防波板连杆机构启闭过程动态优化设计

随着潜航器功能的复杂化,其内部可用空间高度紧张,可携带的能源受到极大的限制。为减少潜航器防波板启闭机构能源消耗及空间尺寸,针对防波板启闭机构开展了受力状态分析,基于Fluent仿真分析了防波板开启过程中所受的水动力,得到防波板水动力-开度函数,由此搭建了防波板启闭机构ADAMS动力学模型,基于控制变量法分析了不同结构参数条件下,防波板启闭全过程所需驱动力矩的变化规律,得出了使得防波板启闭全过程驱动力矩较小的结构参数。结果表明:采用优化结构参数后,其最大驱动力矩减小为8.812 kN·m,较现有结构最大驱动力矩(17.934 kN·m)减少了50.86%,优化效果较为显著。工作综合考虑了防波板启闭全过程中的动态受力情况,并优化得出了防波板启闭全过程驱动力矩均较小的结构参数,该方法对同类结构的全过程动态设计有借鉴意义。

冷热气流混合容腔温控系统建模及特性分析

面向高超声速飞行器总温模拟装置的冷热气流混合容腔温控系统主要由等离子加热器、电-气伺服阀、混合容腔等组成,存在难以建立精确数学模型、系统特性复杂等问题,从而导致开展气流温度控制方法研究难度较大。首先基于机理建模法建立混合容腔、电-气伺服阀数学模型,然后利用受控自回归滑动平均模型对等离子加热器进行开环离线辨识,从而得到系统的数学模型,并基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型,通过PID控制策略分析了混合容腔内冷热气流混合过程其出口气流温度的动、静态特性。同时通过实验与仿真结果对比,验证了冷热气流混合容腔温控系统数学模型的准确性,为气流温度控制方法的研究提供理论基础。

大减压比高压气动比例减压阀阻尼孔耦合特性仿真研究

设计了一种大减压比高压气动比例减压阀,采用先导控制方式,通过调节比例电磁铁推力控制减压阀输出压力。通过进气阀芯与先导阀芯联动,调节进入控制腔气量,从而控制主阀芯开度,调整主阀芯节流作用,最终控制减压阀输出压力,达到输出压力与电磁铁推力动态平衡。控制腔的压力受控制腔进气阻尼孔大小、排气阻尼孔大小及进气阀开度影响。为此,建立了该比例减压阀的动力学及热力学数学模型,根据动力学及热力学数学模型搭建比例减压阀系统仿真模型,通过数值仿真分析主阀芯控制腔进气、排气阻尼孔参数与进气阀芯开度间耦合特性对该比例减压阀输出压力的影响,进一步优化该比例减压阀结构,提高减压阀输出压力控制精度及响应速度。本研究对同类型高压气动减压阀优化设计及输出压力控制性能的提高提供一定参考。