磁悬浮动量轮的主动振动控制

由于同传统的滚珠轴承动量轮相比,磁悬浮动量轮的定子和转子之间没有接触,不需要润滑,允许高速旋转,而且磁悬浮动量轮可以提供框架控制能力,因而磁悬浮动量轮被认为是未来高精度航天器姿态控制的理想招待机构。然而,尽管与传统动量轮产生干扰力矩的机理不同,磁悬动量轮本身还是存在一些振动源。如何消除这些振动源引起的扰动,即磁悬浮动量轮的主动振动控制是将磁悬浮动量轮应用于航天器姿态控制所要解决的主要问题。由于磁悬浮动量轮的转子是依靠磁性轴承来维持其在定子中的悬浮转动,为了更好地了解磁悬浮动量轮的主动振动控制,本文首先对一般的磁性轴承系统的主动振动控制方法进行了综述,这些方法包括：自适应开环前馈补偿方法、带通滤波器方法、基于观测器的方法、鲁棒控制方法以及模型跟踪控制方法等。在此基础上本文对磁悬浮动量轮的主动振动控制问题进行了讨论,重点对自适应模型跟踪控制方法进行了介绍。     

微小卫星动量轮数字控制系统的设计与实现

微小卫星体积小,质量轻,自身转动惯量小,与普通卫星动量轮控制相比,控制单元需要更高的控制精度和更小的体积。针对这一难题,采用数字的设计方法,运用等精度测频原理,设计并实现了在单片中等规模的FPGA中集成包括控制算法运行、动量轮运动控制、动量轮速度测量在内的控制动量轮所需要的完整功能。通过原理验证平台验证,控制系统的测量精度优于10e-5,控制精度优于10e-3,满足微小卫星动量轮的控制要求。与常规卫星动量轮控制系统相比,具有精度高、体积小的优点。     

磁流体动力学惯性动量轮的建模与实验分析

为了获得磁流体动力学惯性动量轮直接的输入输出关系并进行实物应用,根据模型条件基于其工作原理建立了核心组件导电流体环的物理特性模型。按照一定的结构条件推导了电流驱动模式下输入电流和流体流速之间的传递函数,设计实施了原理样机和驱动电路。以气浮转台模拟卫星作为动量轮的负载实现了开环测试、结果验证了导电流体环物理特性模型的正确性,并通过实物测试实验反映出该动量轮的输出力矩和角动量具有较好的线性度,对推动磁流体动力学惯性动量轮的实用化发展具有重要意义。     

磁流体动力学动量轮导电流体运动特性研究

为研究磁流体动力学动量轮导电流体环运动特性,在理想假设条件下建立磁流体动量轮的简化模型,综合欧姆定律和不可压缩流体的Navier Stokes方程对动量轮关键部件导电流体环进行传递函数的理论推导,然后利用仿真软件Fluent对理论结果进行数值仿真验证。研究表明,建立的磁流体动量轮导电流体环电磁场与流场耦合模型是正确的,同时动量轮工作特性与导电流体环的结构、磁感应强度的大小以及导电流体材料的物理参数有关,可为磁流体动量轮结构设计与优化提供依据。     

磁悬浮球控制系统的设计研究

为了更好地研究磁悬浮技术,根据电磁学理论,对磁悬浮球控制系统的原理进行了分析,建立了控制系统的数学模型,进行了控制系统的稳定性分析;针对磁悬浮球控制系统的滞后特性,提出了PD超前补偿控制方法,组成了闭环反馈控制系统,并在MATLAB下进行了控制系统的软件仿真;在此基础上,根据电子学和自动控制理论,设计了一个基于PD控制器的磁悬浮球控制系统,实现了钢球的稳定悬浮;控制系统的电路部分完全由模拟电子电路实现,既简单又实用.     

具有空间场的磁悬浮电机学专业课的教学研究

介绍一种新型的磁悬浮电机转子的支撑方法,其转子的轴承支撑力主要由强永磁性材料钕铁硼(Nd2Fe14B)产生,探讨了钕铁硼支撑系统磁悬浮电机结构与工作原理及其教学方法,研究了磁悬浮力平衡、平衡点检测与反馈,磁悬浮轴承平衡点控制及控制的稳定性,指出教学方法应该使学生由浅入深、循序渐进、理解原理,掌握关键技术,使学生融会惯通,达到举一反三的教学效果。     

一种新型玻璃基底可用于微陀螺的反磁悬浮结构的设计与制造

主要介绍了反磁悬浮系统的悬浮和稳定的原理以及用作惯性传感器的原理。研究了对反磁悬浮微器件理论。使用ANSOFT的MAXWELL3D有限元软件包分析了反磁转子悬浮微器件的悬浮问题,对于转子的悬浮、稳定和旋转进行了系统的仿真分析,包括受力分析与位移分析。对反磁悬浮微器件的制作工艺进行了研究。对反磁悬浮器件进行了相关实验。     

磁悬浮转子微陀螺及其悬浮力与稳定性的分析

磁悬浮转子微陀螺是一种集经典陀螺的工作原理与易实现微加工批量生产的特点于一体,可望得到高准确度的微陀螺。它是基于电磁场原理得以悬浮、旋转以及稳定;以ANSYS5.6有限元分析软件包为工具分析了悬浮线圈中的电流幅值和线圈宽度对悬浮力的影响规律;分析了磁悬浮转子微陀螺的运行稳定性,验证了稳定线圈能使微转子稳定运行,从而磁悬浮转子微陀螺的设计得以论证。进行的数值计算为优化微陀螺的结构设计提供依据。     

基于MATLAR的磁悬浮球系统PID控制器设计与实现

介绍了磁悬浮球系统的结构和工作原理,建立了磁悬浮系统的数学模型并进行线性化处理;设计PID控制器,在Simulink环境下搭建控制系统的模型进行仿真研究,并在固高GML1001系列磁悬浮装置上进行实时控制实验。实验结果表明,采用PID控制,能使钢球快速地悬浮在期望位置,并且有一定的抗干扰能力。     

磁悬浮系统的模糊控制器设计

以五自由度的磁悬浮平台为研究对象,介绍了其系统组成和工作原理,建立了磁悬浮平台的数学模型,该平台具有与五自由度磁悬浮轴承相似的工作原理。针对磁悬浮系统的开环不稳定和强烈非线性的特点,采用模糊控制方法实现了对磁悬浮系统的数字控制。利用Matlab模糊逻辑工具箱中的FIS(Fuzzy Inference System)编辑器,结合Simulink工具箱建立模糊控制系统的仿真模型,并对其进行了仿真研究。仿真结果表明,该控制器具有一定的干扰抑制能力和鲁棒性。     

基于连串反应在线光谱监测数据的动力学曲线拟合及速率常数的估计

基于连串反应在线光谱监测的二阶数据阵，本文提出了一个能准确估计两步连串反应速率常数和解析各组分光谱及浓度变化曲线的方法。以本文方法对一个仿真的三组分连串反应光谱随时间变化的响应阵进行了解析。准确估计了这一连串反应的两步反应的速率常数，并得到了与原纯光谱和浓度曲线完全吻合的解析结果。证明本文方法对满足速率方程的反应体系，求解速率常数和各组分的纯光谱及真实浓度的变化是一种十分有效的方法。     

气球吊篮姿态控制系统的仿真研究

气球吊篮在高空科学观测和实验中被广泛地应用,气球吊篮的姿态一般可以采用力矩陀螺或反作用轮来进行控制,这两种控制方法各有优缺点,该文针对反作用轮式控制方法,介绍了系统的构成原理,给出了系统的仿真模型,并在具有位置干扰和速度干扰的情况下,采用MATLAB对该控制系统进行了仿真,从仿真的结果来看,反作用轮式的吊篮控制系统可以完成控制任务,但是响应速度比较低.和力矩陀螺式控制系统相比,反作用轮式的吊篮控制系统的结构简单、费用低廉,在一些特定的场合是比较实用的控制系统.     

燃烧动力学平台设计

燃料的相关研究在发动机研制中扮演着重要角色,数据是燃烧模型耦合的基础,反应机理是燃烧数值模拟的关键.针对我国在燃烧数据库建设方面的短板问题和个性化燃烧反应机理构建的迫切需求,本文设计了燃烧动力学平台,包括燃烧数据库和燃烧反应机理在线计算系统.燃烧数据库系统通过数据的标准化和分级管理建立了高效的搜索流程,形成了国内独有的...     

硼砂碳解反应过程的模拟和监控

本文探讨了硼砂碳解化学反应的机理,提出了在线计算碳解率和对反应时间进行优化计算的方法,并开发了相应的微机监控系统.该监控系统在现场进行了调试运行,它能实现3个回路控制及反应时间优化等功能.     

空域PCR芯片/微装置中温度控制技术

基于微电子机械系统(MEMS)技术而发展起来的空域聚合酶链式反应(空域PCR)芯片/微装置由于其具有反应速度快、所需DNA样品体积小以及自动化程度高等优点,已经日益引起人们的关注。空域PCR芯片/微装置系统中精确的温度控制是DNA成功扩增的关键因素之一。主要介绍国内外空域PCR芯片/微装置中温度控制技术进展,包括空域PCR系统温度循环特征;薄膜电阻加热器/传感器的设计原则;空域PCR反应系统温度均一性等。     

Reaction centre accessibility. II. Role of reaction centre congestion in the calculation of reaction centre accessibility

Accessibility to reaction centres is as important as electronic reactivity in determining the success of a reaction. The possibility of its calculation becomes a necessary requisite in the prediction of reaction products. Using a recently proposed approach to the calculation of reaction centre congestion based on a two dimensional representation of molecules, a new system has been realised that can quickly evaluate the desired accessibility. The system is based on the simulation of the steric interaction between reactants in different orientations. The calculation of an interaction energy for each orientation and their combination permits the approximate estimation of the reaction probability for the steric factors concerned. Even though all the operations were performed using a two-dimensional representation the results are encouraging. It is obvious that at this level it is impossible to predict face accessibility preference.     

Hamiltonian perspective on compartmental reaction–diffusion networks

Inspired by the recent developments in modeling and analysis of reaction networks, we provide a geometric formulation of the reversible reaction networks under the influence of diffusion. Using the graph knowledge of the underlying reaction network, the obtained reaction–diffusion system is a distributed-parameter port-Hamiltonian system on a compact spatial domain. Motivated by the need for computer-based design, we offer a spatially consistent discretization of the PDE system and, in a systematic manner, recover a compartmental ODE model on a simplicial triangulation of the spatial domain. Exploring the properties of a balanced weighted Laplacian matrix of the reaction network and the Laplacian of the simplicial complex, we characterize the space of equilibrium points and provide a simple stability analysis on the state space modulo the space of equilibrium points. The paper rules out the possibility of the persistence of spatial patterns for the compartmental balanced reaction–diffusion networks.     

PX氧化反应尾气冷凝系统的模拟与优化

精对苯二甲酸(PTA)是我国最重要的化工原料,本文以某大型PTA装置的对二甲苯(PX)氧化反应尾气冷凝系统为对象,基于工艺机理,建立了该系统的模型,实现了流程模拟,获得了工艺操作条件下各流股的组分信息。并在PX氧化反应热计算的基础上,利用模型,对PX氧化反应尾气冷凝系统进行了用能评估与优化,工业装置应用实施后,调整了两级副产蒸汽,有效提高了氧化反应热的利用率,改善了PX氧化反应过程的运行性能。     

Real coded chemical reaction based optimization for short-term hydrothermal scheduling

This paper presents a real coded chemical reaction based (RCCRO) algorithm to solve the short-term hydrothermal scheduling (STHS) problem. Hydrothermal system is highly complex and related with every problem variables in a nonlinear way. The objective of the hydro thermal scheduling is to determine the optimal hourly schedule of power generation for different hydrothermal power system for certain intervals of time such that cost of power generation is minimum. Chemical reaction optimization mimics the interactions of molecules in term of chemical reaction to reach a low energy stable state. A real coded version of chemical reaction optimization, known as real-coded chemical reaction optimization (RCCRO) is considered here. To check the effectiveness of the RCCRO, 3 different test systems are considered and mathematical remodeling of the algorithm is done to make it suitable for solving short-term hydrothermal scheduling problem. Simulation results confirm that the proposed approach outperforms several other existing optimization techniques in terms quality of solution obtained and computational efficiency. Results also establish the robustness of the proposed methodology to solve STHS problems.     

油气勘探生产技术管理的运维快速反应系统的方案设计

"三分软件、七分应用、十分管理"是所有大型应用软件系统能否成功实施并取得成效的关键。中国石油A1项目(即:勘探与生产技术数据管理系统)进入生产性运行阶段后,系统的维护管理就显得尤其重要了。系统管理是"三分技术、七分经验、十分责任",如何有效地实现A1系统的运维管理并对出现的问题进行快速反应,实现运维管理知识与经验的共享呢?该文从技术层面上提出了一个可行的协同快速反应系统实现方案。