碟式太阳能热发电双轴跟踪控制系统研究

针对碟式太阳能热发电中的双轴跟踪系统,采用视日运动轨迹跟踪结合太阳光传感器闭环跟踪的混合跟踪方法,提高了跟踪精度并降低了成本。基于LabVIEW开发平台,详细阐述了双轴跟踪实验装置硬件的搭建和控制软件的设计过程,并通过实验验证了控制方法的正确性和可行性。     

新型碟式太阳能聚光器跟踪机构优化设计

提出了一种通用3-RPS并联机构,其动平台、定平台为相似的任意三角形,且转动副轴线垂直于定平台中心与顶点的连线,基于该机构设计了一种新型碟式太阳能聚光器。采用封闭矢量法求得机构的运动学位置逆解,并以此为基础,运用螺旋理论分析机构输入与输出的速度映射关系,建立了机构的雅可比矩阵。以全域灵巧度、全域刚度性能及全域承载能力为优化指标,利用遗传算法对机构的结构参数进行优化设计,确定了定平台半径,借助性能图谱法定量地对比分析了优化前后各性能指标在可达工作空间内的分布情况,并采用ANSYS软件对优化前后机构进行静力学验证分析,结果表明：新型碟式太阳能跟踪装置的定平台半径为860 mm时,其灵巧度、刚度及承载能力等均有不同程度的提高。     

基于DSP的太阳能双轴跟踪控制系统的设计

为了更充分、高效地利用太阳能的热量,设计了以TMS320F2812为控制核心的太阳能双轴跟踪控制系统。该系统采用视日运动轨迹和传感器校正混合跟踪方案。首先DSP根据相关的理论公式和参数计算出白天太阳的高度角和方位角,并将其转化成相应的脉冲来控制步进电机进行一级跟踪,然后光电传感器检测实际太阳的位置,输出偏差信号来驱动步进电机进行二级校正跟踪,从而获得最大的太阳能热量。理论分析表明,采用该跟踪技术可以有效地提高能量接收率。     

高精度太阳能自动跟踪装置的研制

太阳能自动跟踪技术的发展对有效提高太阳能利用率具有重要的现实意义,本文介绍了太阳能自动跟踪的原理与种类,则重点介绍了高精度双轴跟踪混合控制的自动跟踪方式、控制电路、检测电路与双轴机械机构的构成,实践证明该装置自动跟踪误差低、性能稳定,提高了光伏电池效率,该装置机构简便、成本低具有重要的实用推广意义。     

一种基于墙体安装的双轴跟踪太阳能热水器设计

针对普通太阳能热水器一般只能安装屋顶、新型平板太阳能热水器固定安装有效采光面积的余弦效应导致太阳能利用效率偏低等问题,提出了一种基于墙体壁挂式安装、全自动跟踪太阳能热水器的设计方案,以适应各种楼层用户的使用,且能在较小的面积获得较大的太阳能能量.对基于安装方式的跟踪原理、系统的整体设计、安全性设计做了全面详细的介绍.在实验论证的基础上,得出该设计方案有效地提高了太阳能的利用效率的结论.     

含间隙卫星天线双轴机构动态磨损特性研究

卫星天线双轴驱动机构是天线系统实现精确定位的关键组件,磨损间隙是影响天线指向精度及寿命的主要因素.采用非线性弹簧阻尼模型建立了间隙处的接触碰撞模型,同时采用Coulomb摩擦模型考虑运动副间隙处的摩擦作用,进而建立了含间隙双轴机构的动力学模型,对其进行动力学仿真,提取出接触碰撞时的动力学参数,基于Archard's摩损模型计算运动副间隙的动态磨损量,从而得到间隙运动副的动态磨损特性,为进一步研究非规则时变间隙对卫星天线系统动态性能的影响提供基础.     

具有抗8级风性能的天线举升机构的设计与分析

天线举升机构举升过程中在风载荷作用下容易发生倾斜和扭转而影响精度,机构设计主要包括升降系统和翻转系统两个部分,能够在所要求的时间内完成举升、翻转动作,运动过程中天线姿态保持平稳,满足升降和翻转的精度要求,达到抗八级风(风速30 m/s)的性能,完全满足技术要求,对其他天线举升机构的设计问题也有一定的参考价值。     

滚柱式货叉承载特性分析

以COSMOSWorks有限元分析软件为基础,对滚柱式货叉的承载特性进行了有限元分析,全面、详实地掌握了滚柱式货叉的承载规律和特点,确保了滚柱式货叉安全、可靠、高效的作业,也为后续的结构优化奠定了基础。     

风载作用下大型原油储罐稳定性分析

大型石油储罐多建于沿海、山谷,极易遭风灾影响。通过对一个一万立方米储罐模型进行简化,研究石油储罐遭受风载作用时的屈曲状态,计算并衡量其抵抗大风能力大小。将储罐在有限元软件ABAQUS中进行了建模,运用弧长法进行计算和分析,计算出其临界屈曲载荷,得到其临界屈曲的位置。之后将储罐加上包边角钢进行模拟,计算出来对应的临界载荷,以判断抗风的效果。研究结果对于储罐设计过程以及抗风能力的评估具有一定的借鉴和参考价值。     

基于BPNN的太阳能板双轴自动跟踪控制系统设计与应用

太阳电池板日照利用效率是光伏发电规划中备受关注的问题,为了实现光跟踪的精确控制,采用了PID控制方法,建立了BPNNPID太阳能双轴自动跟踪控制模型,利用BP神经网络对PID控制中的比例、积分、微分等关键参数进行了优化整定。基于日照强度传感器实现了闭环控制,修正了天文年历计算数据的偏差,完成了实物模型的设计与制作。试验表明:基于BP神经网络PID参数整定的控制策略具有良好的自适应性能,提高了光跟踪系统的响应速度、稳定性及准确性,提高了太阳能板的日照利用效率。研究成果对太阳能光伏发电效能提升应用提供了一定的技术参考。     

直驱风力发电机径向-轴向混合磁轴承设计及分析

为解决或降低传统直驱风力发电机系统的机械摩擦问题,以有效提高风能利用率,提出直驱风力发电机采用机械轴承和磁悬浮轴承集成支承技术,即采用机械轴承和径向-轴向三自由度混合磁轴承实现直驱风力发电机的集成支承。针对径向-轴向三自由度混合磁轴承,采用等效磁路法进行数学建模,并利用有限元分析软件对其进行参数设计与机理分析。在此基础上,构建了径向-轴向三自由度磁轴承试验平台,试验结果证明设计的径向-轴向三自由度磁轴承能够实现稳定悬浮。     

8MW风电齿轮箱振动特性仿真分析

为了实现超大型兆瓦级海上风电齿轮箱的新产品的开发,降低产品开发风险与成本,以8MW级风电齿轮箱系统为研究对象,基于ADAMS建立齿轮箱系统刚柔耦合动力学模型,并对其进行仿真和结果分析,研究齿轮箱系统的振动特性。通过对齿轮转速仿真结果分析,验证动力学模型的有效性和可靠性,然后进行了齿轮振动频率分析,确定系统振动产生机理,之后在齿轮箱箱体表面合理布置测点,依据测点振动位移响应,分析箱体振动特点,并依据测点振动加速度响应规律,分析影响箱体振动的主要因素。     

高速角接触球轴承动力学特性参数分析

根据滚动轴承的分析理论,在100000r/min的转速范围内,对角接触球轴承的接触应力、接触角、旋滚比及刚度的变化特性进行了全面分析。分析结果表明:各性能参数均呈现显著的非线性变化特征;随转速升高,轴承径向刚度及轴向刚度值也是先下降后上升,且变化范围较大;陶瓷球混合轴承几乎在所有的性能参数对比上均明显优于传统的钢球轴承,与传统钢球轴承相比,其接触应力明显降低、接触角变化较小、轴向与径向刚度变化程度相对较低、动态特性相对稳定,从而具有传统钢球轴承无可比拟的优越性。     

高速角接触球轴承动力学特性参数分析

根据滚动轴承的分析理论，在100000r／min的转速范围内，对角接触球轴承的接触应力、接触角、旋滚比及刚度的变化特性进行了全面分析。分析结果表明：各性能参数均呈现显著的非线性变化特征；随转速升高，轴承径向刚度及轴向刚度值也是先下降后上升，且变化范围较大；陶瓷球混合轴承几乎在所有的性能参数对比上均明显优于传统的钢球轴承，与传统钢球轴承相比，其接触应力明显降低、接触角变化较小、轴向与径向刚度变化程度相对较低、动态特性相对稳定，从而具有传统钢球轴承无可比拟的优越性。     

超高压管式反应器极限载荷的试验与有限元分析

基于试验法与有限元模拟法,应用三种确定极限载荷的准则,确定了超高压管式反应器的极限载荷,并进行了对比分析。结果表明,在较高内压作用下,超高压管式反应器的中间部位易最先达到极限承载状态;由零曲率准则确定的极限载荷与试验值、有限元模拟值更为接近,较适合用于确定极限载荷;试验值与有限元模拟值之间的相对误差仅为0. 49%,说明通过有限元模拟法确定极限载荷是准确、可行的。通过试验与有限元分析为超高压管式反应器的设计、运行提供了参考。     

机械增力丝杠增力机构的有限元仿真

对机械增力丝杠增力机构的增力原理进行了分析,并通过有限元仿真指出了楔形块是增力机构中最为薄弱的环节,有限元分析结果表明,合理设计增力机构,首先要考虑楔形块的载荷承受能力,其次要考虑斜块与楔形块接触面的承载能力.     

轧机压下螺母承载特性的有限元计算和分析

压下螺纹副是高负荷中厚板轧机大行程辊缝调节所必需的组成装置之一,其中重量大、造价高且刚度较小的的压下螺母,由于承受大冲击载荷而成为易损零件。基于ANSYS有限元计算平台,建立了轧机压下螺纹副的1/2三维实体模型;对承受轴向载荷的压下螺纹副进行三维有限元数值计算,得到并分析了轧机压下螺母的轴向载荷分布特性。并分别计算得出了轧机压下螺母的牙厚比、基体厚度、螺牙承载面倾斜角及摩擦系数对压下螺母螺牙根部的等效应力分布的影响。为轧机压下螺纹副的优化设计,提高压下螺母的使用寿命提供了参考依据。     

履带式推土机橡胶减振器冲击特性分析

履带式推土机作业环境恶劣,行驶时会产生剧烈的振动,翻越障碍时的冲击载荷更为严重。采用有限元方法,对履带式推土机翻越障碍时悬架上安装的橡胶减振器冲击响应特性进行分析,得到橡胶减振器上钢板反作用力、振动机械能时间历程曲线和粘性损耗能时间历程曲线,并计算出结构的损耗因子。结果表明:经过橡胶减振器的衰减,整机车架所受的冲击载荷减小,冲击能量被逐渐耗散,车辆的舒适性得到改善。     

扭力梁优化分析及动特性研究

基于某款A级轿车的前期开发设计,利用有限元方法建立后扭力梁悬架模型,针对扭力梁在极限工况下进行静力学分析,得到悬架的典型工况下的强度应力分布情况;针对扭力梁悬架结构局部应力过大问题分析,在结构薄弱区域进行结构优化改进,最终获得扭力梁悬架的优化设计方案,避免了结构因强度问题导致裂坏。在此基础上,对扭力梁悬架进行运动特性分析,并与试验进行对比分析,验证该悬架动力学基本特性设计方案满足要求,为扭力梁悬架的前期开发设计提供借鉴与参考价值。     

龙门加工中心主轴系统热特性的有限元分析

基于热弹性力学与有限单元法,建立了一台国产新型龙门式加工中心主轴系统的有限元模型,计算了轴承发热量、热对流系数,进行了主轴温度场有限元分析,并采用“热-结构”耦合模型计算了主轴系统的热变形。计算和分析结果表明,在主轴转速为3000r/min时,主轴系统经过33min后达到热平衡状态,最高温升出现在前轴承内圈处。计算分析结果为后续加工中心主轴系统的优化提供了基础。