基于AMESIM的无人机起飞弹射液压系统的建模与仿真

无人机起飞弹射液压系统要求高压、高速、反应时间快,国内进行的相关研究比较少。本文分析了无人机起飞弹射液压系统的工作原理,对插装阀的结构进行了描述,运用AMESIM软件对液压系统进行建模与仿真。仿真结果表明该系统性能良好,能够在短时间内将无人机加速到规定的速度值,同时,该仿真结果也为液压系统的调试提供了参考依据。     

无人机气液压弹射系统动摩擦力仿真与试验

介绍了基于蓄能器、液压马达驱动无人机(UAV)发射的气液压弹射系统,建立了系统各主要部分的数学模型。基于AMESim仿真软件搭建了弹射系统的仿真计算模型,评估了动摩擦力对无人机末端弹射速度的影响,拟合出末端弹射速度-动摩擦力曲线。在试验样机上对动摩擦力进行测试,得出设备的动摩擦力和动摩擦系数。研究表明,设备的动摩擦系数会因发射角度的增大而降低,影响无人机的最终发射速度,进而影响到弹射成功率。为后续弹射系统的仿真、试验和优化提供了参考。     

无人机液压弹射系统弹射性能的仿真研究

以无人机液压弹射系统弹射过程为研究对象,基于功率键合图法建立了系统的数学模型,运用MATLAB软件对其进行仿真。在仿真过程中,通过改变系统的不同参数,得到了这些参数对系统弹射性能的影响规律,合理地匹配这些参数,可使同一系统弹射多种型号的无人机,提高了效率,节约了资源,同时为液压弹射系统的研发与优化提供了理论依据。     

无人机气液压弹射系统建模与弹射过程仿真分析

无人机气液压弹射系统分为液压缸驱动式和液压马达驱动式两种,采用液压马达驱动的无人机气液压弹射系统在国内研究较少。以蓄能器组作为弹射过程中的主动力源,以液压马达作为驱动元件,分析了液压马达式驱动气液压弹射系统的工作原理,运用AMESim软件对弹射系统进行建模与仿真,在不同条件下得到了无人机的速度-位移曲线。对各参数权重进行分析,分析结果表明蓄能器组充气压力、无人机与载物车综合质量以及液压马达排量是影响起飞速度的关键参数,为无人机气液压弹射系统的设计与调试提供了参考。     

高加速度弹射物冲击试验装置研究

如何对加速度达40g的弹射物进行冲击试验是一个技术难题.为此提出了一种能简单完成冲击试验的气压蓄能试验装置,并阐明了试验系统的基本原理,讨论和解决了试验系统的关键技术问题,针对特定条件确定了试验装置的主要参数,提出了可行的制动方案,为高加速度弹射物的冲击试验提供了一条新途径.     

无人机液压弹射滑行小车缓冲系统仿真研究

以无人机液压弹射滑行小车缓冲系统为研究对象,给出了无人机弹射后滑行小车缓冲制动的工作原理,建立了小车缓冲系统的数学模型。基于Simulink软件对其进行求解并仿真研究了高速滑行小车缓冲制动动态性能,分析了溢流阀通径、溢流阀开启压力、液压马达排量、无人机弹射速度及小车质量对缓冲压力和小车制动位移的影响规律。结果表明:液压马达排量增大对缓冲压力增幅和小车制动位移减幅有明显影响;溢流阀通径增大有助于降低缓冲压力,但其对小车制动位移影响较小;溢流阀开启压力增大,小车缓冲制动位移和缓冲压力均显著增大;弹射速度、滑行小车质量增大,小车缓冲制动位移也增大。     

无人机液压弹射系统仿真研究

以液压马达驱动的无人机液压弹射系统为研究对象,给出了无人机弹射起飞和弹射后小车缓冲制动减速的工作原理。基于AMESim分别建立了无人机弹射起飞和小车缓冲制动减速仿真模型,分析了蓄能器最高蓄能压力、蓄能器体积、卷筒半径、插装阀通径、双向马达排量对无人机弹射起飞速度及位移的影响规律。研究了缓冲溢流阀开启压力对小车制动过程速度、位移和液压马达缓冲腔压力的影响规律,为无人机液压弹射系统的设计与优化提供指导。     

旋转结构液压变频激振器设计及参数优化仿真分析

为了提高液压冲击器的冲击稳定性,设计了一种具有旋转结构的液压变频激振器,给出了回程和冲程运动控制方程,并运用Simulink平台开展参数优化仿真分析。研究结果表明:进入冲击行程阶段时,活塞依然保持加速运动状态,但加速度发生了逐渐降低。进入回程运动阶段时,活塞先发生加速度不断降低的加速运动过程,之后发生减速但加速度持续增大,实现活塞的加速回程运动。逐渐增大激振器频率后,系统发生了输出振幅量降低现象,形成了上移的振动中心。逐渐提高激振器频率后,系统达到了更大的输出加速度,表现出跟位移变化趋势相反的特点。当液压振动系统的平衡块量过小时,系统只能产生很小的激振力,随着平衡块量的提高,激振力也随之增大。     

气动位置伺服系统的建模与仿真

本文针对气动位置伺服系统的一些关键技术进行了研究,建立了系统数学模型,包括比例阀非线性特性的描述、非线性摩擦力的表示、以及执行元件在端位的机械限位动态过程的描述等,并采用Matlab/Simulink模块建立了系统仿真模型,以摆动气缸位置伺服系统为例,进行了仿真和实验数据对比。结果表明该数学模型较为精确,基于该数学模型的Simulink仿真模型较好的反映了气动位置伺服系统的特性,证明所建模型的合理性。     

某气动连杆升降机构的运动学仿真与优化

为了得到某气动连杆升降机构的运动规律,使其在满足工作要求的基础上结构参数更加合理,对其进行了运动学仿真分析与优化。首先,运用复数矢量法建立气动连杆升降机构的运动学分析数学模型,再基于此在MATLAB中建立机构的Simulink仿真模型,通过仿真获得机构的运动规律曲线。然后运用速度瞬心法推导升降部件的速度关于升降高度的表达式,建立了以升降部件速度平稳性为优化目标的单目标优化模型,实现了结构参数的优化。最后,通过多组数据对比分析了气缸参数对优化的影响。结果表明:优化后的机构有更好的运动特性,气缸速度对优化结果没有影响,气缸初始长度对优化结果有明显影响。     

气动人工肌肉系统动态特性研究

提出将气动人工肌肉视为带有弹性负载的变截面气缸的观点，方便地建立了气动人工肌肉系统动态数学模型。将气动人工肌肉的工作过程划分为等客充气、充气收缩、排气伸长和等容排气四个部分，通过仿真和实验研究对气动人工肌肉进行了特性分析。实验结果表明了所建立的动态数学模型的正确性，为气动人工肌肉应用研究奠定了基础。     

高压气动系统负载容腔压力伺服控制仿真研究

为满足某气体发生系统安装空间小、重量轻、动态响应快、控制精度高等要求,设计了高压气动压力伺服控制系统,并采用高压电-气伺服阀实现了负载压力的高响应高精度控制。建立了系统数学模型,包括高压气瓶热力学方程、高压电-气伺服阀传递函数与流量方程、负载容腔压力变化与排气流量方程等子模型,并设计了反馈线性化PID控制器。基于MATLAB/Simulink平台建立了高压气动系统仿真模型,仿真研究了高压气瓶容积与初始气源压力、负载容腔排气孔通径等参数对系统负载压力控制性能的影响规律。研究结果为该系统的优化设计与实验研究提供重要理论依据。     

三级同步液压缸设计及建模仿真研究

设计了一种3级同步液压缸,利用Matlab／Simulink数值仿真软件对3级同步液压缸的同步特性进行了动态仿真,仿真结果表明所设计的3级同步液压缸可实现同步运行。同时利用多体动力学仿真软件AD—AMS,将3级同步液压缸置于液压电梯系统中进行仿真,研究其位置、速度、加速度曲线误差大小及其对液压电梯运行平稳性的影响。仿真结果表明液压电梯系统中3级同步液压缸同步误差小于5％,满足实际使用要求。     

带动力吸振器的空气主动悬架的仿真研究

针对空气主动悬架在高频段的振动问题,设计一动力吸振器,建立带动力吸振器的空气主动悬架的1/4车辆动力学模型,结合最优控制相关理论,对带动力吸振器的空气主动悬架控制器进行设计。运用Matlab编程功能对动力吸振器参数进行优化并得到了最优参数。应用Matlab/Simulink软件对带动力吸振器的空气主动悬架的动力学模型进行频域和时域的仿真研究,并与不带动力吸振器的主被动空气悬架进行对比分析。结果表明带有动力吸振器的空气主动悬架在高频段的减振性能明显优于被动空气悬架和常规空气主动悬架。     

溢流式高速缓冲气缸动力学建模与性能分析

针对具有内置溢流阀的溢流式高速缓冲气缸建立了非线性动力学模型,并运用Simulink软件建立仿真模型进行数值计算,得到气缸在缩回运动过程中的位移、速度以及各腔室压力的仿真数值解。为了验证仿真模型的正确性,搭建了高速气缸缓冲性能测试平台,对气缸在运动过程中的相关动态参数进行试验测试,通过试验数据与仿真结果的对比分析来对仿真模型进行验证。最后通过仿真分析了内置溢流阀的阀芯质量和预紧弹簧刚度对气缸缓冲性能的影响,结果表明,不同的溢流阀阀芯质量和预紧弹簧刚度都对气缸缓冲性能有较大的影响,为进一步研制更高性能的高速气缸缓冲结构提供了重要依据。     

气体介质馈能主动悬架滑模控制研究

以高压气体为俘能和传力介质,针对卡车设计一种新的馈能主动双作用悬架系统。该悬架系统传动机构选用螺母安装方式为偏心式的滚珠丝杠机构,气缸作为作动器。首先,以伯努利方程为基础,得到气缸等效弹簧刚度和阻尼力表征的统一方程,建立悬架数学模型并进行了动力学仿真分析;其次,采用滑模控制算法,进行了主动悬架滑模控制器的设计,并在Matlab/Simulink环境中进行建模仿真,将主动悬架和被动悬架的车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移3个指标作了比较分析;仿真结果表明:在相同的路面输入下,气体介质馈能主动悬架对改善汽车行驶平顺性和提高乘坐舒适性有较好的效果。     

基于ADAMS与Matlab的半主动悬架联合仿真研究

利用多体动力学软件ADAMS建立了悬架的机械系统模型,运用MATLAB设计了基于模糊算法的半主动悬架控制器,基于ADAMS／View和Matlab／Simulink对半主动悬架进行了联合仿真。仿真结果表明,基于模糊控制的半主动悬架能够很好地降低车身加速度、悬架动挠度及车轮动位移,较大地改善了车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。     

Dynamic behavior analysis of reciprocating compressor with subsidence fault considering flexible piston rod

Subsidence wear is inevitable in a reciprocating compressor system, but how to induce body vibration is not clear. We investigated the dynamic behavior of a reciprocating compressor system with subsidence fault considering a flexible piston rod. The flexible piston rod was modeled as a cantilever beam. The dynamic model, in which the influence of the subsidence size, variational cylinder pressure, impact effects and piston rod flexibility are taken into account, was established. Influences of the four parameters including subsidence size, vertical force of flexible piston rod, cylinder pressure and crankshaft speed were analyzed in the dynamic response. Numerical results reveal that with the change of the four parameters, the existence of subsidence fault has a significant effect on the displacement, velocity and acceleration of the crosshead in the transverse direction, but only conspicuously affects the acceleration in the longitudinal direction. In addition to cylinder pressure, the larger the values of the other three parameters, the greater the influences. The cylinder pressure is a time-varying working load. Not only the cylinder pressure but also the open/close time of the valves and change rate of the pressure all affect the dynamic behavior of the system with subsidence. Meanwhile, the change in the vertical force of the flexible piston rod has a remarkable effect on the jump position of the crosshead, but the effect of other parameters is not obvious. In addition, the changes of parameters produce obvious influences on the impact force and the impact range of the crosshead. The stability of the reciprocating compressor system was studied using Poincaré portraits method. The result shows that the system with subsidence fault has chaotic behavior.     

气动肌肉主动悬架系统的仿真研究

以气动肌肉为新型执行器构建车用主动悬架系统，依据1／4悬架模型搭建实验平台，研究气动肌肉主动悬架系统的减振性能及其控制特点。主要在建立该系统数学模型的基础上，运用：Matlab Simulink软件，采用PID控制算法，对不同的激励信号作用下的系统性能进行了仿真研究，以验证气动肌肉主动悬架系统的可行性与有效性。