液压反推作动系统节流同步性分析

针对反推力装置液压作动系统的同步驱动需求，分析了液压反推作动系统节流同步工作原理，建立液压同步作动系统等效数学模型，采用SimHydraulics软件搭建系统仿真模型，分析了节流阀开口尺寸、负载力对系统位移同步性的影响。仿真结果表明：当控制两个作动器的节流阀开口大小一致时，随着负载力差异的增大，两个作动器运动过程中的位置差增大；通过调节两个节流阀开口尺寸的差异，能够保证两个作动器同步运动；两个作动器的负载力差异越大，两个节流阀开口尺寸的差异越大。最后通过试验验证了采用节流同步原理的液压反推作动系统在展开与收起过程中的同步性，为后续开展同类液压节流同步作动系统设计提供参考。     

某型飞机投水作动系统建模与同步性仿真分析

提高某型飞机投水舱门的同步性是保证灭火任务顺利完成的关键。为了开展多参数对收放作动筒同步性影响的研究工作,首先,基于投水灭火流程和投水作动系统液压原理,通过AMESim的液压元件库、逻辑库和状态机,建立了投水作动系统仿真模型。其次,通过连续投水工况仿真模拟,进行投水作动系统方案的功能性能分析,从而验证了仿真模型符合某型投水飞机工况性能要求。最后,通过批处理模式探究各敏感参数对多投水舱门收放作动筒的同步性影响。仿真表明：投水作动系统仿真模型可以实现多系统、多模式等不同任务和功能的仿真分析,电磁阀流量、负载、舱门作动筒活塞杆直径和管路直径对多缸同步性有着明显影响。     

蜂窝铝缓冲结构的仿真分析及应用研究

为得到具有良好耐撞性能的缓冲结构,提升车辆在碰撞中的安全性,以蜂窝铝为研究对象,建立了有限元模型,研究了不同壁厚参数的正六边形铝蜂窝结构的吸能特性,并进一步分析了截面尺寸对缓冲结构碰撞特性的影响,最终结合实际应用,给出了性能合格的缓冲结构方案。通过等效的台车测试,试验和仿真结果的基本一致,验证了有限元模型的正确性。研究结果表明,蜂窝铝缓冲结构能有效吸收车辆的碰撞动能,并降低碰撞过程中车辆的最大减速度,研究对车辆缓冲结构及其参数的选定有重要的参考意义。     

不同结构喷嘴的高压水非定常喷射反推特性

喷嘴作为高压水射流的关键部件,其结构和工作参数对高压水喷射反推性能具有重要影响.以圆柱、圆锥和余弦三种不同结构喷嘴为研究对象,基于CFD对定容积下不同结构喷嘴的高压水非定常喷射过程进行数值模拟,对比分析了不同结构喷嘴的射流反推特性,系统研究了充气压力、出口直径对喷嘴非定常喷射速度和反推力的影响规律.结果表明:相比圆柱喷...     

电液驱动可变气机构缓冲过程研究

电液驱动可变气门机构缓冲过程影响气门机构的冲击性能及气门运动的响应性能。基于AMESim仿真软件,设计了电液驱动可变气门系统,研究了节流阀节流面积和节流行程对气门运动缓冲过程的影响规律,并采用遗传算法对节流阀控制参数进行寻优,改善气门运动缓冲性能。结果表明,减小节流行程和增大节流面积可以提高气门运动的响应性能。通过遗传算法对控制参数进行寻优,在优化的控制参数下气门行程终了速度明显改善,气门开启至最大行程时速度降至0.11m/s,气门关闭落座速度降至0.07m/s,同时保证气门运动的响应性能。     

车辆驱动桥加载实验台的自适应反推滑模控制研究

针对车辆驱动桥加载实验台存在的不匹配耦合干扰等问题,提出了一种基于自适应反推滑模控制(ABSMC)算法的控制器。首先,根据系统原理和传递函数,分别列出了含有不确定性的转速控制系统和转矩控制系统的状态空间方程;然后,利用基于李雅普诺夫的反推法和滑膜变结构控制法,进行了系统控制率的设计,并采用自适应控制策略对系统的耦合干扰进行了估计;最后,利用仿真的方式对控制器的有效性进行了验证。研究结果表明：采用自适应反推滑模控制时,转速和转矩控制系统的正弦跟踪性能明显优于自适应控制,系统跟踪精度高、稳态误差小;分别添加耦合干扰时,系统具有自适应性;在强烈干扰情况下,转速系统的最大跟踪误差为0.05 r/min,转矩系统的最大跟踪误差为0.09 N·m。     

基于AMESim的液压作动系统动刚度仿真分析

为研究作动系统的动刚度特性,该文建立了作动系统的力平衡以及流量方程,利用AMESim软件搭建液压作动系统的仿真模型,通过在作动系统输出端施加按正弦规律变化的干扰力,改变干扰力的频率,对作动系统的动刚度进行仿真分析,研究系统固有频率与动刚度的关系,从而分析动刚度的影响因素。仿真结果表明,作动系统的负载折算到作动器输出端的质量以及安装刚度和作动器输出端至舵面的连接刚度等参数要与作动系统相匹配,才能使作动系统的动刚度满足性能要求。该文仿真分析对作动系统动刚度研究具有一定的指导意义。     

弹性缓冲结构在被动式液压加载系统研制中的应用研究

提出在被动式电液伺服加载系统的设计中应用弹性缓冲结构来减缓加载过程中因对象运动而产生的多余力矩对系统性能的影响。讨论了弹性缓冲结构的引入方式、分析了弹性缓冲的作用 ,并对采用弹性缓冲结构的被动式电液伺服加载系统进行了数字仿真和实验研究。结果表明在被动式电液伺服加载系统中采用弹性缓冲结构可以达到有效抑制多余力矩、提高系统性能的作用。     

电液伺服加载系统四连杆机构控制器设计

该文针对飞机起落架电液伺服加载过程中非线性传动机构的动态特性进行分析。确认在动态加载过程中因四连杆机构的非线性特性造成的系统动态跟踪效果不佳的具体原因,基于逆系统的思路找到了一种非线性数学模型与PID控制器结合的控制方法。采用模型预测的方法对系统进行误差补偿。使用简化了的电液伺服作动系统数学模型与该控制方法进行MATLAB/simulink仿真。使用此方法大大提高了起落架加载系统的动态跟踪性能。     

一种新型EHA及其仿真分析

针对近年来飞机机载作动系统的发展,本文介绍了一种采用功率电传方式的新型作动器(EHA),分析了其原理及特点,讨论了作动系统的建模和加权系数的优化模型,采用Matlab/Simulink对其进行仿真,结果表明能有效提高作动系统动态性能,功率电传作动系统的研制具有重要意义。     

弹簧卷绕仿真系统中的碰撞检测

由于数控卷簧机卷绕刀具较多且刀具的运动时序较为复杂,因此对刀具之间可能发生的碰撞进行检测尤为重要。结合弹簧卷绕的动作特点,采用基于轴向包围盒的碰撞检测算法对可能产生碰撞的物体在仿真系统中进行了碰撞检测,对包围盒的表示、干涉及碰撞响应等作了阐述。实验表明,系统增强了仿真画面的真实感和实用性,操作者可以根据碰撞仿真结果进行处理,从而有效避免了在实际卷簧过程中刀具间可能产生的相互碰撞。     

基于遗传算法的溢流阀缓冲特性优化分析

针对溢流阀缓冲系统中缓冲腔存在压力冲击问题,对液压缸回油路连接溢流阀缓冲系统进行了研究。利用AMESim搭建了溢流阀缓冲特性仿真模型,对受冲击的质量块速度位移动态曲线和缓冲腔压力流量动态曲线进行了仿真,提出了一种溢流阀缓冲特性的优化方法;构建了溢流阀缓冲特性的理想模型和优化模型,对缓冲腔压力与理想模型压力的误差绝对值积分目标函数进行了构造;最后基于遗传算法,对溢流阀相关结构参数进行了优化。研究结果表明:优化后的溢流阀通径为22 mm,弹簧刚度为15 N/mm,弹簧预紧力为700 N;优化后的溢流阀缓冲特性得到了改善,缓冲腔压力峰值降低了2.2 MPa。     

高速公路弯道缓冲护栏装置设计研究

针对现有《公路安全设施设计细则》的传统护栏缺失对高速公路弯道护栏的设计细则问题,对车—护栏系统在急弯路段、高速、大角度发生碰撞的防护性能进行了研究,采用有限元仿真的方法(基于Pro-E建模、Hyper-Mesh前处理、LS-DYNA仿真),模拟小车以速度分别为80 km/h、100 km/h,碰撞角度为25°碰撞A级传统波形梁护栏,提出了从车辆行驶轨迹、车辆质心加速度、系统能量以及车辆损伤形态4个方面来系统研究护栏在碰撞中的阻挡、缓冲及导向作用,并设计了一种新型柔性缓冲防护栏结构。仿真结果表明:A级传统波形护栏与立柱的夹角小于60°,且最大瞬时减速度大于20g,不能满足法规规定的碰撞防护要求;而新型柔性缓冲护栏能利用防撞圈来缓冲碰撞过程,并且其最大的变形仅为传统护栏的14%,动能转化为内能的比率下降40%,能引导车辆以一定车速回到原车道,防止二次事故。     

采煤机截割部双电机驱动系统研究

通过Pro/E建立采煤机截割部双电机仿真模型,并应用ADAMS分别对双电机空载启动和阶跃载荷状态下动态特性进行了研究。结果表明所建立模型能够充分反映双电机系统运行情况,双电机驱动系统中,弹性扭矩轴对系统刚度影响较大,对采煤机截割部的传动具有缓冲功能;当两台电机机械特性存在差异时,对电机同步性影响不大,且增大两电机间的连接刚度,可以缩短两台电机达到同步运行时间,改善系统平稳性。     

半闭环伺服系统间隙补偿方法研究

本文针对数控机床半闭环直线进给伺服系统存在传动间隙,严重影响机床精度的问题,提出基于速度前馈控制的间隙补偿方法,控制伺服电机通过先加速后减速的运动过程补偿传动间隙。建立传动间隙模型,测量传动间隙,计算间隙补偿运动过程的参数,并以之作为间隙补偿值;采用反推法,根据伺服系统前向传递函数推导出速度前馈控制函数,保证间隙补偿值无延时、无差别复现到伺服系统输出端,补偿传动间隙。最后通过仿真分析,验证了基于速度前馈控制的间隙补偿方法的有效性。     

3D打印机运动系统跟随误差分析及优化

为消除3D打印系统在运行时偶发的跟随误差报警,分析了3D打印机运动系统跟随误差的诸多影响因素,重点分析了S曲线及加速度设定值对跟随误差的影响。通过对打印头运动系统的在线模拟仿真,可以得出输入为S型曲线的运动系统在加减速时更平滑,而且,通过优化加、减速度也可以降低跟随误差。根据仿真结果提出了优化改进措施,极大降低了打印头运动系统的跟随误差,提高了3D打印系统运行的稳定性。     

一种折叠翼飞行器离筒性能分析

针对折叠翼飞行器发射离筒瞬间姿态变化及折叠翼机构展开性能问题,对影响飞行器离筒性能的主要因素进行了研究,对飞行器离筒过程进行了受力分析,分析了影响飞行器离筒性能的主要因素,建立了飞行器离筒过程理论模型和ADAMS仿真模型,对飞行器离筒过程中低头角变化、离筒时间、离筒速度、离筒最大应力、折叠翼机构展开时间和折叠翼展开同步性等参数进行了计算;对比分析了两种方法所得计算结果;分析了发射角对飞行器离筒过程中低头角和接触力的影响。研究结果表明,两种计算方法计算结果误差在5%以内,可以相互验证;水平发射时飞行器离筒低头角为0.49°、离筒时间为163 ms、离筒速度为14.12 m/s;随着发射角的增加飞行器离筒低头角减小,离筒过程最大冲击力减小;计算结果为飞行器发射性能提供了理论依据。     

粗精动运动平台的系统辨识激励信号优化设计

针对粗精动运动平台系统辨识中激励信号的生成进行了优化设计方法的研究。粗精动平台结构通常用于长行程、高精度的运动平台系统,如扫描光刻机运动平台、硬盘寻道平台等系统。获得粗精动系统的准确模型是改进粗精动运动系统控制的重要基础。而系统辨识是获得系统模型的一种有效方式。其中输入信号设计是系统辨识试验重要的一部分。将粗精动运动平台的系统模型简化为一类多变量有限阶次线性时不变模型;将多入多出(Multiple-input multiple-output,MIMO)辨识方法引入粗精动系统辨识,并提出一种多入多出模型系统辨识激励信号优化设计算法,算法通过将多正弦曲线时域信号与其功率谱密度参数化,利用参数化后的激励信号在有限功率输入下进行激励信号优化;理论分析与仿真结果表明此方法可以有效提高估计模型的渐进方差性能。     

溢流式高速缓冲气缸动力学建模与性能分析

针对具有内置溢流阀的溢流式高速缓冲气缸建立了非线性动力学模型,并运用Simulink软件建立仿真模型进行数值计算,得到气缸在缩回运动过程中的位移、速度以及各腔室压力的仿真数值解。为了验证仿真模型的正确性,搭建了高速气缸缓冲性能测试平台,对气缸在运动过程中的相关动态参数进行试验测试,通过试验数据与仿真结果的对比分析来对仿真模型进行验证。最后通过仿真分析了内置溢流阀的阀芯质量和预紧弹簧刚度对气缸缓冲性能的影响,结果表明,不同的溢流阀阀芯质量和预紧弹簧刚度都对气缸缓冲性能有较大的影响,为进一步研制更高性能的高速气缸缓冲结构提供了重要依据。     

单级齿轮系统拍击特性研究

用数值仿真法和映射法研究了齿轮系统的拍击振动特性。通过研究每一次碰撞之间的映射关系、每一拍击周期之间的映射关系,得出的结论是:激励幅值的大小是影响系统拍击性能的一个重要因素;当激励幅值增大时,齿轮碰撞速度也增大,在一定条件下,将发生齿背碰撞;当激励幅值变化时,齿轮系统的初始脱齿状态也将发生变化,由此导致系统产生1周期、2周期、多周期甚至准周期拍击振动;转速波动的二次谐波分量对系统拍击性能的影响与基频分量的影响基本相同,因此,忽略二次谐波将导致较大的误差。用周期性拍击过程之间的映射关系研究齿轮系统的拍击特性,会带来很大的方便。