某尾矿库销库工程回采设计及稳定性研究

对销库尾矿库进行尾矿回采,是提高矿产资源利用率的有效途径,而滑坡、溃坝等灾害事故在销库工程中频发。为探究出高效经济的回采方式,以多雨潮湿地区某尾矿库销库工程为例,通过分析技术条件进行方案设计,并基于数值模拟手段进行稳定性分析。结果表明:该尾矿库宜采用坝前干式+库内湿式的联合回采工艺,按由内到外、先库后坝、从上至下、单层开采的顺序进行回采,在回采过程中坝体稳定性均符合安全要求。

铁水脱硫渣固化土基层材料力学性能研究

基于土壤固化技术,将铁水脱硫渣、高炉矿渣微粉、普通硅酸盐水泥与素土按一定比例拌和制备铁水脱硫渣固化土基层材料,通过击实、无侧限抗压强度、劈裂强度等试验对其性能进行测定,并分析物料掺量对铁水脱硫渣固化土力学性能的影响,结果表明:提高铁水脱硫渣掺量和降低矿渣微粉掺量均会使混合料最大干密度增大、最佳含水率下降;铁水脱硫渣固化土基层材料具有较好的力学性能,7 d无侧限抗压强度均大于6 MPa;当矿渣微粉掺量为40%时,铁水脱硫渣固化土基层材料达到力学峰值,道路基层强度最佳。

基于阿克曼原理的4WID/4WIS汽车循迹控制研究

针对四轮独立驱动、独立转向汽车循迹控制精度和转向稳定性兼容问题,同时考虑减小轮胎磨损,延长轮胎使用寿命,本文基于阿克曼转向原理和RBF神经网络PID理论,提出了一种自适应的循迹控制方法.首先,设计了基于RBF神经网络PID理论的自适应转向控制器,用于控制前内轮转角,保证循迹精度;其次,后内轮以减小质心侧偏角为目标进行辅助转向,保证转向稳定性;接着,基于阿克曼转向原理,确定外轮转角,保证各轮侧偏力分配合理;最后,采用同一瞬心法,确定各车轮转速,以减小轮胎滑动率.本文搭建了CarSim和MATLAB/Simulink联合仿真平台,进行了仿真实验,结果表明:本文提出的循迹控制方法,不仅能获得较小的循迹偏差和质心侧偏角,保证了足够的循迹控制精度和转向稳定性,同时还减小了轮胎滑动率,有利于减小轮胎的磨耗.

某多雨地区尾矿库防洪安全及排洪能力研究

为了了解江苏某多雨地区某尾矿库的防洪安全程度及排洪能力,采用地方公式与通用公式对该尾矿库进行了防洪安全与排洪能力计算,并进行了安全可靠性判断。结果表明,通用公式法计算的洪峰流量及洪水总量均大于地方公式法计算结果;该尾矿库采用排水塔—转流井—排水管系统排洪能力较优,能应对200 a一遇的洪水。

4WID轮毂电机式电动汽车横摆稳定性滑模控制研究

针对目前所研究的四轮独立驱动(4WID)轮毂电机式电动实验车各轮驱动电机转矩独立控制且调节迅速的特点,对其横向失稳状态的稳定性控制进行了理论研究。采用分层方法,上层基于滑模控制理论,分别设计了以车身横摆角速度和质心侧偏角为控制变量并考虑其误差变化率的高阶滑模控制器,采用消除两控制变量耦合影响的协调控制策略产生维持汽车稳定所需的附加横摆力矩。根据所需附加横摆力矩的大小,在下层分配设定一个阈值判断模块,通过判定在效率车轮"差值驱动"或"差值驱动+差动制动同步协调"的四轮驱动/制动力协同分配这两种模式之间切换选择来产生附加横摆力矩的方法对汽车失稳状态进行主动干预,最后在所建立的包含"魔术公式"轮胎模型及集成电机控制模型的九自由度非线性4WID轮毂式电动汽车模型进行了典型试验工况下的仿真验证。结果显示,3个评价操稳性的重要参数在系统控制下得到很好地改善,横摆角速度的变化幅值能控制在0.291 rad/s以内,基本跟随转向输入的变化,且很好地跟踪二自由度理想汽车模型下的期望横摆角速度;同时质心侧偏角变化幅值则控制在0.077 rad以内,并接近所期望的质心侧偏角幅值0.025 rad;侧向加速度最大幅值也由无控制的8.224 m/s2变化到了6.545 m/s2,且跟随转向输入而变化。表明采用的控制方法能有效地提高汽车行驶工况下的操纵稳定性和主动安全性。

基于自适应模糊PID方法的轮毂无刷直流电机控制与仿真

针对轮毂式电动车用永磁无刷直流电机转速PID控制精度低、控制不稳定和响应滞后等特点,根据轮毂电机参数的变化,利用模糊控制对PID参数进行在线自适应调整,提出了一种基于自适应模糊PID的转速控制方法,获得了高精度的转速控制。首先分析永磁无刷直流电机的动态数学模型,在MATALB/Simulink平台下,将模型按功能进行子模块建模,并通过与S函数相结合构建无刷直流电机的转速自适应模糊PID的双闭环控制系统模型,最后考虑车辆实际行驶情况,进行了电机系统运行工况的仿真分析。结果表明,采用自适应模糊PID控制无刷直流电机,能够实现控制精度高、响应速度快、无超调,且系统对干扰和参数变化具有较强的鲁棒性,明显改善对电动车用轮毂驱动电机的控制效果,提高电动车辆行驶的操纵性和稳定性。

轮胎花纹沟槽变形特性研究

在考虑轮胎实际沟槽结构的基础上,建立了具有细致沟槽的子午线轮胎模型。基于该模型,利用有限元分析平台进行轮胎的静态接触分析。通过仿真模拟结果,系统分析了轮胎与路面接触过程中胎面沟槽形状和尺寸的变形特性,为轮胎泵气噪声研究提供了可能。

FSC赛车前悬架的运动学设计及优化

随着FSC赛车技术水平不断地提高,悬架系统的设计与优化成为各赛车队争相研究的新热点。以赛车动力学理论为基础进行悬架几何设计,采用Solid Works软件建立某赛车的前悬架三维模型;在ADAMS/Car环境下建立了赛车前悬架转向运动学仿真试验台,结合平行轮跳试验对前悬架运动学特性进行仿真研究;最后以悬架硬点坐标为优化变量,以减小四轮定位参数变化范围为优化目标,运用ADAMS/Insight模块建立了多变量多目标的悬架几何优化模型。仿真结果表明:给出的悬架几何设计方法有效地缩短了赛车研发周期,优化后的悬架几何使得四轮定位参数在轮跳中的变化范围明显减小,有利于赛车操纵稳定性能的提升。

基于Fluent的考虑旋转车轮影响的汽车外流场分析

以某型轿车为基础,建立了包含后视镜、车轮及车身造型的整车外流场模型,利用Fluent软件对车轮在静止与旋转条件下的外流场进行了数值模拟,并进行对比分析。仿真结果表明:旋转车轮影响整车所受的气动阻力和气动升力,同时旋转车轮还对车身底部和尾部以及后视镜处的涡流形态和尺度有很大影响。可见,旋转车轮对整车外流场的分析结果具有重要影响,不可忽略。

基于遗传算法的FSC赛车转向梯形设计及优化

转向系统的设计及优化一直是大学生方程式赛车操控性能提升的关键技术之一,逐渐成为各参赛车队深入研究的新热点。以赛车动力学理论为基础进行赛车转向运动学设计,推导了刚体轮胎和考虑轮胎侧偏角的阿克曼转向理想模型,以此为目标函数,建立了基于遗传算法的转向梯形断开点优化模型,最后结合整车仿真对两种优化后的转向梯形进行对比,结果表明:考虑轮胎侧偏角的阿克曼转向梯形能使外侧车轮获得更大的转角,减小赛车转弯半径,可提高赛车在弯道中的操纵性能,证明应在赛车转向梯形的设计过程中充分考虑轮胎侧偏角的影响;基于遗传算法优化后的转向梯形与理想的阿克曼转向模型符合度很高,有效地缩短了赛车研发周期。

虚拟轨道列车超螺旋滑模自适应导向控制

为提高虚拟轨道列车在参数不确定和未知外部扰动环境中自导向控制的鲁棒性能,针对列车运行中多输入多输出的过驱动控制问题,基于拉格朗日方程建立了多铰接列车的非线性导向控制模型,将等效轮胎侧偏力作为控制输入量;利用虚拟轨道离散点坐标与列车运行速度,建立了计算列车位置、速度与加速度的参考模型,设计了独立的列车导向控制器与纵向速度控制器;利用李雅普诺夫方法,基于传统滑模控制(SMC)和自适应超螺旋滑模(ASTSM)分别设计了2种列车导向控制器,利用轮胎逆模型计算了线控转向系统的转角控制量;建立了轮速分配模型,基于参考速度矢量,将列车纵向速度控制转换为每个轮毂电机的转速与电磁转矩控制;建立了7节编组列车的动力学仿真模型,通过变速和综合线路测试分析了轮毂电机转速和电磁转矩的响应过程,研究了车辆模块之间铰接作用力的分布规律,比较了SMC和ASTSM在参数不确定和未知外部扰动工况下的鲁棒性能。研究结果表明:建立的列车导向控制模型、运动参考模型与轮速分配模型是有效的;车辆模块的纵向速度跟踪误差小于1.5 km·h^(-1),车轮转速跟踪误差率小于1%;与SMC相比,当存在未建模动态、50%负载变化与未知扰动时,提出的ASTSM具有更好的自适应鲁棒性能,使车轴中心位置偏差能在有限时间内收敛至0附近;在侧向力干扰下,ASTSM的车轴中心偏差均方根与最大值分别为10和42 mm,分别降低了82%和61%;ASTSM在曲线路段中无明显的稳态偏差,且车间铰接角能一致地收敛至稳态值,保证了虚拟轨道列车的运行稳定性。

某尾矿库主坝压坡体加固及稳定性研究

采用压坡体的坝体加固方式并对压坡体进行修整,可有效改善尾矿库的坝体稳定性。以某尾矿库主坝为例,为解决其稳定性问题,基于该尾矿库的特殊性,采用修整压坡体的方式对坝体进行加固处理;结合数值模拟、方案比选的方式,对主坝整体边坡压坡前后及修整前后的坝体稳定性进行对比分析。结果表明:经压坡体压坡后,尾矿库主坝稳定性得到显著提升;减少工程量的修整方案对尾矿坝整体边坡抗滑稳定安全系数影响较小。