电磁阻尼器的气隙磁场及阻尼力矩的高精度分析

针对空间对接机构中使用的杯形转子电磁阻尼器的结构特点和工作原理,建立一个仅依赖与几何尺寸和材料特性的气隙磁场解析模型。对杯形转子电磁阻尼器的磁路进行理论分析,并通过有限元分析验证该解析方法。进一步在磁路解析的基础上,建立电磁阻尼器的简化模型,对杯型转子电磁阻尼器的阻尼力矩进行有限元仿真。分析了电磁阻尼器的几个关键参数与阻尼力矩的关系,为电磁阻尼器的设计提供了一定的理论基础。     

涡轮阻尼器的试验研究

为满足某型无人驾驶飞机液压弹射系统和拦阻网回收系统的研制需求,在理论分析的基础上采用具有不同结构尺寸和不同液体介质的涡轮阻尼器样件进行阻尼力矩系数的测量试验。研究结果表明,结构尺寸、液体介质密度确定的阻尼器的阻尼力矩系数接近一常数,阻尼力矩基本上与阻尼器的转子转速的平方成正比;阻尼器的结构尺寸、液体介质密度是影响阻尼力矩系数的决定因素。此研究结果为涡轮阻尼器的具体结构设计提供了可靠的依据。     

可调旋转式流体阻尼器参数多目标优化设计

为了以最小几何公差制造成本实现直升机操纵系统良好的振动控制效果，开发新型可调旋转式流体阻尼器，对关键的几何参数进行多目标优化.该阻尼器通过伺服电机带动转阀实现阻尼力的实时调节，实现直升机操纵系统的振动控制.基于压力-流量公式，建立阻尼器准静态模型，分析结构几何参数对最大阻尼力矩、可调倍数的影响规律.为了同时满足阻尼器输出力矩、动态可调范围及最小公差制造成本的要求，采用非支配排序遗传算法（NSGA-II）对各结构参数进行多目标优化设计，确定阻尼器的最佳结构设计参数.结果表明，多目标优化设计能够在满足阻尼器力学特性的前提下实现尽可能小的公差制造成本.对制作的可调旋转式流体阻尼器样机进行力学性能测试，验证了基于准静态模型的阻尼器参数多目标优化结果的正确性.     

阻尼连接相邻结构减震优化分析

利用阻尼器连接相邻结构可减小结构地震反应,阻尼器参数的确定是减震设计的关键.将相邻结构简化为粘滞阻尼器连接的两单自由度体系,根据随机地震反应理论,以相邻结构的频率比、质量比为参数,推导了结构位移反应均方值与连接阻尼参数的关系式,分析了相邻结构的地震反应与频率比、质量比以及连接阻尼比的影响规律,得到了连接阻尼器的优化设计参数范围.最后在El Centro波、Taft波和某人工波激励下,对比分析了某相邻10层建筑结构在有阻尼连接和无阻尼连接时的地震反应,表明根据优化参数采用粘滞阻尼器连接相邻结构具有较好的减震效果,但相邻两结构不能同时达到最优减震效果,设计时应根据主结构、次结构或整体结构体系地震反应最小为目标来进行连接阻尼器的设计.     

电磁线圈的动态电磁关系分析及应用

通过对不同情况下电磁线圈的感应电动势和动念阻抗的分析,得到了因励磁电流和动态间隙而产生的感应电流的表达式,并对其合理性进行了分析.将动态电磁关系应用到电磁支撑装置中,得到了不同情况下电磁支撑装置的附加支撑刚度参数和附加阻尼参数的表达式,从而合理地解释了在参数识别实验中电磁支撑装置存在附加阻尼参数的现象.     

设置线性磁流变可控阻尼框架结构的半主动控制分析

为研究框架结构地震反应,采用磁流变阻尼器对其进行半主动控制分析.首先使用控制理论建立能同时控制位移、速度和加速度的主动控制方程,并推导了最优控制力,通过算例探讨了框架结构位移、速度和加速度的权函数;然后对设置可控阻尼器的10层框架结构进行地震反应半主动控制分析,研究了结构位移、速度和加速度等地震响应,由此分析可控阻尼器最大和最小阻尼系数对半主动控制的影响.结果表明:应考虑能量消耗合理选择结构控制的各权函数,并应合理设置可控阻尼器最大和最小阻尼系数.算例表明,最小阻尼器系数可取为最大阻尼系数的1/10,以使框架结构获得较优的控制效果.     

带黏滞阻尼器高层钢结构的抗震抗风性能分析

随着黏滞阻尼器在高层钢结构中的应用，需要进一步了解带黏滞阻尼器高层钢结构抗震和抗风性能．采用ANSYS有限元分析软件，对高层钢结构建立了三维模型．对黏滞阻尼器阻尼系数进行了参数分析，得到黏滞阻尼器比较合理的阻尼系数，然而进行了弹塑性抗震时程分析和随机风振分析．对比分析了结构加阻尼器前后在地震和风振中的动力特性．结果表明，加黏滞阻尼器后，结构的地震反应减小10％左右，风振反应减小50％左右．     

旋转式磁流变阻尼器用于卷料张力模糊控制

为减小收、放卷料时的张力波动,提出用一种新型旋转式磁流变阻尼器作为控制元件的解决方案.确定了该阻尼器的结构,建立了阻尼器的阻尼力矩模型.模型仿真表明:阻尼力矩随电流增大呈指数规律增加,电流较小时近似为线性关系,而在电流大于5A时饱和;阻尼力矩与转轴角速度成正比.提出采用模糊逻辑方法对阻尼器的阻尼力矩进行控制,从而控制张力波动.确定了相应的模糊输入和输出变量,得出模糊控制规则.仿真结果表明:旋转式磁流变阻尼器应用于张力的模糊控制,能够降低张力波动的幅值.     

粘弹性阻尼器动态特性研究

对高分子粘弹性阻尼器减振机理进行了分析研究，将分数导数模型引入静态特性公式，得出了矩形截面粘弹性阻尼器动态刚度与阻尼的表达式，并利用ＢＥＡＭ法对阻尼器进行了实验测试，实验结果与计算值较相吻合，因此可通过元件的静态特性公式直接计算出矩形截面粘弹性阻尼器的动态特性参数。     

双超越离合器式电磁馈能阻尼器原型机试验测试与分析

在对双超越离合器式电磁馈能阻尼器的前期研究基础上,试制了该阻尼器的原型机,并对谐波激励下原型机的频谱响应特性和阻尼响应特性进行了分析。通过对原型机的测试,证明了该结构方案的可行性,同时还证实了利用转动惯量分力,在被动模式下实现"high-low"半主动阻尼方法的正确性,并为展开对双超越离合器结构的进一步研究奠定了基础。     

双余度高压无刷直流电机有限元分析

针对多电飞机的快速发展,设计了基于270 V的双余度高压无刷直流电机。根据双余度高压无刷直流电机的结构特点,建立了双余度高压无刷直流电机的数学模型,推导了双余度工作时的转矩计算公式。建立了双余度高压无刷直流电机的电磁场模型,并利用magnet对其进行了电磁场仿真,对比分析了单绕组工作时与双余度工作时的反电势、转矩、转速等。并建立了双余度高压无刷直流电机的磁热耦合分析模型,对其双余度工作时的热场进行了仿真。仿真结果表明:双余度高压无刷直流电机在运行过程中,可以达到与单绕组工作时相同的动态特性,转矩为单绕组工作时的2倍,且大大提高了系统的可靠性。     

永磁容错电机解耦控制研究

多相永磁容错电机是一个多变量、强耦合、非线性的高阶电磁系统,其控制的关键是实现转矩的解耦控制。以六相八极永磁容错电机作为研究背景,通过六相静止坐标系到二相旋转坐标系的变换,在保持电机磁势和功率恒定的条件下,研究变换矩阵的计算方法,实现了永磁容错电机电流、磁链、转矩的解耦控制,为这种结构电机高性能的转矩控制和进一步的容错控制提供了一种新方法。     

一种建立水下定向航行器的弹道方程的方法

讨论了垂直放置靠火箭推进的水下定向航行器的运动特征,根据其结构特点,并考虑航行器质量变化以及海水水流等的影响,从能量角度出发建立了水下航行器定向运动时的弹道数学模型,最后根据实际需要进行了弹道仿真。     

某新型远程自主水下航行器建模研究

根据某新型远程自主水下航行器的组成和特点,通过对其进行动力学和运动学分析,基于经典的动量和动量矩定理,建立了该新型自主水下航行器的数学模型。该模型不仅可以用来模拟航行器的正常巡航状态,而且可以用来模拟航行器的悬停状态,可用于航行器的操纵性分析及控制系统的设计与仿真。     

铰链磨损可靠性分析及计算方法

探讨了铰链销和孔在周期性载荷作用下的磨损情况;以A rchard模型为基础,建立了在给定使用时间t时,铰链间隙增量的数值计算公式;将机构各尺寸参数、载荷、材料属性、许用磨损量等均视为随机变量,给出了单个铰链与多个铰链的可靠性分析方法和计算模型;并以曲柄滑块机构为例,验证了文中所建立模型与方法的有效性和可行性。     

涡轮泵密封结构的动态可靠性分析

考虑到结构的载荷和强度由几种随机成分所构成,本文在线性统计近似理论的基础上,通过对随机过程的分析和推导,建立了结构可靠性的动态模型。以涡轮泵密封结构为例进行了结构可靠性的分析和评估,取得了较为符合实际的结果。     

自适应机翼的控制系统设计及其试验研究

针对自适应机翼的特点和研制要求,研究了控制系统的设计与实现,较好地解决了飞行中机翼参数时变的问题,并使系统对控制律做了合理的约束,根据最优控制理论对具体方案进行了理论分析和物理试验。结果表明,采用具有辅助模型自适应控制理论的控制器能够有效、准确、快速地达到设计目标跟踪和设计状态回归两项重要指标,系统的鲁棒性、收敛性和稳定性都得到明显体现,且能很好地实现在线控制。     

斜齿轮非定常温度场的计算

建立等价于描述斜齿轮非定常温度场的导热方程及定解条件的泛函并将其离散为单元泛函数。通过求泛函的极值和进行单元矩阵组装,建立了分析斜齿轮温度分布的有限元模型,采用伽辽金解法分析了斜齿轮非定常温度场随时间变化的情况,可用于提高齿轮传动生存能力的研究。     

考虑前馈作用的BTT导弹自动驾驶仪设计方法研究

针对BTT导弹自动驾驶仪的设计要求,文章提出了一种考虑前馈作用的导弹自动驾驶仪控制器设计方法。基于该型导弹三通道弹体数学模型,建立了自动驾驶仪控制系统数学模型。应用增益技术和递推设计方法,并基于过载稳定跟踪控制的设计要求,提出了一种全局非线性稳定控制策略,设计了连续的非线性自动驾驶仪,解决了该导弹俯仰通道的前馈问题;对于偏航通道,通过设计三通道协调控制律,将有前馈的自动驾驶仪设计问题转化为无前馈的设计问题;同时也利用滑模变结构控制原理解算出了横滚通道的舵偏角指令。数字仿真结果表明,所设计的自动驾驶仪控制系统可有效克服前馈问题所产生的稳态误差以及不确定性因素的影响,同时也提高了跟踪精度,并具有良好的动态特性和稳态品质。     

近水面悬停远航程AUV受波浪的影响

远航程自主水下航行器(简称:AUV)在水下航行一定的距离后需要上浮到近水面悬停进行GPS导航定位,而在近水面AUV受波浪的影响不能忽略,因此有必要研究AUV在近水面悬停时受波浪的影响。在建立AUV六自由度运动数学模型的基础上,基于二元规则波的波浪理论建立了AUV所受波浪力的计算模型,并仿真计算了AUV在近水面悬停时受海洋波浪力的影响。结果表明AUV在2级和4级海况下都可以稳定地完成在近水面悬停作业的任务。