航空发动机高空模拟进气压力前馈控制仿真技术研究

进气压力的模拟精度是航空发动机高空模拟试验必须考核的一项重要指标,在发动机进行过渡态试验时,发动机空气流量的剧烈变化是进气压力控制系统的强干扰源;在详细分析进气压力动态特性的基础上,结合进气压力数学模型以及干扰通道与控制通道的过程特性,设计了基于发动机空气流量及其变化率作为前馈输入扰动变量的前馈控制器,并构成前馈+反馈复合控制系统;半物理仿真结果表明,所设计的控制系统实现了快速性与稳定性的高效统一。     

小型发动机高空模拟试验流量系数确定的数值分析与试验研究

流量系数在小型航空发动机高空模拟试验的空气流量计算中十分关键。建立了流量管模型,通过数值计算获取流量管各截面的流场分布,对比另外试验与数值模拟的总、静压分布和流量系数,结果与高空模拟试验进气空气流量测量结果一致。     

某型涡扇发动机进口空气流量及附面层的测量与计算

航空发动机的空气流量是发动机的重要性能参数,其测量的准确性对航空发动机的设计具有重要的意义。根据以往的发动机进口空气流量的测量和计算经验,采用新型附面层压力组合耙测量发动机进口流场信息,建立了发动机空气流量计算模型,并使用面积分块和附面层修正的方法得到发动机空气流量。试验结果表明发动机中间状态空气流量测量值与设计值基本一致,附面层对空气流量的影响大约为2%～3%,新型的附面层压力组合耙能够丰富且准确地获得发动机进口流场及其附面层的信息。     

复合控制技术在高空台进排气调压系统中的技术研究

高空台进排气压力调节系统是实现航空发动机高空台模拟试验的主要设备,进排气压力调节系统调节性能的好坏直接决定了发动机高空台模拟试验的置信度.通过对进排气压力调节控制系统的特性分析,阐述了开展复合控制技术研究在发动机高空模拟试验中的必要性和应用前景.详细介绍了建立前馈和反馈控制的进气复合压力控制系统和将常规PID控制和模糊控制两种控制策略结合起来,构成兼有两者优点的排气环境压力控制系统的具体实施方案.在半物理仿真台的试验结果表明,该控制方案是可行的.     

基于后驱动装置控制系统设计

本文介绍了涡轴发动机试车台零扭矩试验的工作原理及试验验证方法,详细介绍了其关键设备即后驱动装置的设备组成、选型设计、控制原理、控制逻辑、人机界面、安全措施。经试验表明后驱动装置的设备选型合理,控制系统工作稳定可靠、控制精度高、响应速度快、监控和安全保护措施完善,满足了涡轴发动机对零扭矩试验的功能要求,实现了涡轴发动机试车台零扭矩试验零的突破,填补了国内空白。     

PLC实现的FUZZY自适应PID控制器在高空模拟试验中的应用

高空台排气压力调节系统的调节品质直接影响到发动机高空模拟试验的效果和可靠性.本文详细介绍了FUZZY-PID控制器的技术原理和基于PLC的控制器解决方案和设计方法.试验结果表明,将常规PID控制和模糊控制两种控制策略结合起来的排气压力控制系统实现了试验工况变化后的PID参数自动整定,具有鲁棒性好,过程动态品质较优的特点...     

小型涡轴发动机数控系统硬件在回路仿真技术研究

建立小型涡轴发动机电子控制器测试、试验工作环境和发动机气动热力学模型,运行发动机数学模型,通过硬件接口系统,与数控系统中数字电子控制器实物连接,组建硬件在回路仿真系统。通过对该硬件在回路仿真系统的大量测试和系统试验,结果表明:该硬件在回路仿真系统能够实时、有效、稳定地模拟发动机工作状态和各类功能模式,为后续进一步开展发动机数字电子控制系统的分析、设计、研制和验证奠定了很好的试验基础。     

大型车辆发动机冷却风扇流场的数值仿真方法

给出了发动机冷却风扇的数值仿真的建模方法和求解技术。以大型车辆发动机冷却风扇为研究对象,采用分区域划分网格的方法,运用滑移网格技术,对大型车辆冷却风扇三维流场进行了数值模拟和气动性能、气动噪声的研究。流场稳态模拟采用了基于雷诺平均的RNGκ-ε湍流模型,流场瞬态模拟采用了大涡模拟方法。给出了风扇流场的压力分析和速度分析,讨论了对风扇流量和气动噪声的影响因素。     

基于遗传算法的高空台进排气控制仿真研究

高空模拟试验台进/排气系统是实现地面模拟发动机空中飞行高度、速度条件的核心试验设备,其控制效果的优劣直接影响着高空模拟试验的精度。而控制参数的选择是决定一个控制系统动态特性的关键要素,通过对遗传算法的研究,将该算法应用到进/排气系统进气压力自动控制系统中,对自动控制系统的PID控制参数进行优化,仿真结果表明,遗传算法以其优秀的全局寻优能力,能够对进/排气系统发动机进气压力自动控制系统PID控制参数进行较好地优化,使得控制系统获得良好的控制效果。     

气体超声波流量计整流装置设计与仿真分析

针对超声波流量计易受管道内流态畸变影响的特点,设计了一款由叶片式起旋器、直管混合腔与蜂窝整直器构成的复合整流装置,加装在超声波流量计上游.运用大涡模拟方法对无/有双弯头+半开平板扰流条件下超声波流量计内部的流场进行仿真,分析了测量声道上的速度分布以及整流装置安装间距对其产生的影响,评估了整流装置的性能.结果表明,无整流...     

某型涡扇发动机进口空气流量测量参数敏感性分析

基于某型涡扇发动机飞行台试飞,以某型涡扇发动机进口空气流量的测量为研究对象;首先建立了发动机进口空气流量计算模型以及相应的误差计算模型,其次采用辨识方法确定了测量参数的敏感系数,最后针对测量参数的无量纲敏感系数随飞行高度和发动机状态的变化进行了分析;分析结果表明:发动机进口空气对测量截面半径最为敏感,其次为主流区总压、主流区总温和主流区总静压差,对附面层位移厚度敏感性较差,且在发动机设计状态附面层对空气流量的影响为3%。     

非接触式雷达波流量自动在线监测设备安装平台研究

宁夏水网具有流量变化级差大、含沙量高、风期长、风速大等区域特点,流量在线设备安装平台方面缺乏系统性的研究与实践.针对宁夏水网特点和流域特性,分析各类非接触式流量自动在线监测设备安装现状及建设需求,提出安装平台设计思路,重点研究不同断面跨度、环境影响条件下的河(沟、渠)非接触式雷达波流量自动在线设备安装平台设计,并在4处...     

四气门柴油机进气过程三维数值模拟

为减少柴油机的污染物排放、降低油耗和燃烧噪音,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟,对车用电控四气门柴油机进气系统进行不同气门升程下气流稳态流动的数值研究,揭示四气门柴油机的进气流动特点以及气门开度对缸内涡流形成的影响和变化规律.仿真结果为电控四气门柴油机的气道设计、喷雾与燃烧的组织与优化提供理论依据.     

基于混沌RBF神经网络的汽油机进气流量预测研究

针对汽油机进气流量的多维非线性特性,提出了一种混沌径向基（RBF）神经网络的汽油机进气流量预测模型。证明了汽油机进气流量时间序列具有混沌特性,对采集的原始数据进行相空间重构,利用RBF神经网络对重构后的数据进行训练和预测,并利用混沌算法确定输出层连接权值和隐含层高斯函数径向基中心,使其达到全局最优,加快了RBF神经网络的收敛速度。仿真结果表明,与空气进气流量平均值模型、RBF神经网络预测模型比较,该模型具有更高的预测精度,为精确及时测试汽油机进气流量提供了一种全新的软件测量方法。     

车用汽油机进气歧管空气流量智能测量模型

为了确保车用汽油机在运转工况下能获得最佳浓度的混合气要求,利用节气门元器件,基于压差式节流流量测量原理,通过对节气门旋转角度函数链神经网络拟合和节气门的流出系数拟合建立了车用汽油机进气歧管空气流量测量模型。实验验证结果表明:随着进气歧管压力升高,车用汽油机空气质量流量智能测量误差呈降低趋势,且其误差均小于5.0%。     

基于模型的航空发动机湿度影响修正方法研究

深入分析了进气湿度对发动机性能影响机理,分别研究了进气湿度对气体热力学性质和部件特性相似规律的影响.基于叶轮机进出口截面换算流量湿度修正系数与临界状态换算流量湿度修正系数近似相等的原理,改进了部件特性湿度修正方法.利用所研究的湿度修正方法对原有部件级非线性模型进行改进,获得含有进气湿度修正功能的发动机仿真模型.利用国内外文献中提供的数据对模型进行验证,仿真结论表明模型具备较高的湿度修正精度.     

双转子涡喷发动机气动性能优化控制研究

航空发动机的控制规律作用巨大,它决定了发动机能否获得设定的稳态工作下性能指标,同时保证工作过程中的压气机和涡轮的气动稳定性;双转子涡喷发动机气动性能优化控制的目的就是有效地挖掘发动机的使用潜力;研究方法采用部件特性法对发动机进行稳态建模,并针对某双转子涡喷发动机的稳态模型进行三种不同稳态控制规律下的仿真,得到发动机性能参数的不同变化趋势,并对其进行了详细的分析;结果表明:保持低压转子转速不变的情况下,随着压气机进口总温的增加,高压转子转速上升,涡轮前温度升高,发动机推力增加;保持涡轮前温度不变的情况下,随着压气机进口总温的升高,低压压气机气动负荷变重,低压转子转速降低;高压转子转速也下降,但是下降幅度很小;燃油流量增加;保持高压转子转速不变的情况下,随着压气机进口总温的升高,燃油流量有一定的增加,低压转子转速有所降低;推力受多重因素的影响,推力值变化趋势较为复杂。     

船用低温蒸馏海水淡化装置二级引射器的数值模拟

目前船用蒸馏海水淡化系统中,为减小装置体积并实现系统节能目标,引射器通常需要同时具有抽气和抽水功能,而传统的单级引射器只能形成单一真空度,从而影响淡水产率.文章提出了一种二级双吸口引射器设计方案,通过对引射器的流场特性进行数值模拟,分析结果表明入口流速和压力升高有利于提高真空度,而出口压力升高则会降低真空度.实验结果显示,在流速大于3.5 m/s时,模拟结果与实验数据基本一致,引射器吸口真空度可达到92％和90％,满足了船用引射器性能要求.