大流量电液比例插装阀液压测试试验台的设计

电液比例插装阀可以实现对高压大流量液流的比例控制,广泛应用于锻压机、注塑机等重型机械液压系统的调速回路,其性能直接影响到系统的响应速度和控制精度,电液比例插装阀的测试和调节是确保压机安全可靠运行的必要手段。本文根据压机应用工艺对电液比例插装阀的性能要求,设计了液压测试试验台,对其压力—流量特性和阶跃响应特性进行测试,能够准确的测试该阀的主要性能。     

基于模糊PID的超高压控制方法研究

将模糊PID的控制方法应用于超高压试验台,实现了超高压的比例精确控制。针对普通比例溢流阀无法调节超高压的问题,设计了超高压实现方案。为验证方案的可行性,用AMESim搭建了仿真模型,并确立了液阻大小、超高压泵的排量与转速范围等关键参数。为克服传统PID控制算法的不足,通过AMESim-Simulink联合仿真,并利用MATLAB的Fuzzy工具箱进行模糊PID控制器的设计。最后,搭建了Real-Time xPC Target实验平台,并进行了实验验证。实验结果表明系统的控制精度与超调均得到了改善。     

一种快速准确预测煤层气井生产动态的解析模型

为快速准确地预测煤层气井生产动态,结合物质平衡方程、产能方程及气水相渗曲线,建立了煤层气井全过程生产动态解析模型,并将所建模型预测结果与数值模拟预测结果进行对比,在此基础上,分析了煤层气井产能的影响因素。研究结果表明：①应用所建立的解析模型与数值模拟软件Eclipse预测的煤层气井产气量平均误差仅为 3.3%,验证了所建解析模型的可靠性,能满足工程应用的要求;②相比于高渗煤层,提升低渗煤层的渗透率,煤层气井的增产效果更显著;③煤层原始含水饱和度越低、煤层厚度越小,煤层气井产气高峰出现得越早,而渗透率和临界解吸压力对煤层气井产气高峰出现的时间早晚几乎没有影响;④煤层厚度越大、渗透率越高、临界解吸压力越高,产气量峰值越高;⑤原始含水饱和度、煤层厚度及临界解吸压力与煤层气井累计产气量呈近线性关系,累计产气量随临界解吸压力和煤层厚度的增大而增大,随原始含水饱和度的增大而减小。     

伺服比例阀的非线性建模与实验验证

针对伺服比例阀中存在的多种非线性因素,提出包含滞环、磁饱和、时变参数、摩擦、液动力等特征在内的阀整体模型.基于非线性电路原理,建立比例电磁铁的集中参数模型.在多个不同固定气隙下进行电磁铁的阶跃电压动态测试,获取一系列磁化特性曲线,通过曲线拟合和数据插值等方法建立电感、电磁力增益和耗散电阻等电磁铁关键参数的非线性函数式.根据动力学方程建立阀体机械运动部件的模型,采用直接测量和间接估算相结合的方法确定各项参数值.通过实验获取恒定压差下稳态液动力与阀芯开度的关系曲线,并提供拟合后的数学表达式.为验证伺服比例阀综合模型的准确性,设计开环和闭环2种测试方法.开环时直接给电磁铁施加恒定电压,并采集电流与阀芯位移的阶跃响应曲线;闭环时通过阀芯位置PID控制器,分别测试空载与加载时的阀芯动态响应特性.仿真和实验结果表明,仿真模型在同样的参数和测试条件下获得与实验相吻合的响应曲线,验证模型的有效性,为后续针对伺服比例阀的控制器开发和故障诊断等工作提供有效的工具.     

蒸汽喷射真空泵+水环泵系统应用于炉外真空精炼

正宝钢炼钢厂5#R H的原有真空泵系统由四级全蒸汽喷射真空泵组成,抽气量在绝对压力67 Pa时为1200kg/h,设计蒸汽消耗是42t/h,实际生产时蒸汽耗量高达45t/h以上。由于蒸汽耗量大,致使RH生产成本居高不下。通过节能技术改造,现真空泵系统由蒸气喷射真空泵+水环泵组成形式,不仅实现节能减排的目的,而且降低了RH生产成本。同时,由于蒸汽消耗减少,也     

光波导功分器的短缩优化设计方法研究

提出并验证了一种针对光波导功分器短缩化的新的设计方法。在BPM软件仿真运行的基础上,归纳了单位圆心角弯曲损耗与曲率半径之间关系的仿真实验公式,建立了光波导功分器各级Y分支之间的单调弧形连接模型,确定了光波导分路器的长度、总的弯曲损耗、单口弯曲损耗以及均匀性的计算公式。综合考虑光波导功分器各参数间关系,采用了遗传算法全局优化技术,设计了合理可行的评价函数。通过对1×8石英光波导功分器的验证表明,与现行同类产品相比,插入损耗和均匀性指标持平,有效长度缩短了3.5mm以上。     

硬脂酸高温质子交换α相铌酸锂光波导的制备技术研究

采用稀释硬脂酸和高温质子交换技术,研究了单偏振α相铌酸锂光波导的制备工艺。开发了一种高温密闭装置,通过提高蒸汽压的方法实现了350℃质子交换。波导折射率分布测试采用了棱镜薄膜耦合m线技术结合统计迭代法拟合的方法,晶相分析采用了红外吸收光谱技术。实验结果表明,掺入1.1%硬脂酸锂质量比例的硬脂酸作为缓冲质子源,经350℃/6h高温质子交换,可以形成α相铌酸锂光波导,稀释度为1.3%时,同样的温度/时间条件下,可以获得632.8nm单模α相铌酸锂光波导。     

基于自适应滑模控制的刀盘伸缩系统研究北大核心

为方便更换磨损的刀具或者在复杂地层中有效地脱困,设计一种基于自适应滑模控制的泥水盾构刀盘伸缩系统。该系统有若干个相同的伸缩缸,建立伸缩缸系统的数学模型。结合滑模控制和自适应鲁棒控制,设计非线性控制器。通过李雅普诺夫理论验证伸缩缸系统的稳定性。利用AMESim和Simulink联合仿真验证所提控制策略的有效性。结果表明:所设计的刀盘伸缩系统位置跟随精度较高,自适应性较好。     

先导式电液配流系统的动态特性

为了实现往复式压缩机排气量的无级调节,满足气量调节对配流过程响应快速性和平稳性的要求,提出基于双阀结构的先导式电液配流系统.建立压缩机吸气和回流过程中的配流气阀动力学模型,通过联合仿真研究主要设计参数对电液配流系统动态特性的影响.研究结果表明:电液执行机构的压力飞升和卸压速率是影响气阀动作快慢的关键因素;所设计的配流系统中气阀开启和关闭滞后时间均小于10ms,气阀响应速度显著提高;在供油压力为10MPa、阀片行程为2mm的条件下阀片与阀座和行程限制器的撞击速度分别为0.214和1.35m/s,充分满足可靠性许用要求;气阀动作试验曲线与仿真结果拟合程度高,所述联合仿真模型可以作为电液配流系统性能分析的研究平台.