高压气动系统负载容腔压力伺服控制仿真研究

为满足某气体发生系统安装空间小、重量轻、动态响应快、控制精度高等要求,设计了高压气动压力伺服控制系统,并采用高压电-气伺服阀实现了负载压力的高响应高精度控制。建立了系统数学模型,包括高压气瓶热力学方程、高压电-气伺服阀传递函数与流量方程、负载容腔压力变化与排气流量方程等子模型,并设计了反馈线性化PID控制器。基于MATLAB/Simulink平台建立了高压气动系统仿真模型,仿真研究了高压气瓶容积与初始气源压力、负载容腔排气孔通径等参数对系统负载压力控制性能的影响规律。研究结果为该系统的优化设计与实验研究提供重要理论依据。     

深水钻井船升沉补偿绞车负载模拟系统控制特性研究

该文针对深水钻井船升沉补偿绞车负载模拟系统位置控制特性进行研究,介绍了模拟实验台阀控缸位置控制系统原理和结构,采用理论分析的方法,建立了液压控制系统的数学模型和仿真模型,通过仿真分析,得到了不同负载、波浪模拟幅值、波浪模拟周期条件下系统位置控制的响应特性,验证了模拟系统原理与性能的有效性,为该波浪补偿绞车的开发奠定了基础。     

四足机器人液压驱动单元变刚度和变阻尼负载特性的模拟方法

基于机理建模方法建立了液压驱动单元位置控制系统数学模型,针对不同环境结构下负载刚度和负载阻尼的动态变化特性,把位置控制环作为控制器内环,推导了一种变刚度和变阻尼负载特性的模拟方法。建立了负载特性模拟方法的仿真模型,并在液压驱动单元性能测试平台上进行了模拟方法的实验测试,研究了斜坡阶跃负载力和正弦负载力下变刚度和变阻尼负载特性的模拟效果。研究结果表明：设计的模拟方法能够较好地模拟环境刚度参数变化、阻尼参数变化,以及刚度参数和阻尼参数同时变化时的负载特性。     

基于阻抗控制的阀控缸系统动态特性分析

建立了阀控液压缸系统动力机构及负载的数学模型,完成了双自由度力控制模型及其传递函数的推导,并给出了力加载控制系统的方框图。然后提出了力环包容位置环的控制策略,针对力环加载力控制,设计了基于阻抗控制的力加载控制器,通过运用Matlab/Simulink软件对单缸双自由度力加载控制系统进行仿真分析,得到了系统位置环及力环的频率特性及其在阶跃输入下的响应。最后通过阻抗控制器参数与系统参数不完全匹配时系统阶跃响应的仿真分析结果,验证了该阻抗控制器的有效性。     

飞机液压能源模块负载模拟装置试验研究

针对飞机液压能源模块地面负载模拟系统中,由于系统与泵源等的耦合作用,系统特性较为复杂,难以快速找到合适的PID控制器参数值的问题,以某企业飞机铁鸟液压能源系统负载模拟装置为对象,采用直驱比例阀通过节流方式来控制系统流量或压力,进行了负载模拟。设计了液压能源系统负载模拟装置,对负载模拟系统中的系统原理和控制难点进行了论述,建立了负载模拟系统的数学模型;基于系统的特点,提出了基于某神经网络的PID控制方法,以实现利用计算机快速寻找合适的PID控制器参数值;在Matlab中对算法进行了仿真,并进行了试验验证。研究结果表明:该方法可行,相比人工试凑可以更快地找到合适的PID控制器参数。     

小容腔高压超高压控压系统设计

基于高压超高压压力控制技术在小容腔上的应用,利用高压超高压控制分析方法建立了小容腔的高压超高压增压系统。通过推导小容腔压力容积变化关系建立了数学模型。根据小容腔的数学模型设计了压力控制系统。系统采用两级气驱液体泵对小容腔进行增压,容腔压力可达到150 M P a。控制系统采用工业控制计算机和P LC共同完成,能够达到任意设定的压力值,并能够自动保持压力,压力控制精度可达0.5%FS。     

冷热气流混合容腔温控系统建模及特性分析

面向高超声速飞行器总温模拟装置的冷热气流混合容腔温控系统主要由等离子加热器、电-气伺服阀、混合容腔等组成，存在难以建立精确数学模型、系统特性复杂等问题，从而导致开展气流温度控制方法研究难度较大。首先基于机理建模法建立混合容腔、电-气伺服阀数学模型，然后利用受控自回归滑动平均模型对等离子加热器进行开环离线辨识，从而得到系统的数学模型，并基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型，通过PID控制策略分析了混合容腔内冷热气流混合过程其出口气流温度的动、静态特性。同时通过实验与仿真结果对比，验证了冷热气流混合容腔温控系统数学模型的准确性，为气流温度控制方法的研究提供理论基础。     

开式泵控非对称缸负载容腔独立控制耦合特性

为解决闭式泵控非对称缸系统的流量不对称的问题,设计了开式泵控非对称缸负载容腔独立控制系统,并针对其非对称缸两腔采用不同控制算法时的参数耦合问题进行研究。以位置-压力组合控制为例,建立该系统数学模型并分析其耦合特性,进而提出位置前馈补偿解耦方法。基于600kN开式泵控油压机实验平台,验证其耦合及解耦特性。结果表明：在位置正弦扰动下,当频率分别为1Hz、1.25Hz时,位置前馈补偿算法对其耦合作用的抑制率分别为16.4%和14.8%。     

稳定平台电机负载仿真模型的建立及验证

稳定平台可以很好地隔离载机飞行过程中的角扰动,而控制系统的设计对其隔离性能的实现至关重要。针对在使用Simulink仿真时,数学模型中电机特性以及负载的影响难以确定的问题,通过实验数据对模型校准,以及设计的3种不同模拟负载进行了试验验证,从而得到了精确的仿真模型。研究结果表明,该模型能够真实反应电机及负载的特性,有利于稳定平台控制系统的仿真设计,保证了稳定平台的Jl~,N交付。     

电液比例位置控制系统建模与仿真

以军队“2110工程”支持项目“液压综合实验台”为背景,搭建了比例阀控非对称液压缸位置控制系统,重新定义了负载压力和负载流量,推导出了该系统的数学模型,并利用MATLAB进行了仿真分析,设计了PID控制器对系统进行了校正,结果表明系统模型正确,稳态精度明显提高.     

基于虚拟现实的工程机械仿真

计算机技术和虚拟现实技术的发展为工程机械仿真提供了有效的支持,而工程机械运动及作业环境仿真是实践操作和决策的重要依据.文中论述了利用Multigen Creator和Vega虚拟现实软件开发工程机械仿真应用程序的过程及关键技术.并以悬臂式起重机为研究对象,探讨了仿真应用程序的开发框架,分析了Multigen Creator建模技术,研究了应用程序平台开发的理论方法.     

Simulation of springback

Springback, the elastically-driven change of shape of a part after forming, has been simulated with 2-D and 3-D finite element modeling. Simulations using solid and shell elements have been compared with draw-bend measurements presented in a companion paper. Plane-stress and plane-strain simulations revealed the dramatic role of numerical tolerances and procedures on the results. For example, up to 51 integration points through the sheet thickness were required for accuracy within 1%, compared with 5–9 typically acceptable for forming simulations. Improvements were also needed in the number of elements in contact with the tools, and in the numerical tolerance for satisfying equilibrium at each step. Significant plastic straining took place in some cases upon unloading; however the choice of elastic–plastic unloading scheme had little effect on the results. While 2-D simulations showed good agreement with experiments under some test conditions, springback discrepancies of hundreds of percent were noted for one alloy with sheet tension near the yield stress. 3-D simulations provided much better agreement, the major source of error being identified as the presence of persistent anticlastic curvature. Most of the remaining deviation in results can be attributed to inaccuracies of the material model. In particular, the presence of a Bauschinger effect changes the results markedly, and taking it into account provided good agreement. Shell elements were adequate to predict springback accurately for R/t greater than 5 or 6, while solid elements were required for higher curvatures. As R/t approaches 2, springback simulated with solid elements tends to disappear, in agreement with measurements presented in the companion paper and in the literature.     

协同仿真平台中的仿真组件技术及其实现

在面向服务的理念指导下,将仿真组件技术引入协同仿真平台的应用开发中,即由元素模型、组件模型和成员模型三种层次的仿真组件组成仿真系统,使用仿真组件提供的服务完成仿真任务,并详细介绍三种组件的概念、构成、开发和部署等关键技术。开发应用时采用面向组件的建模工具描述系统的静态结构和动态行为,根据静态结构自动生成三种组件的框架代码,用户加入功能实体后即完成了仿真的开发,运行时根据动态行为调度仿真组件进行协同工作。     

基于道路模拟的摩托车动力学建模与仿真

基于道路模拟试验激励和约束方式,建立了摩托车五自由度人-车多体动力学模型,应用拉格朗日方程建立了系统运动微分方程和状态方程。通过对海南试验场采集的道路载荷谱进行室内模拟迭代,得到了某摩托车道路模拟激励信号。以该激励信号为输入,编制MATLAB程序对摩托车进行了动力学仿真,并借助道路模拟试验机进行了试验验证。结果表明,结合道路模拟和计算机仿真能对摩托车动力学性能进行准确分析和预测。     

基于道路模拟的摩托车动力学仿真

为对摩托车动力学性能进行可靠分析和评价,提出了基于道路模拟和虚拟样机的摩托车动力学仿真方法。运用CATIA、NASTRAN和ADAMS等软件,建立了刚柔耦合摩托车虚拟样机模型,基于MTS摩托车两通道轮胎耦合道路模拟试验机激励约束方式,进一步建立了摩托车动力学仿真平台,通过把仿真结果与试验结果进行对比,仿真模型和平台被反复修正并达到了较高的精度。在仿真测试平台上输入道路模拟试验机迭代驱动信号或不同路面谱信号,可代替道路模拟试验机对摩托车进行舒适性、耐久性模拟试验,从而大大缩短试验周期,降低试验成本,提高试验安全性。     

基于Plant Simulation的汽车生产线仿真技术研究

生产仿真对于汽车生产进行生产规划,生产调度,生产计划制定的有效手段。基于Plant Simulation的仿真软件,对于某汽车生产线BDC区域建立了系统的仿真模型,并依据仿真结果,进行瓶颈分析、设备利用率分析和故障分析,对整个生产线的生产能力进行评估,为生产计划制定以及生产调度提供科学依据。     

人工环境试验室气流组织模拟及优化

采用数值计算方法对人工环境试验室的气流组织进行了模拟计算,在试验室送风腔内增加扰流件,对实验区域空气流动进行了分析,模拟结果显示该方法改善了试验室气流组织分布,对工程设计选型与空调检测试验具有实际参考价值.     

基于Plant Simulation的导弹装配生产线仿真技术研究

生产线仿真是对导弹装配生产进行生产规划、生产调度和生产计划制定的有效手段。针对某型导弹生产过程中工位分配、产能平衡、AGV数量规划和路径规划等问题,建立了基于Plant Simulation的导弹装配生产系统仿真模型,提出物流仿真技术与管理运筹学相结合的可行性操作方法,并进行理论分析与仿真实验。仿真结果验证了该方法的有效性,表明了仿真技术在导弹装配系统中的良好应用前景。     

分析仪器的计算机仿真

为了克服由于分析仪器缺乏而带来的诸多不便，采用系统工程的方法建立了分析仪器的计算机仿真系统，并给出了系统构成。结果表明，该仿真系统可以加强分析人员的操作技能，提高仪器的使用效率。