火箭发动机喷管伺服机构负载模拟系统设计与实验

针对火箭发动机喷管伺服机构的半物理仿真需要,设计一种可对惯性负载、摩擦力矩负载、弹性力矩负载、伺服机构安装刚度进行模拟的电液负载模拟系统。依据伺服机构负载特点,由机械的方式实现惯性负载、摩擦负载以及安装刚度的模拟,由阀控伺服马达实现弹性力矩的模拟;分别建立伺服机构系统和马达加载系统的数学模型,并为马达加载系统设计基于速度前馈补偿和力矩前馈的控制系统;进行负载模拟器的现场实验,实验结果表明,各种加载负载满足精度要求,验证了负载模拟器设计的合理性和实用性,以及控制策略的有效性。     

旋转导向钻井工具涡轮电机电磁转矩前馈控制

钻井液流量的大范围变动容易导致旋转导向钻井工具空间角度位置控制的适应性差,具体表现为系统在某钻井液流量条件下整定的控制参数,在其他流量条件下常常是不稳定的,出现角度的振荡摆动、控制失稳。通过对涡轮电机电磁转矩与钻井液流量和控制信号动态关系的分析,建立了涡轮电机的动力学模型,模型表明电磁转矩的大小与流量和控制作用的乘积有一定比例关系,电磁转矩随钻井液流量呈动态变化,从而导致了控制的失稳。基于此提出了一种乘积型电磁转矩电压前馈补偿方法,经过前馈补偿后的电机电磁转矩的大小只与控制作用相关,而与钻井液流量无关,从而将一个非线性时变环节变换成了一个线性时不变环节;通过仿真分析与台架试验均验证了该方法的有效性,为实现平台系统在钻井液流量宽范围变化条件下的稳定控制提供了一种简便有效方法。     

高转速差车用湿式离合器带排转矩特性研究

车用湿式离合器的带排工况对车辆传动系统效率影响很大,过去建立的模型无法计算高转速差区域及不同摩擦片沟槽形式的带排转矩。以车用湿式离合器为研究对象,建立考虑离心力的修正雷诺方程,同时建立能够包含沟槽形式信息的三维求解区域,求解过程中考虑润滑油压力沿摩擦片周向的压力分布梯度,采用有限体积法进行求解。在计算带排转矩时采用新的求解方法,通过已知的供给流量和转速差经过压力分布求解获得润滑油膜的等效外半径,进而求得带排转矩。在更宽广的转速差范围内进行计算结果与试验结果的对比,两者基本吻合。研究不同沟槽深度、不同沟槽槽占比、润滑油流量和沟槽数目对离合器带排转矩特性的影响规律。研究结果表明,带排转矩随沟槽深度的增大而减小、随槽占比的增大而减小、随润滑油流量的增大而增大、随沟槽数目的增大而减小。     

基于效率最优的混联式混合动力驱动系统转矩分配研究

针对一款混联式混合动力汽车,以总体效率最高为目标,用等效BSFC的方法,对发动机和电机间的转矩及2个电机间的转矩进行了分配,得到了发动机、ISG电机和TM电机的转矩分配图。在MATLAB/Simulink环境下建立了混合动力系统控制策略,进行了仿真分析,并把控制策略转换成C代码导入控制器,进行实车测试。仿真和测试结果表明,该控制策略能满足驾驶员需求,实现各动力源间转矩的合理分配,达到节省燃油的目的。     

励磁系统参数对发电机组力矩特性的影响

为分析励磁系统参数对柴油发电机组力矩特性的影响,采用偏差化和线性化的方法,推导了柴油发电机组动态线性化方程,得到了体现其性能的同步力矩和阻尼力矩表达式,分析了同步力矩和阻尼力矩与线性化方程各参数以及励磁系统参数之间的关系,并结合具体发电机组参数,进行了仿真实验。仿真结果表明：感性负载较强时,励磁系统参数对同步力矩影响较大;稳态运行时,励磁系统参数对阻尼力矩影响较大。     

基于遗传算法优化的BP网络速度观测器的研究

根据三相异步电机的数学模型,提出了一种基于智能算法优化的速度观测器,以实现无速度传感器在直接转矩控制系统中的速度闭环控制。在通过BP神经网络训练得到的DTC系统的速度观测器的基础上,针对BP神经网络寻优参数多、易陷于局部极值以及初始设置对训练结果影响大等的不足,采用遗传算法对其进行优化设计。由仿真结果可知,用遗传算法优化后的BP神经网络较单纯的BP神经网络速度观测器具有更高的精度。     

面装极宽调制式永磁电机齿槽转矩研究

为了抑制面装式永磁电机的齿槽转矩,在对比了抑制齿槽转矩常用方法的基础上,提出永磁体正弦极宽调制方法,结合实例样机设计面装式永磁电机永磁转子极宽调制结构、尺寸和参数.利用有限元方法对传统面装式永磁电机和极宽调制式永磁电机内部电磁场进行计算,得到2种结构的永磁电机气隙磁场波形和齿槽转矩特性曲线;与传统面装式永磁电机相比,极宽调制方法可使气隙磁场波形正弦化程度提高38.98%;研制传统面装式永磁电机和极宽调制式永磁电机样机,并设计构建一个由角度传感器、扭矩扳手和样机电机组成的齿槽转矩实用测试系统,对2种不同结构样机的齿槽转矩进行了实验检测.对于2种实例样机,与传统面装式永磁电机相比,有限元分析计算结果和实验结果表明,正弦极宽调制方法可以使齿槽转矩分别降低30.5%和30.9%,可见永磁体正弦极宽调制方法是一种抑制面装式永磁电机齿槽转矩的有效方法之一.     

铰接履带车转向及俯仰性能研究

针对铰接式履带车辆的转向阻力矩求解及车辆俯仰性能计算问题,以全地形铰接履带车为实例,建立了铰接式履带车辆数学模型,采用履带车辆转向原理及Bekker理论分析了引起水平转向阻力矩的因素。给出了履带与地面摩擦力及履带侧面推土所产生力的计算方法,并通过试验进行了验证,结果表明：该方法能够合理、有效地分析该车在转向时的阻力情况。为铰接履带车辆铰接机构的设计提供了理论依据。针对铰接式履带车辆的转向阻力矩求解及车辆俯仰性能计算问题,以全地形铰接履带车为实例,建立了铰接式履带车辆数学模型,采用履带车辆转向原理及Bekker理论分析了引起水平转向阻力矩的因素。给出了履带与地面摩擦力及履带侧面推土所产生力的计算方法,并通过试验进行了验证,结果表明：该方法能够合理、有效地分析该车在转向时的阻力情况。为铰接履带车辆铰接机构的设计提供了理论依据。     

锚杆初始支护阻力的计算及预测

为了便于计算和预测锚杆支护的初始支护阻力,基于锚杆及时支护时锚固区围岩处于弹塑性状态的假设,建立锚杆受力和安装力学模型,分析研究初始支护阻力与预紧力矩之间的关系,得出锚杆支护螺母、托盘两种接触类型的初始支护阻力的理论解,同时采用自制的“锚杆锚固传递及衰减规律”模拟试验台对初始支护阻力进行验证。研究结果表明：锚杆支护材质、规格及支护间排距相同时,其初始支护阻力与预紧力矩呈线性关系;预紧力矩在0~300 N·m时,初始支护阻力与预紧力矩间有准确的数学表达式,采用预紧力矩能够量化和预测初始支护阻力。     

盘式磁流变液离合器传递的扭矩分析与磁路设计

简述了盘式磁流变液离合器的工作原理,通过具体实例讨论了磁流变液离合器圆盘内外半径、盘间距等量的变化对磁流变液离合器传递扭矩的影响,以及磁路中各部分尺寸与磁阻之间的关系,分析并总结了盘式磁流变液离合器设计的关键因素,提出建设性意见,为盘式磁流变液离合器的设计提供参考。