网格划分对多级离心泵水力性能计算精度的影响

为提高多级离心泵在多工况条件下水力性能的计算精度,分别将计算域划分为四面体、混合型和六面体网格,采用RNG κ-ε湍流模型进行数值计算,与试验结果作对比,从计算曲线与试验曲线的吻合度上综合评判网格划分对计算精度的影响。研究结果表明:混合型和六面体网格在多工况条件下的综合计算精度高于四面体网格,而六面体网格的综合计算精度又明显优于混合型网格;六面体网格对各性能参数的最大相对计算误差不超过2.44%,效率的计算曲线和试验曲线吻合度较高。综合来看,六面体网格更适合于多级离心泵的水力性能预测。     

基于改进双门限法的语音端点检测研究

语音信号的端点检测是语音识别过程中的重要环节,端点检测结果精确与否直接关系着语音识别的准确度。使用车载语音作为测试数据,利用传统双门限法进行端点检测,发现传统双门限方法在静音条件下和带噪条件下获得语音端点检测信息存在较大误差。针对上述问题,提出了一种改进的双门限法进行语音端点检测,针对语音信号以及短时平均能量和过零率进行处理,并通过Matlab进行仿真,实验结果说明提出的改进方法与传统方法相比,在静音和带噪条件下,都更接近测试数据中真正的语音端点。     

大功率履带越野车用液力变矩器循环工况构建

为解决液力变矩器的传统稳态试验工况同实车工况契合度不高、无法反应实车上运行状态的问题,提出了一种大功率履带越野车用液力变矩器循环工况。在某型履带车辆实车工况数据基础上,统计分析液力变矩器在实车运行中的工况特征,选取了12个统计特征参数和10个比例特征参数,利用主成分分析法对工况数据进行了降维处理,通过无监督学习中的K均值聚类算法完成了数据片段的聚类分析,使用动态规划方法整合闭锁工况,获取典型工况片段用于循环工况重构,利用汉宁窗对片段进行平滑连接。以循环工况与总体数据主要特征值平均误差、连接处转速差值总和及斜率差值总和为目标,借助模拟退火和多目标粒子群算法进行优化,构建基于实车数据、契合液力变矩器实车运行特征的循环工况。结果表明,最终所得工况由叶轮转速——时间和闭锁信号——时间组成,主要特征参数平均相对误差为2.92%,与实车数据的工况特征表现一致。本研究成果为设计液力变矩器的可靠性试验工况提供了一种新的思路和途径。     

改进的柱塞泵流量脉动“实用近似”测试法

针对现有“实用近似”法测试带有复杂出口管道液压泵的流量脉动精度低的问题,提出一种改进的柱塞泵流量脉动“实用近似”测试法.基于柱塞泵、参考管道和加载阀三维流场,建立“实用近似”法测试系统的有限元模型,该模型对参考管道压力信号仿真精度大于90%;采用该有限元模型和动边界理论获得柱塞泵复杂出口管道特征参数,提高“实用近似”法对泵源阻抗估算精度.对比改进的“实用近似”法和ISO“二次源”法测试的泵源流量脉动,结果表明,脉动幅值和最小流量值基本相同,因此,改进的“实用近似”法适于测试带有复杂出口管道的柱塞泵流量脉动.     

屏蔽式核主泵多工况下内部流动特征分析

为深入研究核主泵水力部件的流动特性,基于连续性方程、雷诺时均N-S方程和RNGk-ε湍流模型,针对3种典型运行工况(0.8Q_d、1.0Q_d、1.2Q_d)下缩比系数为0.4的某型屏蔽式反应堆主冷却剂泵模型泵的三维不可压湍流流场进行定常数值模拟,对比分析不同工况下核主泵的压力分布与流场分布,描述叶轮、导叶与压水室的流动特征,并对造成这些特征的原因予以讨论和说明。同时,将数值计算的扬程值和效率值与在闭式试验台所做的试验结果进行对比,绘制出该模型泵在0.8Q_d~1.2Q_d的外特性曲线。结果表明:基于ANSYS CFX的数值分析方法能够有效预测核主泵的水力性能,揭示内部流场的特点,获得内部流动细节;在设计工况下,核主泵的水力性能最佳且流态保持均匀稳定;通过与非设计工况对比,较为全面的掌握了核主泵的流动特性。该研究可为核主泵的水力部件设计与优化提供一定的参考。     

基于动态折息因子递推最小二乘法的 永磁同步电机参数辨识

针对传统递推最小二乘法（RLS）辨识永磁同步电机（PMSM）参数精度较差问题,提出了一种动态折息RLS的PMSM参数辨识方法。在PMSM数学模型基础上建立了多参数辨识模型,实现了多参数实时辨识;对RLS引入动态折息因子,通过估计误差对其实时调整,克服了传统RLS数据饱和与估计精度较差问题。仿真分析和实验结果表明,在不同工况下,所提方法在辨识电机定子电阻、定子电感和永磁磁链参数的误差均控制在1%以内,比传统参数辨识方法具有更好的辨识精度与快速性。     

离心泵的空化流数值模拟与空化余量预测

空化余量是泵非常重要的性能指标之一,目前主要依靠试验来确定。如何在离心泵设计过程中较为准确地预测出必须的空化余量对优化设计和提高运行稳定性等方面十分重要。针对离心泵运行过程中发生空化时的流动特点,基于Rayleigh—Plesset方程来描述空泡生长和溃灭过程的空泡动力学模型,采用混合空化两相流模型和三维全流道两相流流动数值模拟技术,探索通过数值试验来预测空化余量的方法。对一低比转速离心泵进行全流道空化流数值模拟,通过改变NPSHa来模拟试验工况,数值模拟预测出各模拟试验工况下的扬程、叶片表面压力分布、叶片表面空化发生区域以及流道内空泡体积率分布,从而预测该泵的NPSHr,其预测结果与试验值的误差小于10％。     

液压轮毂马达辅助驱动系统控制策略实车验证

为充分提升重型牵引车辆通过不良路面的能力,对国内某款重型牵引车在传统结构的基础上加装了前轴液压轮毂马达辅助驱动系统,并针对该混合动力系统,开发了工程化的控制策略,实现分时全驱控制. 该策略通过对两套动力系统的工作状态和驾驶意图的识别保证系统模式的平稳切换,控制液压系统适时介入与退出,在各模式下对泵排量进行合理的控制,助力模式下实现轮速良好跟随. 采用该控制策略的实车试验结果表明:驾驶员操作意图识别准确,模式切换和换挡平顺性好;两系统工作协调且互不干扰,行驶安全性得以保证;各模式下变量泵排量响应合理,轮速跟随方法有效. 实车试验验证了轮毂液压混合动力系统实际应用的可行性和所提策略的合理性.     

潜油柱塞泵MMAGA-RBF故障诊断方法

针对潜油柱塞泵无法使用传统地面示功图方法进行故障诊断的问题,提出了一种适用于该抽油机的故障诊断方法.该方法首先利用多变异位自适应遗传算法(MMAGA)对RBF神经网络进行参数寻优,然后从潜油直线电机的运行参数和油井井口的仪表参数等综合数据中,提取出反映油泵运行状态的特征参数,并将其作为故障诊断模型的输入向量,从而实现潜油柱塞泵故障工况的诊断.结果表明:MMAGA-RBF故障诊断方法能够在较少的训练样本下达到较高的综合诊断准确率,在训练样本集达到1 000组以上时,其综合误判率可低于4%,相对于普通遗传算法优化的模型,其泛化能力更强.MMAGA-RBF故障诊断方法符合潜油柱塞泵的工况特点,能够达到其综合诊断准确率的要求.     

液压挖掘机动臂闭式油路节能系统

通过对液压挖掘机典型工况特性分析,提出了一种液压挖掘机动臂闭式油路节能系统,阐述了配置蓄能器动臂闭式油路系统的节能原理。在其工作原理基础上建立了液压元件及电气元件的数学模型。在典型挖掘循环中,分析了系统中蓄能器、电动机和负载3个主要功率部件的运行状况。理论分析和仿真结果表明:液压挖掘机动臂闭式油路节能系统运行状况良好,与普通阀控液压挖掘机动臂驱动方式相比,该系统节能率约为33.1%,为液压挖掘机整机节能提供了参考。     

Adaptive decision-level fusion strategy for the fault diagnosis of axial piston pumps using multiple channels of vibration signals

An axial piston pump is a key component that plays the role of the “heart” in hydraulic systems. The pump failure will lead to an unexpected breakdown of the entire hydraulic system or even economic loss and catastrophic safety consequences. Several vibration-based machine learning methods have been developed to detect and diagnose faults of axial piston pumps. However, most of these intelligent diagnosis methods use single-sensor vibration data to monitor the pump health states. Additionally, the diagnostic accuracy is unacceptable in most situations due to the complex pump structure and limited sensor information. Therefore, this study proposes a multi-sensor fusion method to improve the fault diagnosis performance of axial piston pumps. The convolutional neural network receives three channels of vibration data and makes the final diagnosis through information fusion at the decision level. The proposed decision fusion method is evaluated on the classification task of leakage levels of an actual axial piston pump. The experimental results show that the proposed method improves the classification accuracy by adjusting the probability distribution of classification according to the learned weight matrix.

     

面向舰船应用的直线电机泵控制策略及振动试验研究

为了解决传统船用泵振动噪声大、流量脉动高以及控制方式单一等问题,提出了一种新型直线电机驱动柱塞泵结构.以直线电机驱动柱塞泵系统为研究对象,研究了直驱泵的恒流量工作原理,构建了不同运动曲线的数学模型,仿真分析了直线电机对于不同运动控制模式和运动曲线的动态响应特性,并经过样机试验验证了控制策略的可靠性及减振效果.试验结果表明:基于Labview的速度规划控制程序具有良好的操控特性,直线电机的速度特性满足直驱柱塞泵高频高速往复运动的要求;泵用电机以PVT运动模式下三角波和S形波速度规划运行,直线电机最大跟随误差为87.5μm和91μm,均小于Spline运动模式下的三角波和S形速度曲线,有利于减小直驱柱塞泵组合流量的脉动和系统振动;试验系统的振动幅值在径向得到了约70%的削弱,其他方向也有较好的减振效果,验证了直驱柱塞泵系统以三角波/PVT模式运行时振动响应特性较为良好,系统振动得到了较大程度的削弱.     

基于CFD的水泵水轮机压力脉动分析

针对水泵水轮机的压力脉动问题,采用计算流体力学进行了全流道数值分析。在活动导叶以及转轮之间的无叶区沿圆周方向设置61个监测点,并且对水轮机工况以及水泵工况分别采取不同工况进行压力脉动分析,对比分析不同工况的流场与压力脉动之间的联系。结果表明,水轮机工况以及水泵工况无叶区压力在时空尺度上均呈现周期性分布,水轮机工况压力分布主要由转轮叶片所决定,水泵工况压力脉动主要由活动导叶决定。水泵工况压力脉动强于水轮机工况。     

Novel recognition method for digital modulation signals with Alpha stable noise

The traditional methods for digital modulation signals recognition with Alpha stable distribution noise have the problem of poor performance. In this paper, a novel recognition method for digital modulation signals based on the generalized cumulant and generalized instantaneous phase is proposed to solve this problem. This method extracts the characteristic parameters which are the generalized cumulant and maximum of normalization and center generalized instantaneous phase spectral density based on fractional Fourier transform. And then the minimum mean square error classifier and the threshold are used to achieve modulation recognition of digital modulation signals with Alpha stable distribution noise. Simulation results show that the proposed method has not only better performance but also lower computation complexity than the traditional recognition methods in an Alpha stable distribution noise environment.     

水电站水轮机改造中的新技术

传统的水轮机改造方法是根据改造电站的水轮机过流部件和运行条件 ,采用多方案设计和模型试验对比技术来进行。作者分析了水轮机改造中要注意的主要问题 ,提出一套基于数值模拟的水轮机改造新技术 ,并简介了在水电站水轮机改造中的应用情况。     

基于神经网络和证据理论的滚动轴承故障预测方法

传统的故障预测方法难以对不同工况下的滚动轴承故障进行有效预测,为此,提出了一种基于BP神经网络和DS证据理论的滚动轴承故障预测方法。首先采用擅长于处理非平稳信号的小波包分解对多个传感器采集的原始振动数据进行特征分析,然后对BP神经网络的结构和参数进行优化设置并使用多个BP神经网络分别进行故障预测模型训练,最后利用DS证据理论将多个神经网络得到的预测结果进行融合并输出最终预测结果。实验结果表明,该方法能对不同工况下的滚动轴承故障进行有效预测,故障预测平均准确率达96.37%;且与相关文献提出的方法相比,所提出的方法得到的滚动轴承故障预测准确率有所提升。     

Control method on serial type pump-valve coordinated electro-hydraulic servo system

In order to compromise the conflicts between control accuracy and system efficiency of conventional electro-hydraulic servo systems, a novel pump-valve coordinated electro-hydraulic servo system was designed and a corresponding control strategy was proposed. The system was constituted of a pump-controlled part and a valve-controlled part, the pump controlled part is used to adjust the flow rate of oil source and the valve controlled part is used to complete the position tracking control of the hydraulic cylinder. Based on the system characteristics, a load flow grey prediction method was adopted in the pump controlled part to reduce the system overflow losses, and an adaptive robust control method was adopted in the valve controlled part to eliminate the effect of system nonlinearity and parametric uncertainties due to variable hydraulic parameters and system loads on the control precision. The experimental results validated that the adopted control strategy increased the system efficiency obviously with guaranteed high control accuracy.     

液压系统图解分析

液压系统由各种液压元件组成。由于大多数元件的特性是非线性的,因此利用数学方法计算或分析液压系统的工作状态、特性往往是困难的。本文利用元件特性曲线对液压系统的工作状态、特性进行了图解分析。它与传统的解析分析法相比,具有直观、简捷、物理概念清楚等特点。     

RV减速器高应力加速退化试验及可靠性分析

针对工业机器人上使用的RV减速器寿命长且性能退化缓慢的特点,提出一种基于RV减速器高应力加速退化试验与传动精度退化模型建模的方法,对RV减速器可靠性进行评估。对RV减速器薄弱环节的强度进行校核,确定加速试验最大加载值;在该加载值下对3台RV减速器开展加速退化试验,获得加速条件下RV减速器传动精度退化量;根据RV减速器传动精度退化特性,使用样本数据分离的极大似然估计法,对每台减速器的传动精度展开退化轨迹建模;将Wiener退化模型中的初始性能退化量和漂移系数设为定值,获得扩散系数的变异系数,假设扩散系数服从正态分布,求得RV减速器可靠性。结果表明：高应力加速退化试验可为RV减速器可靠性分析提供切实可信的试验数据,节约试验时间及成本。基于加速退化试验和传动精度退化模型建模的求解RV减速器可靠性的方法,在体现个体差异的同时,实现了小样本条件下RV减速器的可靠性分析,并且能够准确计算出RV减速器的失效概率,对于提升工业机器人的工作性能具有重要意义。     

小区间浴盆形火灾事故预测

基于传统灰色预测模型预测剧烈波动型火灾数据误差较大的缺陷,使用泰勒公式将灰色预测模型的原始数据序列展开,并展开拉格朗日型余项,以此修正传统的灰色预测模型,改进了传统的灰色预测算法。使用Matlab软件编程,分别采用传统的灰色预测算法和改进的灰色预测算法,针对小区间浴盆形火灾事故,选取三组数据进行预测。结果表明,修正后的灰色预测模型改善了传统灰色预测模型预测浴盆形火灾事故稳定性差、误差大、精度低的不足,预测曲线符合浴盆形曲线特征,与原始数据曲线特征具有较高的一致性。改进的灰色预测模型与传统的灰色预测结果相比,三组数据的平均相对误差分别降低86.59%、55.32%、55.70%。改进的灰色预测模型预测结果在精度、相对误差、关联度三方面都能满足要求。