装备研制经费概算论证研究与分析

为规范与加强国防科研试制费管理,保障国防科研任务顺利完成,提高资金使用效益,2019年,财政部颁发了《国防科研试制费管理办法》,以下简称办法。办法中明确了装备研制项目经费内容构成以及测算方式,为装备研制立项经费概算论证提供了理论依据,并形成了统一的标准与要求。但在执行中,由于项目研制情况的差异性与特殊性、工作具体实施的复杂性以及论证人员对办法理解的偏差,研制经费概算论证工作在办法应用的过程中存在诸多问题,形成了论证难点。在这样的背景下,本文以办法为依据.

辐射传热时活塞式气缸中加热气体的最大膨胀功

对热辐射传热定律q.∝Δ(T4)下,给定初态内能、体积,末态体积以及过程时间时,加热气体膨胀的最优构型进行了研究,利用最优控制理论得出最大膨胀功输出时膨胀的最优构型由两个瞬时绝热分支和一个E-L分支组成的结论。给出了各分支之间转换点参数的求解方法及最优构型的数值算例,最后将线性唯象传热定律、牛顿传热定律、平方传热定律、立方传热定律和辐射传热定律下加热气体膨胀的最优构型进行了比较。结果显示,随着传热指数的增加,理想气体的内能呈现出明显的整体增加趋势,而体积则呈现出明显的整体减小趋势。

线性唯象传热热机系统最大效率时的最优构型

对内可逆热机在线性唯象传热条件下给定输入能和循环周期的最优构型进行了研究,利用最优控制理论得出了最大效率时热机的最优构型为八分支结构,其中包括两个等温分支、四个最大效率分支和两个绝热分支.利用数值计算方法求解了最优构型,给出了数值算例,并与牛顿传热规律下最大效率的最优构型进行了比较.

一种基于虚拟仪器技术的船用主机故障诊断专家系统

文章介绍了一种基于虚拟仪器技术的船用主机故障诊断专家系统.该系统针对某型船船用主机的故障特点,运用在线监测和虚拟仪器技术,软件部分以VB语言及SQL语言编写,对主机的常用技术参数具有实时监测的能力,并能根据故障现象和故障参数快速、方便、准确地确定主机故障部位及原因,给出修理方案,指导主机装备的维护与修理.

电化学酸化池降低海水pH值过程灰色系统模型研究

电化学酸化池降低海水p H值过程中氢离子通过离子交换膜从阳极室进入中间腔的传输过程涉及复杂的电化学、动力学,在缺乏相关信息情况下,电化学酸化池可视为信息不完全的灰色系统。基于灰色系统理论对2种电化学酸化池降低海水p H值过程进行研究,分别建立其灰色GM(1,N)幂模型及其派生GM(1,N,x^((1)))幂模型。结果表明GM(1,N,x^((1)))幂模型模拟结果优于GM(1,N)幂模型结果;电化学酸化池工作时间、电流、电压、电阻均对氢离子传输过程存在影响。所得结果有助于初步理解电化学酸化池运行规律,对进一步建立电化学酸化池降低海水p H值过程氢离子传输理论模型及实际电化学酸化池工作过程的操作具有一定理论指导意义。

增压锅炉与涡轮增压机组匹配特性仿真分析

考虑涡轮增压机组与增压锅炉的配合工作关系,基于热能动力系统通用仿真平台SimuWorks,解决了烟气涡轮和压气机的流体网络解算问题,开发了增压机组与增压锅炉两者联合工作的仿真模型,通过实验数据验证了仿真模型的正确性,在此基础上研究分析了环境温度和锅炉负荷变化等对增压锅炉与涡轮增压机组的稳动态匹配特性的影响。计算结果表明,机组加速动态过程辅助汽轮机需补充的功率远大于稳态工况的功率平衡计算值。本文的仿真结果可为涡轮增压机组与增压锅炉的匹配设计提供参考。

回汽控制对舰用蒸汽动力系统的影响

[目的]船用蒸汽动力系统在紧急减速或换向操作过程中,回汽控制技术是缓解锅炉内锅筒超压问题的有效手段,需对其带来的影响进行研究。[方法]建立增压锅炉、主汽轮机和螺旋桨等设备的蒸汽动力系统仿真模型,针对大型舰船紧急减速过程和换向操作过程中快关阀无回汽、快关阀有回汽、慢关阀无回汽这3种工况,开展回汽控制特性的仿真对比分析。[结果]仿真结果表明:回汽控制可以有效避免紧急减速过程和换向过程中的锅筒超压问题,且系统稳定耗时分别缩短了3 min和1 min左右。[结论]研究成果可为舰船机动性设计和安全性设计提供参考。

船舶蒸汽动力系统虚拟设计分析测试平台的开发

为对船舶蒸汽动力系统提供有效的设计方案验证手段,以模块化建模系统软件MMS和人机交互软件MMI为基础搭建动力系统虚拟设计分析平台,并以实测数据为基础对平台进行整定。通过与热平衡参数的比较,验证分析平台计算的准确性。再通过虚拟试验比较两种水位控制方案的效果。发现单通量控制方案和三通量控制方案均可实现蒸汽发生装置的水位控制,但三通量控制方案的液位波动小,稳定速度快,相较单通量控制方案更具有优势。

基于模糊神经网络的故障诊断方法研究

将模糊原理引入神经网络,对机械设备的故障诊断方法进行了研究,介绍了具体实现过程及原理,论证了单症兆和多症兆诊断的模糊模型分别与一定条件的单层神经网络等价,建立了单症兆和多症兆诊断的模糊神经网络模型,并由此模型建立了模糊神经网络故障诊断专家系统(FNN)模型.介绍了该模型在66-10空压机上的具体实现过程.

船舶轴系设计中校验评估的配置化实现方法

[目的]传统船舶轴系设计等软件中的校验评估模块存在修改调整周期长、校验规则扩展性差等问题,需要予以解决。为此,[方法]采用配置化开发思想,对轴系设计中的评估指标类型进行模式划分,然后基于这些模式分析设计一套以表达式配置、计算结果配置式提取、计算表达式动态替换、设计结果校验评估为主线的校验评估实现方法。[结果]构建的设计类软件校验评估模块可以灵活地修改及扩展,并实现了支持该方法的通用表达式解析器。[结论]实际船舶轴系设计软件项目应用验证表明,所提方法可以在不修改程序源代码的情况下支持用户自定义校验评估规则,并能推广应用至设计类软件开发,提高相关工作的效率和灵活性。

基于数字孪生的舰船动力系统智能运维技术

[目的]为提高舰船动力设备的可靠性并降低维护成本,研究基于数字孪生的舰船动力系统智能运维技术及实现方法。[方法]首先,根据模块功能及结构体系需求,建立数字孪生特征的动力系统智能运维架构;然后,通过工况标杆库建立、控制参数智能寻优以及运行自优化,实现基于综合平稳度的智能控制技术;最后,根据基于知识、基于模型及基于大数据驱动的故障诊断方法,实现复杂系统综合故障诊断技术,形成以数字孪生为技术特征的动力系统智能运维体系。[结果]动力系统智能运维平台的应用案例验证了实现智能控制、故障诊断功能的可行性。[结论]研究成果可为舰船智能机舱的研究和设计提供参考。

基于人工神经网络的故障诊断专家系统

将人工神经网络引入故障诊断专家系统,探讨了该系统的原理及结构,分析了神经网络在该系统中的运用特点,并介绍了基于神经网络的学习机及推理机的原理,最后介绍了基于人工神经网络的66-10空压机故障诊断专家系统.

舰艇常规动力装备体系发展综述

为支撑舰艇常规动力装备体系化发展,加速推进动力装备与舰艇装备发展的协调匹配,构建和完善新一代常规动力装备体系,本文综述国内外舰艇常规动力装备的发展现状和趋势,并在此基础上凝练提出目前存在的主要差距,进一步构建舰艇常规动力装备的结构体系和技术体系,并对后续体系化发展的目标及方向进行了设想和展望。

往复式压缩机活塞杆故障仿真分析

提出了一种基于ADAMS和ANSYS Workbench的往复式压缩机活塞杆跳动故障的分析方法。利用Pro/E软件建立了一台2D型双缸双作用卧式往复式压缩机运动部件模型,分别在ADAMS和ANSYS Workbench中完成了模型的动力学分析,得到了活塞杆组件在不同跳动量下的有限元分析结果,并同现场实际故障诊断结果进行对比分析。分析结果表明:活塞杆跳动故障会引起整个活塞杆组件的加速度值增大,从而导致振动增大,并且随着跳动量的增加,活塞杆组件的加速度值逐渐增大,振动愈加强烈。此外,活塞杆的应力应变也会随着跳动量的增加而逐渐增大,在活塞杆的螺纹处、阶梯处和活塞杆与十字头连接处应力集中明显,易发生断裂的危险。

基于特征相关分析的柴油机故障诊断方法研究

针对平稳过程和线性系统统计方法对柴油机工作状态诊断失效问题,提出了一种特征提取与相关分析相结合的柴油机故障诊断方法。对不同工况的柴油机缸盖振动信号提取时域特征、频域特征和时频特征,建立标准特征矩阵和未知特征矩阵,利用相关分析方法分析不同工况信号的相关程度。以某六缸柴油机实验台为研究对象,分别对正常、撞缸、失火和小头瓦磨损4种工况进行模拟。数据验证结果表明,该方法可准确识别正常、撞缸、失火和小头瓦磨损,证明了相关分析方法的有效性;同时,以敏感度系数对各个故障特征进行评估并排序,分析得到撞缸和小头瓦磨损两种工况的故障敏感特征主要集中在时域,而正常和失火两种工况的故障敏感特征除了时域还集中在频域和时频域。

基于卷积神经网络的蒸汽动力系统故障诊断

[目的]为了提高船用动力系统的故障诊断水平,基于卷积神经网络对船用增压锅炉进行实时诊断研究。[方法]首先,基于GSE平台开发船用增压锅炉的仿真程序,获得模拟故障数据,在此基础上利用卷积神经网络方法建立增压锅炉的故障诊断模型;然后,根据温度、流量等参数的变化趋势,结合先验知识与机器学习方法进行故障识别,并采用混淆矩阵、精确度等评价标准对该方法进行性能评估。[结果]根据特征提取后的数据集与原始数据集的对比结果,模型输出结果的稳定性与模型的泛化能力均得以优化提升,整体故障分类精度可达99.53%。[结论]研究成果可为船用动力系统的智能化监测提供参考。

基于调距桨推进系统的稳态特性仿真

为有力支撑船舶推进系统的优化改进,预测系统稳态特性,建立柴油机、齿轮箱、轴系、调距桨等子系统的数学模型,并在Simulink软件平台上搭建推进系统仿真模型。利用船模试验结果验证仿真模型的准确性,基于典型设计工况下的系统控制参数对稳态特性进行计算,分析了船、机、桨匹配参数对船舶动力性和经济性指标的影响。结果表明:当螺距比一定时,随着主机转速的增大,全船航速随之呈现增大趋势;当主机转速一定时,随着螺距比减小,全船航速变得越来越小;合理选取主机转速和螺旋桨螺距比时,可以实现船舶的最大航速。

模糊算法对柴油机电控共轨燃油系统轨压控制的影响

为了改善柴油机缸内燃烧效果,提高电控共轨系统压力控制精度,利用SIMULINK软件设计了鲁棒性较强的模糊-PID联合控制器,针对电控高压共轨燃油喷射系统的特点建立了仿真模型,模拟计算了模糊-PID联合控制器对共轨压力波动的控制过程,利用试验对仿真结果进行了验证,并探究了标准PID和模糊-PID两种控制器的优越性。结果表明:模糊-PID联合控制器具有良好的稳压作用,显著提高了共轨系统的灵敏程度,且设计参数的选择和匹配合理可行。同标准PID控制器相比,模糊-PID联合控制器的误差小,控制精度高。

一种便携式柴油机专家诊断系统

建立了适用于柴油机负荷调整和故障诊断的数学模型和新的故障诊断方法,根据船用柴油机的具体特点,选取循环功、排气温度等9个热力性能参数为监测参数,实现气缸漏气、负荷变化等6种故障原因的故障诊断.

虚拟仪器设计中的关键技术研究

对采用虚拟仪器技术设计的测试仪器软件、硬件的核心技术进行了介绍.通过实际运用,证明这些方法是行之有效的.