油田抽油机数据采集实时监控系统

根据陕北某油田的生产现状,设计了一种新型油井监控系统,系统采用ATmega16-16MI微控制器作为数据采集的主机,通过高精度传感器及高敏感器件检测抽油机的载荷及位移、电流、电压、冲程、冲次等参数,并在现场液晶屏上显示各参数值和抽油机示功图;监控主站软件采用LabVIEW与Matlab混合编程,完成示功图识别和油井工况诊断等功能。对系统功能、硬件组成、工作原理和软件设计做了详细的论述,该系统基本满足了油田对于抽油机监控的需要,和市场上现成的RTU组态方案相比,具有系统资源利用率高、价格低廉、便于维修等特点,具有一定的应用价值和市场前景。

电力专用在线式UPS系统设计

不间断电源(UPS)是一种能提供优质电源并保证电源供应连续的电力电子装置,在电力系统中,在线式UPS的作用就是在市电和逆变输出同时正常时,优先使用逆变输出供给负载优质的交流电能。通常情况下,电力系统控制室都配备有直流屏或蓄电池组,因此电力专用UPS就利用这些蓄电池组作为其逆变器的直流输入,以减少重复投资。在系统设计中,利用单片机PIC18F2331作为控制核心,通过驱动芯片HCPL3120的隔离放大,驱动全桥逆变电路桥臂上的四个场效应管,控制逆变器输出50 Hz∕220 V正弦波电压。同时,方案中还设计了包括直流过压、直流欠压、频率捕捉、掉电检测、输出过载以及温度检测等保护电路,以绝对保证负载的用电安全。

楔环联接方式的圆柱壳体振动传递特性分析

为了降低系统的振动噪声,楔环联接结构被广泛地应用于圆柱壳体的联接。通过对楔环联接进行适当的简化,运用ANSYS进行模态分析和谐响应分析,并在谐响应分析结果的基础上提取楔环联接两侧的振动响应值以进一步求取振级落差,仿真得到振级差曲线,分析该联接方式对振动传递特性的影响。在振动实验中,采用正弦激励法得到实测的振级落差曲线。对比结果表明仿真曲线与实验分析结果相似,可知仿真分析的正确性。该实验结果对工程应用有一定的参考价值和指导意义。

基于RCS的舰炮防护罩隐身外形设计及优化

针对大口径舰炮对舰船雷达隐身性能的影响比较突出,提出了利用舰炮防护罩外形隐身技术来降低舰炮的雷达特征信号。按照外形隐身设计原则,舰炮防护罩隐身外形设计为多面体,各面板都带有倾斜角度。使用物理光学法对防护罩周向隐身性能进行了多频率、多探测仰角仿真,仿真结果表明防护罩周向的强散射源点较多,防护罩隐身性能较弱。利用倾斜角度变化对RCS值影响明显的特点,对防护罩周向各面板的倾斜角度进行了优化,并对角度优化后的防护罩重新进行了RCS仿真,最终得到隐身性能较好的防护罩外形。与优化前的防护罩相比,优化后的防护罩周向RCS值明显降低,RCS最大值降低了56.6%,防护罩0°(360°)方位的RCS值降幅最大,达到了144.3%,角度优化后的雷达特征主波瓣明显收窄,防护罩的隐身性能得到很大提高,为其他相似产品防护罩的隐身设计提供了技术参考。

舰炮隐身设计与RCS仿真

雷达隐身对于水面舰船具有重要的意义。舰炮作为重要的舰面设备,无法与舰船上层建筑融为一体,其隐身性能对水面舰船雷达特性的影响较为突出。降低舰炮的雷达特征信号,使其难以被敌方雷达探测系统发现和跟踪,可以提高舰炮的生存力。舰炮隐身设计主要是对防护罩外形隐身设计。根据舰炮总体布局设计要求和隐身外形设计原则,对舰炮防护罩进行外形隐身设计,并使用物理光学法对舰炮外露部分进行RCS仿真以评估该舰炮的隐身性能。根据仿真结果,可知舰炮的强散射源在防护罩正前方(φ=90°)和两侧面(φ=0°,φ=180°),并分析强散射源产生原因。

可靠性冗余优化设计算法研究

系统可靠性冗余优化设计涉及到非线性约束的非线性整数规划问题的求解,对算法的高效性、准确性有很高要求。针对GAG1启发式算法和现有粒子群算法在求取最优解时的局限性,结合二者的特点,提出了二者联合算法。文中最后对一并串联系统建立优化模型,根据3种算法分别编写Matlab程序并进行计算,算例结果表明了联合算法的有效性、准确性。

基于CAD的自主式水下航行器几何模型参数化建模

为满足自主式水下航行器(AUV)多学科设计优化对几何模型创建过程自动化的要求,研究了基于CAD技术的AUV几何模型的参数化建模方法。首先对AUV几何模型特征进行具体分析,建立了AUV参数化的几何模型;然后在此基础上,以UG NX7.0软件作为开发平台,结合VC++工程应用,采用内部开发模式,驱动UG/Open API库函数,创建了AUV几何模型参数化建模的应用程序,并最终通过具体实例验证了该方法的可行性。

四旋翼无人机鲁棒补偿容错飞行控制

针对同时存在外界未知干扰和执行器失效故障的四旋翼无人机系统,文中基于区间观测器技术提出了一种基于故障补偿思想的鲁棒容错控制方法。同时考虑了未知扰动和执行器失效故障的对四旋翼无人机系统的影响,针对四旋翼无人机系统的扰动项,构造区间观测器进行估计,并结合估计值进行标称控制器设计,通过引入补偿项削弱了执行器失效故障对系统带来的不利影响,依据反步控制的基本框架完成了四旋翼无人机鲁棒补偿容错控制器的设计。仿真结果表明,设计的容错控制器能够缓解干扰和故障对系统的不利影响,提高了四旋翼无人机的安全性能。

批量导入功能在电机图文档管理中的应用

本课题针对CAXA V5 PDM软件的批量导入功能进行研究,用以满足电机产品图文档管理的需要。电机是一种极具系列化特征的产品,不同型号之间有很多相同的零部件,即零部件的借用十分频繁,这就给我们选择图文档管理软件提供了依据。批量导入功能是为方便用户向管理系统录入图纸而开发的,它实现了图纸的批量导入和图纸结构的自动生成,其强大的功能能够很好的适应电机这种系列化产品图文档管理的要求。希望通过本课题的研究为系列化产品的图文档管理提供了一个较为合理的解决方案。

用于高压测量的MEMS硅-玻光纤FP压力传感器

研究了一种基于微机电系统(MEMS)技术用于高压测量的硅-玻光纤法布里-珀罗(FP)压力传感器。该传感器以硅材料作为敏感元件,将电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀后的单晶硅膜片和高硼硅玻璃阳极键合构成FP腔。传感头使用MEMS技术批量制造,结构稳定、抗过载能力强、在高压环境下不容易失效。实验结果表明,该传感器能够实现30 MPa的高压压力测量,灵敏度为46.94 nm/MPa,线性拟合度为0.99897,测量结果具有较好的一致性和可靠性,所设计的压力传感器在高压检测方面有很强的应用前景。

单元寿命服从任意分布的共载并联系统可靠性

在共载并联系统可靠性分析的基础上,根据条件概率及全概率理论,将系统各单元在各载荷阶段的寿命过程通过等效累积失效概率模型折合到后续寿命过程中,给出任意寿命分布下的共载并联系统可靠性模型通式.然后分析其求解方法,建立系统可靠度的蒙特卡罗仿真方法.为满足工程需要,提出系统可靠度的上下界法.算例证明了模型及算法的通用性、可行性.

一筒多航行体水下连续发射数值仿真研究

一筒多航行体水下连续垂直发射过程中,内置发射邻筒之间溢出的燃气与水交互形成复杂形态燃气泡,而燃气泡的膨胀-收缩特性会对水下连续发射流场产生影响。为了研究航行体连续发射过程中筒口压力场及其对弹体流体载荷特性影响变化规律,利用VOF多相流模型和用户自定义函数控制的动网格技术,取发射间隔为2 s,两发航行体连续发射过程进行数值模拟。仿真结果表明,首发航行体离筒后,经历1 s时间历程,筒口压力场的脉动明显减弱,次发航行体离筒后,筒口流场呈现明显的非对称分布;首发航行体离筒形成的筒口气泡为后续航行体发射通道上创造气幕环境,使得次发航行体轴向载荷Fx减小,以及对筒口的相邻设备亦起到了降载效果,但筒口气泡的不对称发展导致了航行受到的偏转力与偏转力矩出现剧烈震荡,从而将影响航行体初始弹道。该研究结果可以为一筒多航行体水下发射方案论证提供参考。

Automatic Wireless Power Supply System to Autonomous Underwater Vehicles by Means of Electromagnetic Coupler

With the aim of sending electric power to autonomous underwater vehicles(AUVs), an automatic wireless power supply system by means of electromagnetic coupler was proposed. An equivalent circuit of the electromagnetic coupler with compensating capacitors was presented to analyze the performance of the system.The magnetizing inductance and leakage inductance, which are important for choosing compensating capacitors,were calculated by finite element analysis(FEA) methods. Then the voltage gain, power loss and system efficiency were analyzed to optimize the winding turns. Finally, a phase-shift full bridge zero-voltage-switching converter and an electromagnetic coupler were produced. The experimental results demonstrated that the proposed system has a high voltage gain with small variation and sufficient power feeding.