气动式斯特林制冷机中膨胀机固有频率的试验研究

针对气动膨胀机中排出器固有频率对制冷机制冷性能的影响进行了试验研究.试验表明:随排出器固有频率的增大,压缩机共振频率减小;当制冷机充气压力为1.8 MPa,压缩机共振频率与排出器固有频率比约为0.73～0.75时,制冷机性能最佳;同时,要使制冷机获得较高的效率和较好的制冷性能,不仅要使工作频率在压缩机共振点或共振点附近,而且要使制冷机运行频率与排出器共振频率之比为最佳值.     

分置式斯特林制冷机气动膨胀机阶梯轴振子运动特性研究

对气动分置式膨胀机振子进行运动分析和实验验证,说明随气动杆面积增加,振子相角减小、振幅增加;将直连结构与气动杆结构制冷机性能进行对比,介绍了阶梯轴面积比会影响制冷机的压缩机和膨胀机匹配,实际研发中应结合压比、相角、振幅几方面确定阶梯轴面积;分析了阶梯轴结构膨胀机的宽频工作特性。     

不同载荷下压缩机的气动特性动态监测与控制

在不同荷载下进行压缩机的气动特性动态监测,提高压缩机的远程动态控制和自适应故障诊断分析能力,从而改善压缩机的运行工况.提出一种基于气动特征传动匹配和反馈补偿的压缩机的气动特性动态监测与控制方法.构建不同荷载下压缩机的气动特征方程,以进出口压力差、动力转矩、转轴加速度等参量为约束参量,进行压缩机的荷载与气动性的最佳匹配控制,在不同荷载下进行压缩机气动特征提取,以提取的特征量为输入进行模糊决策控制,建立反馈补偿的压缩机动态控制模型,实现不同荷载下的压缩机气动监测控制.仿真结果表明,采用该方法进行不同载荷下压缩机的气动特性动态监测的准确性较好,载荷匹配能力较强,提高了压缩机的动态控制能力.     

气动加热对红外成像的影响试验研究

介绍了在气动加热条件对红外成像的影响试验研究的情况,利用电弧风洞产生高温,高超声速流场,模拟红外窗口的气动加热,红外图像由高温黑体产生,利用高速红外热像仪接收红外目标的辐射。通过对穿过高温流场、模型之后的红外图像测量分析,初步揭示了气动加热对光学传输的影响。     

尖晶石整流罩气动效应的试验研究

超音速导引头整流罩的气动光学效应对红外光电成像系统的跟踪、识别产生很大的影响。结合工程实际,主要开展了在6 km高空、飞行速度达到2.4 Ma的尖晶石整流罩的气动力学、气动光学效应的研究。首先,对设计的尖晶石整流罩进行了流场气动效应的仿真计算分析,并采用电弧风洞模拟试验进行了研究。接着根据试验结果,设计了尖晶石的热冲击试验,通过在尖晶石外表面镀制金刚石保护膜,实现了整流罩的消热设计。采用静态保温加热试验,研究了整流罩的气动加热对导引头跟踪成像的影响。最后,采用火箭橇模拟试验,研究了约2 Ma音速飞行的导引头的跟踪成像。初步分析了气动效应对尖晶石整流罩物理性能以及中波红外成像的影响。     

压电直动式气动PWM比例阀试验研究

传统的气动脉宽调制(PWM)比例阀因采用电磁铁为电 机械转换器而存在响应时间慢,稳态精度差等缺点,因而提出了一种基于压电陶瓷为电 机械转换器的新型压电直动式气动PWM比例阀的总体结构方案。研制了其实物样机,并进行了其动态特性试验研究,分析了PWM载波频率和载波幅值、比例P系数对阀动态性能的影响。与同级别气动比例阀的试验对比表明,该阀具有响应速度快和稳态精度高的特点,具有良好的工业应用前景。     

气动光学图像仿真与处理关键技术研究

气动光学效应发生于导弹在大气层中高超声速飞行的过程中,导弹头部的光学头罩与大气发生剧烈的摩擦,对目标图像产生图像传输干扰和热辐射干扰,产生图像模糊、抖动和偏移,对比度降低等气动光学退化效应.对高速导弹退化图像的仿真分为两部分:第一部分是对由高速气流引起的图像的模糊和抖动的仿真.第二部分是对由高速热流产生的图像对比度降低的气动热辐射退化的仿真.对第一部分气动退化图像的仿真,采用根据实际弹道参数(飞行高度,飞行速度,头罩半锥角,攻角)和几种不同流场条件下气动光传输模型模型相结合的方法.根据流场的速度,状态,将高速流场分为湍流场和层流场.根据气动参数和湍流流场光传输模型确定点扩展函数的大小,方差等参数.根据气动参数和层流流场光传输模型确定点扩展函数中心位置的抖动和偏移.实验表明,根据这种方法仿真的气动光学退化图像符合实际情况下不同飞行弹道参数图像的气动退化变化规律和退化程度,与直接数值模拟方法(Direct Numerical Simulations),大涡模拟方法(LarRe Eddy Simulation)等方法相比,适用范围更广,计算量大大降低,并且可以实现实时仿真序列气动退化图像.对第二部分气动热辐射退化图像的仿真,采用对热效应产生的各个过程进行分别仿真建模的方法.首先,对由于高速飞行,头罩与空气摩擦产生的温度场进行建模.利用飞行参数,如飞行高度,飞行马赫数,攻角和高速可压流体模型,计算出头罩表面温度场变化.再根据头罩的材质,厚度和热传导模型计算出头罩平均温度场.根据头罩平均温度场分布,发射率,探测器系统距离,通过普朗克公式得到温度场的辐射功率.最后,根据探测器的物理参数,可以将辐射功率转化为等效信号电压值,得到数字图像的气动热辐射退化灰度值和退化图像.对气动退化图像的处理,采用退化复原算法与实际弹道参数(飞行高度,飞行速度)相结合的方法.与以往的图像复原算法不同,采用的气动退化图像的复原算法利用了先验条件参数,如导弹的飞行高度,飞行马赫数.实验表明,利用这些条件参数,可以更有效、更准确地复原退化图像.结合实际气动弹道参数,实现了最大后验概率算法(MAP算法),总变分算法(TV算法),最大似然算法(ML算法)和相邻帧算法等算法,对气动退化图像进行复原,得到了较为准确和稳定的处理结果.与传统的复原算法相比,程序运行步骤数目减少,算法的处理速度大大提高,复原的准确性也得到了增强,并且可实现序列退化图像实时复原处理.     

气动机械手控制技术的研究

气动机械手的全部动作由气动元件驱动,电磁阀控制,在本设计方案中使用气动伺服控制技术和计算机控制技术进行分级调速回路的控制,实现气缸不同的运动速度,从而使气缸在起动或停止时能够减少冲击,平缓地起动或停止。     

自由旋涡气动窗口的光学特性研究

文中讨论了超音速自由旋涡气动窗口的折射率结构，对设计的超音速自由旋涡气动窗口射流流场及超音速自由旋涡气动窗口的光学性能进行了数值分析和实验研究。研究了自由涡射流对透射激光产生的气动透镜效应，给出了计算和实验结果。     

非球面反射型扩束器的研究

非球面反射型扩束器由于其独特的优点得到了广泛的应用.本文分析了两种最常用形式的结构和像差特点,提出了一种利用两个不同锥体反射镜的组合实现光束转换的办法,从而消除了系统由于中心遮拦而带来的能量损失.文章还对各种非球面反射型扩束器和折射型扩束器的特点进行了比较.     

基于匹配傅里叶变换的高动态载波捕获技术

文中根据高动态信号的特点,采用匹配傅里叶变换来估计载波的多普勒频偏和线性调频率。仿真结果和分析表明匹配傅里叶变换对高动态信号的捕获具有较好的效果,并进一步提出改进算法,采用变采样处理技术与＂变中频滤波器＂相结合的方法更快速、更准确地对高动态信号进行捕获。     

金属橡胶减振器振动及冲击特性实验研究

对金属橡胶减振器的振动及冲击特性进行了实验研究,采用正弦扫频和冲击实验考察了配重、激励幅值以及冲击持续时间等因素对金属橡胶减振器振动冲击响应的影响。结果表明,金属橡胶减振器具有明显的非线性特征以及较好的阻尼减振缓冲效果。     

外部光注入分布反馈激光器的非线性动力学特性

实验研究了外部光注入分布反馈(DFB)激光器的非线性动力学行为,并给出了其输出特性随注入光强度和频率失谐量变化的动力学特征图.实验结果表明,激光器的动力学行为对外部的微扰十分敏感;在不同外部光注入条件下,激光器可以呈现出单周期、倍周期、多周期以及混沌等多种非线性动力学特征;在注入光强度和频率失谐量变化空间存在三个复杂动力学区域;激光器表现出的复杂动力学行为总是与周期行为有关;当激光器处于复杂动力学区域时,其频谱为连续谱,在连续谱上存在多个明显的峰,所对应的频率定义为特征频率,特征频率的大小不随注入光的强弱以及频率变化.     

行波型超声直线送料器振子阻抗匹配研究

阻抗匹配是超声波换能器应用和提高超声波换能器性能的关键技术之一.为了研究阻抗匹配对超声波直线送料器性能的影响,制作了一种利用2个郎之万振子分别作为激振器和吸振器从而在输送梁上生成行波,进而形成对物料输送能力的新型超声波送料器.该文主要研究这种送料器系统的吸振振子的阻抗匹配问题,分别制作了矩形截面细长梁和圆形截面细长梁的超声波送料器样机并进行了试验,实测了阻抗匹配的效果及其对送料器输出性能的影响.实验证明,对于Ⅰ型送料盘电感L=18.7 mH,电阻R=15 kΩ;Ⅱ型送料盘L=15.2 mH,R=35 kΩ时实现了阻抗匹配.两种送料盘在阻抗匹配时输送效果最佳.     

直线超声电机动子运动特性研究

对基于面内振动的直线超声电机运动特性进行研究,简述了电机工作原理及定子椭圆运动产生条件,分析了电机运转时动子与定子的接触状态。结合定子周期性伸缩振动,以等速点（定子与动子速度相等时刻点）和临界接触点为分割点,研究了一个激励信号周期内动子的速度变化趋势,建立了稳态下动子的速度模型和位移模型。基于所建模型,借助仿真手段研究了动、定子装配间距与动子速度之间的关系。结果表明,在保证电机正常工作的前提下,动子运动速度与动、定子间装配间距近似线性关系。     

射频激励CO_2激光器的阻抗匹配及调制的实验研究

论述了射频（ＲＦ）激励气体放电所必须的在ＲＦ源与激光头放电气体之间的阻抗匹配器的工作原理及其实验，并依据研制成功的千瓦级ＲＦ激励快轴流ＣＯ２激光器的实际参数，论证了气体放电阻抗的计算、动态阻抗调配及ＲＦ泵浦调制的激光实验。