某型倾转旋翼机传动系统固有特性分析

以倾转旋翼机发动机钽舱内的传动系统为研究对象,根据设计的传动结构建立了它的动力学模型和动态响应方程,然后计算出固有模态,最后将固有频率分成三种类型进行了有意义的分析.研究了研究工作对倾转旋翼机的传动系统的可靠性分析和动态优化设计等均有参考意义.     

倾转旋翼机过渡段动态最优控制技术研究

针对倾转旋翼机的最优过渡问题，采用动态最优控制来减小过渡时间、姿态角变化以及缓解驾驶员工作负荷。在飞行动力学模型的基础上引入操纵方程，通过引入操纵量方程来缓解操纵量的跳变；随后将飞行器的最优动态倾转过渡过程转变成非线性动态最优控制问题，引入合理的性能指标，基于序列二次规划算法进行求解；最终以XV-15为例，分析系统各个通道抗风扰能力以及进行全航线飞行仿真。实验结果表明，所设计的过渡段最优控制在倾转旋翼机的各个通道抗风扰性能突出，系统鲁棒性较好，具有较好的实际应用价值。     

变直径倾转旋翼设计研究

变直径倾转旋翼是倾转旋翼的新概念,本研究是国内首次开展的变直径倾转旋翼方面的基础研究。基于改进的叶素-动量理论建立了倾转旋翼机的气动特性分析模型,用于分析旋翼直径变化对其气动特性的影响规律及气动载荷的计算;研究设计了变直径倾转旋翼原理样机,利用虚拟样机技术建立了变直径倾转旋翼多体动力学模型并在此基础上对变直径倾转旋翼的运动学、动力学特性进行了仿真研究,以对原理样机结构设计进行指导和修正以给出合理的模型结构。最后试验的成功验证了结构设计的合理性,为进一步开展变直径倾转旋翼的研究提供了可靠的模型。     

某型无人倾转旋翼机过渡轨迹设计技术研究

过渡模式是倾转旋翼机全过程自主飞行的关键阶段,亦是最容易发生安全事故的阶段。过渡轨迹是飞行器过渡模式控制律和制导律设计的基础,以某型无人倾转旋翼机为研究对象,分析其气动特性,并根据过渡阶段的升力来源,将整个过渡阶段进行细化;再根据各个阶段的约束条件确定其倾转过渡走廊;依据飞行器的飞行过程以及走廊确定飞行器的过渡轨迹,并通过仿真验证其合理性。     

无人倾转旋翼机直升机模式纵向位置控制律设计

针对无人倾转旋翼机直升机模式,进行机理建模并分析模态特性,提出3种位置控制律策略并进行对比分析,选择采用基于地速的高精度位置控制策略。结合物理概念从根轨迹和时域阶跃响应进行内外环参数的详细设计,并通过非线性仿真验证控制律的鲁棒性,完成纵向位置控制律设计。     

单盘转子的瞬态不平衡动力相应分析

建立了Jeffcot转子的瞬态运动方程,采用S imu link程序进行数值仿真,得到转子系统在不同加速度下的瞬态动力响应。就不同加速度下转子系统振动的振幅、相位、进动角速度随时间和转速的变化规律分别作了较详细的讨论,得出了相应的结论。发现转子变速越过临界转速时,振幅、相位和进动角速度均与转子偏心相对于转子挠曲面的位置有关。进动角速度波动的极小值和极大值都对应着响应曲线过临界后波动的极小值。振幅、相位、进动角速度在过临界后的波动频率随转速增加而增加。该仿真结果与试验结论相吻合[4]。     

平行对称曲柄滑块机构不对称度的概率分析

本文分析了平行对称传动的曲柄滑块机构双侧运动学参数存在误差时所引起的不对称传动特性,进而提出一种衡量这类机构传动不对称性的指标。研究了曲柄长度、曲柄位置角和连杆长度存在误差时不对称度的变化规律,并从概率的角度,分析了运动学参数的分布对机构不对称度分布的影响。     

基于Ansys的钢水包倾翻力矩研究

应用Ansys软件对钢水包在倾翻过程中的总质量、质心、转动惯量、倾翻力矩等倾翻特性随倾翻角度的变化进行分析研究,利用最小二乘法对倾翻力矩和倾翻角度进行数字拟合,得出当倾翻角度为50°时,倾翻力矩为最大值54 254 N·m。该方法对钢水包结构及倾翻电动执行机构设计具有重要工程应用价值。     

平行对称曲柄滑块机构的传动不对称性研究

本文分析了平行对称传动的曲柄滑块机构双侧运动学参数存在误差时所引起的不对称传动特性，进而提出一种不对称度的概念作为衡量这类机构传动不对称性的指标。研究了曲柄长度，曲柄位置角，连杆长度以及连杆与滑块之间铰链点的位置存在误差时不称度的变化规律，并从概率的角度，分析了运动学参数的分布对机构不对称度分布的影响。     

具有最佳传动角的双曲柄机构

在四连杆机构中,我们把连杆和以动杆之间的夹角定义为传动角。这个角度在机构的运动转换过程中具有重要的作用。当传动角的数值为90°的时候,以动杆受到的传递力最大。随着主动杆的转动,传动角的数值会发生改变。我们希望实际传动角与理想值90°之间的差值尽可能小,并且实际传动角的两个极端数值应能等距地偏离理想值。这样的传动角称为最佳传动角。     

考虑激振频率的可倾瓦推力轴承动特性理论与试验研究

为了研究激振频率对可倾瓦推力轴承动特性的影响,提出考虑激振频率的动特性建模方法和试验方法。依据可倾瓦轴承刚度和阻尼定义,将激振频率引入可倾瓦推力轴承动特性计算过程,通过建立轴向扰动下的膜厚方程、雷诺方程及瓦块运动方程,推导出包含激振频率的可倾瓦推力轴承动特性数学模型,计算分析刚度和阻尼随扰动频率(激振频率与主轴转频的比值)、转速及载荷的变化规律;采用脉冲激振法在可倾瓦推力轴承试验台进行动特性试验,得到不同激振频率、转速及载荷条件下刚度、阻尼的试验结果,并和相应的理论计算值进行对比分析。结果表明：当扰动频率较小时,可倾瓦推力轴承刚度随其增加而逐步增大,阻尼随其增加而逐步减小;当扰动频率增加到一定程度后,其刚度和阻尼逐步趋于稳定。此外,转速和载荷对其刚度和阻尼随扰动频率的变化幅度基本无影响。     

直线型倾转多旋翼植保无人机建模与控制

针对直线型倾转多旋翼植保无人机模型耦合复杂、作业时易受施药执行器干扰等问题,提出了一种模型补偿-线性自抗扰控制算法。首先建立无人机运动学和动力学模型,并分析作业时离心喷头产生的力矩作用影响;然后将作业模型中的固定部分作为已知扰动,引入模型补偿-扩张状态观测器估计内外未知总扰动并动态补偿控制系统,完成位姿控制器设计。仿真结果表明,所提出的算法在作业场景下偏航角度误差小于0.2°,恢复时间小于0.55 s,相比于PID算法和线性自抗扰算法最大角度偏差分别降低3.4°和0.9°,恢复时间减少3.1和0.99 s,具有较强的鲁棒性。飞行实验表明,该无人机可以很好地跟踪植保作业轨迹,最大位置稳态误差小于15 cm,满足植保作业需求。     

倾转旋翼无人机混合动力系统的建模与仿真研究

为了分析油电混合动力系统的工作性能,以燃气涡轮发动机为基础,建立倾转旋翼无人机的油电混合动力系统模型。根据倾转旋翼无人机的工作特点,给出油电混合动力系统的功率配置方案,计算分析混合动力系统在倾转旋翼无人机典型飞行任务剖面下的工作性能,为后续研究倾转旋翼无人机的动力系统奠定基础。     

基于PLC和液压单元的精炼炉倾转角度控制

采用PLC集成控制的方法,设计并实现了一套由对精炼炉倾转角度精确测量,通过PLC完成对精炼炉倾动的自动化控制系统。系统由PLC S7-300/400的CPU及扩展单元、液压单元、现场传感器、HMI等组成。通过对现场传感器进行数据采集,采集信号通过PROFIBUS现场总线和ETHERNET将信号传至操作台及中央控制室,系统参数在HMI画面上显示,并通过PLC监控液压单元及电动阀等设备,完成对精炼炉倾转角度进行自动化控制。同时考虑在系统失电的情况下精炼炉能够通过重力回到水平位置,保证系统安全可靠运行。     

光束指向装置高分辨率传动机构

为满足某型光束指向装置高分辨率、空间紧凑和低成本的需求，结合其负载小、转速低的实际应用特点，设计了一种偏置型扭轮摩擦传动机构。该机构的变传动比特性通过改变主动轮与从动轮的扭角实现，为优选扭角设计区间，研究了扭角对机构位移特性的影响。在分析偏置型扭轮摩擦传动机构运动学特性及扭轮接触区受力、变形情况的基础上，建立了偏置型扭轮摩擦传动的刚柔耦合动力学模型，通过物理样机试验和多体动力学仿真分析，开展了扭角对输出角速度稳定性和角位移分辨率的影响。结果表明：扭角越大，机构输出角速度的波动范围也较大，传动越不平稳。设计的传动机构在扭角不大于80°时能实现平稳传动，且在大扭角条件下，机构能实现0.005°（18″）的低速微步进运动，输出分辨率优于单级圆柱齿轮传动。上述分析为偏置型扭轮摩擦传动机构在光束指向装置传动系统中的应用提供了一种新的思路。     

可控装载机构动力学分析与优化设计

以新型可控机构式装载机为研究对象,以动臂升降支链关键参数作为设计变量,以第一主动杆在动臂举升过程中最大力矩最小为优化目标,以整体布局、传动角以及奇异性等作为约束条件,建立了动臂升降支链的尺度优化模型;利用复合形法对优化模型进行了数值求解,得到了动臂升降支链各构件最佳尺度参数;并使第一主动杆最大驱动力矩降低了11%。通过基于ADAMS的虚拟样机仿真,仿真结果表明,优化后可控装载机构动态性能得到了明显改善,当动臂位于上极限位置时第一主动杆接近逆运动学奇异位置,功率减小了80%。该研究将为可控机构式装载机性能提升提供依据。     

四瓦可倾瓦轴承瓦块摆动特性

以第四代核电机组高温气冷堆氦风机导轴承为对象,系统研究四瓦可倾瓦轴承的瓦块摆动特性。理论推导得出量纲一瓦块摆角取决于轴承结构参数、预负荷和偏心率,但是与轴承间隙比、轴颈转速和润滑油黏度无关。数值分析表明:瓦块摆角特性由瓦块与载荷周向相对位置、预负荷和偏心率决定。轴承结构参数确定时,与载荷正对瓦块的摆角曲线的形状取决于预负荷,预负荷小于0.5时其摆角随偏心率增大先增加后减小,预负荷大于0.5时摆角则随偏心率的增大而逐渐减小;与载荷侧对瓦块的摆角在预负荷较小时随偏心率增大一直增大或减小,预负荷较大时则随偏心率的增大先保持不变然后减小。瓦块摆角对最小油膜厚度影响很大,瓦块摆角可能为负值,从而使最小油膜厚度较固定瓦时的最小油膜厚度偏大。研究结果为氦风机安全运行分析提供了依据。     

MD2控制器在岸桥倾转液压系统中的应用

岸桥倾转液压系统可以缩短吊具与集装箱的对箱时间,提高码头的装卸效率,在岸桥中起着非常重要的作用。岸桥吊具的倾转动作由4个液压缸的不同组合实现,为保证集装箱在空中的姿态和稳定性,要求4个液压缸在移动中有较高的同步精度和平稳性。将倾转液压缸的动作组合和PID闭环控制集成到MD2控制器中,简化了PLC中的同步程序,缩短控制的循环周期,提高了同步精度。MD2控制器通过BCD码组合的方式通过普通I/O口接收PLC指令,简化了通讯方式,便于配合不同PLC控制器使用。MD2控制参数可以通过PASO软件在线修改,人机交互界面良好,提高了系统在不同场合的适应性。通过实际应用,同步精度高于±2 mm,有效提高吊具倾转控制的精度。     

双相正弦激波推杆活齿传动齿形综合与啮合力特性

针对新型双相正弦激波推杆活齿传动,进行了齿形综合和啮合力特性分析。首先,根据其结构和传动原理设计了双相正弦激波器廓线,推导出该传动机构中心轮齿廓方程及其变曲率计算公式,根据中心轮齿廓曲率变化曲线得到齿廓不发生干涉的条件,分析了中心轮实际齿廓干涉的影响因素;然后,基于变形协调条件分析了推杆活齿啮合副的啮合力及其变化规律和影响因素,分别得到推杆活齿与中心轮和激波器啮合的最大啮合力;最后,研究推导出传动机构的压力角计算公式,并分析了压力角的变化规律和影响因素。结果表明,传动比是影响中心轮实际廓线干涉的主要因素,波幅值次之;波幅值是影响啮合力的主要因素,形成双正弦激波凸轮理论廓线的基础圆半径ρ_0次之;而波幅值是影响压力角α_1的主要因素,ρ_0是影响压力角α_2的主要因素。研究为该传动机构设计和性能分析提供了理论依据。     

装载机转斗缸活塞杆弯曲的原因

１．转斗缸活塞杆弯曲时机构运动状态的分析 装载机在初期使用过程中,有时会出现转斗缸活塞杆弯曲的现象（ＺＬ４０装载机出现此故障的可能性大于ＺＬ５０装载机）。试验时发现,转斗缸活塞杆大部分是在以下运动情况下产生弯曲的：铲斗装满物料,动臂举升到顶部,然后铲斗收回到位（即将转斗缸活塞杆伸至行程最大处）;使柴油机怠速或熄火并缓推操纵杆,使动臂缓慢下降,当降至某一位置（动臂约高于地面１ｍ以上）时会自然停止下落,此时若加大油门,推动操纵杆使动臂强行下落,则转斗缸活塞杆必然弯曲。检查试验过程中机构的运动状态后发…