电磁轴承自抗扰控制的抗扰能力

自抗扰控制超调小、响应快、稳定误差小,具有很好的抗扰能力和鲁棒性。本工作以10 kWh飞轮储能系统为研究对象,针对电磁轴承PID控制在抗扰能力方面的不足,设计了双闭环自抗扰控制系统。利用Simulink建立了单自由度磁轴承的双闭环自抗扰控制系统,通过在不同位置施加随机噪声信号,验证了自抗扰控制在磁轴承控制应用中的控制能力(忽略机械误差干扰),并对比分析了自抗扰控制和PID控制的抗扰能力,发现自抗扰控制系统的响应超调和稳态误差都可被控制在±5%以内,并且具有更好的抗扰能力,为电磁轴承自抗扰控制器的实现提供了设计参考。

解“题”进行时:丰都县发展壮大农村集体经济的实践探索

扶持村级集体经济发展,壮大村级集体经济实力,是新时期新阶段对农村“统分结合、双层经营”基本经济制度的完善,是推进农业适度规模经营、优化配置农业生产要素、实现共同富裕、提高农村公共服务能力、完善乡村治理的重要举措,也是挖掘农村市场消费需求潜力、培育农村经济新增长点的重要手段。

非线性力支承下的磁悬浮转子陀螺效应解耦控制

电磁轴承非线性力支承的飞轮转子各自由度之间产生的强耦合,影响轴承转子系统稳定性。为此建立了径向四自由度的非线性电磁力-刚性转子动力学模型。在此基础上,提出了一种自适应径向基神经网络和滑模控制结合的算法(Adaptive RBFNN&SMC)。基于RBFNN对非线性电磁力和陀螺效应进行整体补偿,应用双曲正切函数作为滑模鲁棒项,对滑模控制进行改进,改善了滑模算法的抖振、抑制了质量不平衡扰动和随机扰动。根据Lyapunov稳定性理论证明了系统的渐进稳定性。最后通过仿真将提出的算法与PID算法和α阶逆系统算法对比,结果表明该算法能有效补偿非线性力、解耦系统和改善抖振问题,同时对于外界扰动具有良好的抑制效果。

创建“工程训练”国家级精品课程的实践

结合"工程训练"国家级精品课的建设实践,阐述了理论研究在精品课建设过程中的作用,分析了该课程的建设理念、课程定位、教学内容、方法和手段、师资队伍等方面的建设思路和措施。

基于数据拟合的模型重构和误差分析

在逆向工程技术研究和应用中,基于测量数据的数据拟合与误差分析,对于产品质量验证与产品优化设计具有直接的指导意义.以某齿轮齿廓测绘数据为基础,在MATLAB中分别采用了样条函数插值方法和多项式拟合方法实现齿轮齿廓曲线的重构,对函数插值与数据拟合进行了比较,并根据产品误差分析与验证的需要,运用数学统计方法获得产品误差数据,为产品原型误差分析和数据验证提供了有效的计算方法.

大承载力径向电磁轴承的建模设计与分析

根据10kW·h储能飞轮对支承系统的大承载力要求,提出12磁极E型径向电磁轴承结构,分析磁极个数对于支承性能的影响,建立12磁极径向电磁轴承的电磁力数学模型,并基于此对电磁轴承的结构展开设计。基于有限元软件,进行不同控制电流下的电磁轴承磁场分布仿真。基于所设计的径向电磁轴承试验台,进行不同间隙状态下的电磁力试验,仿真和试验分析结果验证了所提出磁轴承结构的合理性和可行性。

高温氧化腐蚀对热浸镀Al-Si-RE涂层表面形貌的影响

为满足航空发动机叶片材料1Cr11Ni2W2MoV钢在更加苛刻的使用温度下工作的要求,本试验对其表面进行了热浸镀Al-6%Si-4%RE处理.依据GB/T13303-91标准,在700℃对浸镀件和未镀件进行了5～600h的抗高温氧化腐蚀试验,并绘制了氧化动力学曲线.采用扫描电镜和能谱仪对浸镀件的形貌、组织及成分进行分析.实验结果表明,浸镀件的抗高温氧化性能远优于未镀件,其氧化时主要经历三个阶段,即氧化初期阶段、暂态氧化阶段和稳态氧化阶段.在氧化初期,表面产生不连续的Al2O8膜并没有起到抗高温氧化的作用;暂态阶段,表面形成连续的亚稳态θ-Al2O3膜;稳态阶段,θ-Al2O3发展为具有一定厚度且致密、连续的α-Al2O3膜,对基体具有良好的保护作用,是浸镀件抗高温氧化性的屏障.同时本工作根据氧化动力学曲线交点,提出耐热用热浸镀铝件在使用前需进行扩散退火处理的可行性建议.

600Wh飞轮转子形状优化设计

介绍了极限转速为15000r/min,储能量为600wh的空心飞轮转子的优化设计方法,根据飞轮储能系统设计要求利用三维软件SolidWorks对飞轮模型进行建模与有限元软件ansys workbench进行仿真分析与优化,首先进行初步建模,然后通过改变其模型轮辐曲线找到更优的飞轮形状并提取其轮辐曲线的结构参数,再通过多目标遗传算法对飞轮转子进行优化设计及研究,以飞轮质量更轻,极转动惯量更大以及应力应变更小为约束条件,提取其飞轮结构几何尺寸为设计变量进行优化,得出一种更优的飞轮结构形式。结果表明,优化后得到的飞轮转子形状较原模型相比性能更佳。

现代工程师的工程意识

从哲学、心理学原理及现代工程的基本属性出发,界定了现代工程师工程意识概念的内涵和外延,分析了工程意识与工程思维、工程活动的关系,明确了工程意识最重要的功能就是决策调控功能,工程意识具有现代工程活动本身所具有的实践性、系统性和创新性等本质属性;讨论了工程意识在工程技术人员素质结构中的位置和作用,以及工程意识与工程知识、工程技能、思维方式等构成要素之间的辩证关系;讨论了高等工程教育过程中工程意识养成的教育对策,认为以"大工程观"还原工程本身的面目,使工程教育"回归工程",以体现系统性、实践性、创新性特质的工程教育的"工程模式"进行高等工程教育系统的设计和运行,重视工程实践教学,有利于学生工程知识的结构性掌握以及工程思维习惯和工程意识的养成。

刚性飞轮转子-基础耦合系统的径向振动分析

以600Wh飞轮储能系统为研究对象,建立转子-基础系统的径向耦合动力学方程,通过数值积分法分别分析了不同飞轮转速对基础振动的影响和不同基础径向支承刚度对飞轮转子振动的影响,并采集了飞轮储能系统某一转速下的试验数据,与仿真结果对比,验证仿真结果的准确性。结果表明:定转子在平动和倾斜运动过程中都会受到转子固有频率,定子固有频率,不平衡量三个主要激励,改变飞轮转速或基础径向支承刚度会影响三个激励对应的频率分量和幅值。

弹性支承弯曲振动梁的频率方程及其特征值分析

由等截面直梁弯曲振动微分方程及其通解和弹性支承、中间固定支承与自由端的边界条件,推导出弹性支承弯曲振动梁的频率方程的解析表达式.并利用数值方法(二分法)计算出在不同弹簧弹性系数和梁的弯曲刚度下弯曲振动梁的前两阶特征值,分析了梁的弯曲刚度对特征值的影响.另外,通过给出的在不同中间固定支承位置下特征值随弹簧弹性系数变化的曲线,分析了弹簧弹性系数对特征值的影响.

努力实践“大工至善、大学至真”

明确了素质教育观下高等工程教育中工程训练的课程定位和教学目标;以现代教育教学设计理论为指导,探讨了高等工程教育系统过程中,工程训练这个实践性教学子系统的内在规律性,科学地设计、构建了较为系统的"案例-扩展"式的工程实践教学体系,探讨了工程素质教育的实施途径和方法。

接触应力对飞轮转子动力特性的影响

飞轮储能系统中转轴与其过盈配合部件之间的接触应力对转子动态特性有十分重要的影响。以600Wh飞轮储能系统为研究对象,通过理论计算得到各配合处过盈量的范围,并运用有限元分析工具Ansys Workbench建立有限元模型,通过在轴上各过盈配合处设置过盈量,分析了不同过盈量下对转子系统的应力和模态振型的影响。仿真结果表明,过盈量的选取满足系统的性能要求,不同的过盈量对转子系统的模态和应力有很大的影响,接触应力在同类型飞轮储能系统有限元分析时不能忽略。

材料铺排顺序对储能飞轮应力影响规律研究

以复合材料储能飞轮为研究对象,分析材料铺排顺序对飞轮应力的影响规律。针对飞轮的结构特点,建立多层过盈配合复合材料轮缘应力分析模型,通过ANSYS Workbench软件分析不同材料铺排顺序下复合材料飞轮的径向、环向应力分布情况。结果表明:在转速一定的条件下,当各层轮缘材料相同时,使用玻璃纤维时受到的应力最大,使用碳纤维T800时受到的应力最小;当各层轮缘材料不同时,内层采用成本较低的玻璃纤维,中层采用碳纤维T300,外层采用成本较高的碳纤维T800受力最均匀,变化梯度最小。研究结果将对复合材料储能飞轮的设计和优化工作有一定的参考价值。

大支承力径向电磁轴承结构设计及试验研究

为实现电磁轴承在重载工况下更好的悬浮效果,对径向电磁轴承提出了大支承力的要求,要求在绕组中加载大电流时磁场分布保持均匀,以保证在不同气隙下电流与力的近似线性化。设计了E形径向电磁轴承结构,利用ANSYS Maxwell,以最大承载力为目标对磁场分布进行分析,并且通过变换轴承定子气隙参数,测试出电流变化而产生的不同电磁力,验证了径向电磁轴承支承性能。

转动惯量比对飞轮转子系统稳定性影响

飞轮转子系统的结构布局对其高速旋转的稳定性有至关重要影响,以600Wh飞轮储能转子系统作为研究对象,通过建模及理论分析得到了转动惯量比与旋转运动稳定性之间存在的关系,采用转子动力学专业分析软件SAMCEF Rotor分析了两种不同转动惯量比转子的涡动频率振型,临界转速等。有限元分析结果和理论建模分析结果互为验证,结果表明:当转动惯量比接近1时,对工作转速超过一阶临界转速的飞轮转子系统,转动惯量比小于1时稳定性较转动惯量比大于1时更有优势,研究结果对以后大容量飞轮储能转子系统结构设计有重要参考依据。

柔性支撑转子支撑刚度对临界转速的影响分析

旋转机械的工作转速在其临界转速分布范围内会产生剧烈振动,严重时会使系统遭到破坏,因此研究临界转速的影响因素至关重要。建立柔性支撑的储能飞轮转子有限元模型,基于ANSYSWorkbench分析软件对不同支撑刚度条件下转子的临界转速进行计算和分析。通过计算结果分析支撑刚度对转子的前三阶临界转速的影响,为使系统的临界转速偏离工作转速提供设计和调整依据。

盘式和柱式飞轮转子系统临界转速分析

针对飞轮储能系统升降速实验中极限转速为9300 r/min,小于飞轮储能的最高工作转速15000 r/min,这会大幅降低飞轮储能系统的最大储能量。为提高飞轮储能实验中极限转速,从结构设计角度出发,采用理论公式分析、SAMCEF Rotor有限元仿真分析并结合实验数据来研究盘式飞轮转子和柱式飞轮转子的临界转速分布规律及其稳定性。分析发现,质量相同、结构不同的盘式飞轮转子其二阶临界转速远远超过柱式飞轮转子,两者的一阶临界转速相同。根据不同工作转速和储能量要求的飞轮转子,采取不同的结构方案,确保其达到工作转速要求并稳定运行。

刚性飞轮转子临界转速下的振幅分析

对于高速旋转的机械来说,转子在达到工作转速范围前需要越过临界转速,为了保证转子能够平稳通过共振区,研究其共振幅值是有必要的。以600Wh飞轮储能系统为模型,建立了自转角加速度条件下的四自由度刚性转子瞬态运动微分方程,运用龙格库塔数值积分法分析了不同的角加速度和等效阻尼对两阶共振区幅值的影响规律,得出自转角加速度和阻尼会明显影响平动的共振幅值,且角加速度值存在着一个最佳值,而倾斜运动的共振幅值只会明显受到阻尼的影响。

基于ANSYS Workbench的飞轮转子临界转速计算分析

以电磁轴承支撑的飞轮转子为研究对象,建立飞轮转子的有限元模型,基于ANSYS Workbench软件对转子系统临界转速进行求解。分析了阻尼和支撑刚度对飞轮转子系统前三阶临界转速的影响。结果表明,阻尼对飞轮转子临界转速没有影响,支撑刚度使临界转速增加,并计算出最佳的支撑刚度调整范围。