高速下的稳定性差等劣势。基于气体轴承支承条件下的高速涡轮转子系统,通过试验对比研究了轴承供气压力的提高对转子系统气膜振荡的影响。试验结果表明:气膜振荡发生后,轴承供气压力的提高能够抑制甚至消除气膜振荡,从而控制了混沌运动的幅值边界,最终达到提高轴承—转子系统稳定性的目的。     

侧风环境下列车高速交会流固耦合振动安全性分析

为了防止侧风环境下列车高速交会压力波对车体结构造成破坏,以及气动载荷冲击对运行安全性的影响,综合计算流体动力学的有限体积法和列车多体系统动力学仿真方法,从流固耦合关系出发,同时对侧风环境下列车高速交会的外流场和列车系统动力响应进行分析,从而考察会车压力波、气动冲击、车体响应和列车运行安全性。计算结果表明：背风侧列车会车压力波头波大于迎风侧列车,而尾波则小于迎风侧列车,最大压力波动出现在背风侧列车。侧风环境下列车高速交会时,彼此具有挡风作用,安全性指标出现波动,列车运行安全性短时间内有所改善。     

基于联络通道缓解高速列车在长大隧道的压力波波动

为了减缓高速列车通过隧道引起的压力波动对列车运行的影响,基于列车空气动力学研究了高速列车通过带有联络通道的隧道时的压力波特性。建立了3节编组高速列车数值仿真计算模型,基于三维、非定常、可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型和滑移网格技术,数值模拟了高速列车通过联络通道隧道的气动特性,主要考虑设置联络通道后,联络通道面积、列车运行速度和不同通道间距对隧道压力波动的影响。研究结果表明:列车通过设有联络通道的隧道相比于无联络通道隧道的气动特性得到明显改善;通道对初始压力上升与下降抑制效果更加明显,对膨胀波的抑制更为突出;列车运行速度越高,通道面积越大,压力波回落越明显;联络通道的设置使压力波波形呈现局部锯齿状。提出了列车通过隧道时压力峰值的快速计算公式。     

基于DFA的CRH高速列车外观造型基因提取及应用研究

目的 研究CRH高速列车外观造型基因的提取及应用的方法,使CRH高速列车的优秀外观造型基因得到更好的遗传和发展.方法 以产品造型基因理论为出发点,首先对CRH高速列车的显著外观造型特征进行分析,将主特征线、副特征线、过渡特征线以及附加特征线作为CRH高速列车造型基因的关键遗传特征.然后,运用设计形态分析法(DFA)提取出最具代表的CRH高速列车外观造型基因.最后将提取的造型基因应用于新概念CRH高速列车外观造型设计,并运用标准差系数的离散程度验证新方案造型的CRH高速列车外观造型基因的应用程度.结论 通过对CRH高速列车外观造型基因的研究,提出了一种基于设计形态分析法(DFA)的CRH高速列车外观造型基因的提取及应用方法,为CRH高速列车外观造型设计提供了一定的理论依据.     

高速列车隧道内交会压力波基本特性数值模拟研究

高速列车隧道内交会压力波变化剧烈,产生较大的气动载荷,可能带来乘客舒适性、车体及部件和洞内固定设备气动疲劳破坏问题,给列车安全运行带来隐患。基于CFD软件,采用三维可压缩非定常湍流流动的流动模型压力修正算法和任意滑移界面网格技术,本文对高速列车隧道内等速和不等速交会压力波进行数值模拟,分析了列车交会过程车体外部压力场变化过程,较为详细描述了头头交会、头尾交会及尾尾交会时列车头尾部部位压差的变化过程,分析了等速和不等速交会时车外及洞内压力波的变化特性,初步给出了交会时变速度列车的负压峰值绝对值与车速的拟合关系式。     

高速列车头型的谱系化预测与设计

目的 为强化我国高速列车各车型间的关联性,完善谱系化建设,提升产品识别度,加强品牌建设,补充新车型的外形预测方法,节约研发、制造和运维成本。方法 以日本新干线列车头型为研究对象,按照聚类统计法对运营至今出现的16种头型进行谱系梳理,基于综合造型分析划分四个头型谱系特征区域及各区域内谱系特征的控制变量;运用线性插值建立列车头型谱系特征多目标外形预测模型。结果 通过构建高速列车头型谱系特征预测与外形生成方法,形成“提取—预测—生成”一体化的高速列车头型谱系化设计的多目标预测方案生成系统。结论 协同性能与造型设计的方法为中国高速列车外形设计提供新思路,助力我国高速列车头型谱系化建设。     

高速列车车厢连接处脉动压力分析与控制

高速列车的表面湍流脉动压力和近场声压会影响车内的噪声。为了了解并降低车厢连接处的湍流脉动压力,制作了一个高速列车1：40缩比的两车编组模型,使用表面传声器和激光粒子测速仪得到车厢连接处的脉动压力和流场分布。通过试验发现,有受电弓时,车厢连接处前后测点的脉动能量分别为速度的5.07次方和5.19次方;无受电弓时,对应的脉动能量分别减少到速度的3.90次方和4.45次方。对于车厢连接处进行优化时,无论是否有受电弓,对车厢连接处进行全封闭处理均能够较好地降低其脉动压力、涡量和湍流强度。无受电弓时,在车厢连接处前端增加扰流球可使其前后方测点的湍流脉动总压力级分别降低0.6 dB（A）和0.8 dB（A）。有受电弓时,在车厢连接处前端增加扰流柱可使其后方测点的总湍流脉动压力级降低0.8 dB（A）。     

京沪高铁隧道背景下列车车体动态气密性当量泄漏面积阈值特征

针对静态气密参数无法真实反映动车组过隧道时的气密性能问题和车内压力舒适性问题.基于一维可压缩不等熵非定常流动模型的广义黎曼变量特征线法,数值模拟车外压力;建立了高速列车通过隧道时模拟车内压力波的"当量泄漏面积"法.以京沪客运专线为背景,研究了中国某型号标准动车组的动态当量泄漏面积阈值随动车组编组长度、速度和是否交会的变...     

高速列车“通过噪声”的测试分析

为了评估高速列车运行时对轨道周围环境的噪声污染程度,对高速列车以不同速度工况通过时的车外辐射噪声(称为"通过噪声")进行了测试,得到了以最大A声级和1/3倍频程A声级标志的列车通过噪声的测量数据。分析了通过噪声的频谱特性、及其与列车速度的关系。测试数据表明高速列车通过噪声是宽频噪声,最大A声级在标准规定测试点上的值达到约90 dB,对铁路附近的噪声污染比较大;通过噪声随着列车速度增大而增大,在时速370 km以上增幅变大。     

高速列车隧道压力波模拟系统仿真控制研究

高速列车在隧道中运行、交会时,车体表面将形成复杂的膨胀波和压缩波,引起车体变形,影响行车安全。车外压力波通过车体传入车内引起车内空气压力的波动,影响乘车舒适度。使用实测的隧道压力波为期望波形,采用AMESIM与Matlab构建联合仿真的模式来设计高速列车隧道压力波模拟控制系统。针对模拟系统大容量、大滞后及强非线性特点,采用迭代学习控制算法来实现隧道压力波的重建。仿真验证表明:迭代学习控制算法的控制误差比常规算法小,控制效果较理想。