水泥生料成分的近红外光谱分析方法研究

水泥是一种重要的基础建筑材料,对社会生产有着重大的影响,实现水泥生料成分的快速检测对建筑行业的发展具有重大意义。本文基于近红外光谱分析方法研究了水泥生料中的Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)成分的含量检测,首先通过联合X-Y距离划分法对样品集进行划分,然后对训练集采用不同光谱预处理方法进行处理,最后采用偏最小二乘回归和支持向量回归分别对近红外光谱数据建立预测模型,并对预测结果进行分析比较。研究结果表明,采用S-G平滑预处理和偏最小二乘回归建模的近红外光谱分析方法检测效果较佳,Al_(2)O_(3)检测模型的决定系数R2为0895,预测均方根误差(RMSEP)为0072;Fe_(2)O_(3)检测模型的决定系数R2为0732,RMSEP为0023。研究结果为水泥生料成分的检测提供了有效的分析方法,促进了水泥行业的进一步发展。

基于GA-AANN神经网络的SDQ算法的航空发动机传感器数据预处理

为实现对输入健康管理系统的航空发动机传感器数据进行数据鉴定、故障诊断以及去除噪声信号干扰,提出了一种航空发动机传感器数据预处理方法。针对双通道传感器航空涡扇发动机,搭建了以合理性检验模块和解析冗余检验模块为主要内容的SDQ算法模型,利用遗传算法优化的AANN神经网络实现传感器的解析冗余检验。采用蒙特卡罗仿真方法,将改进的SDQ算法与一种基于最小二乘法的SDQ算法进行对比仿真验证。结果表明,本文提出的SDQ算法在发动机稳态条件下对阶跃故障和漂移故障隔离的平均正确率分别提高了1.7%和19.1%,在发动机动态条件下对阶跃故障和漂移故障隔离的平均正确率分别提高了12.5%和33.8%。且在多传感器故障诊断和除噪方面性能优异,处理后的传感器信号平均信噪比提高了8.27dB。

采用电动式激振器的混合试验系统设计

混合试验是一种将数值模拟与物理试验相结合的新兴结构抗震试验方法,是一种评估非线性结构和系统性能的先进试验方法。该文提出了一种采用电动式激振器的混合试验系统设计方法。该方法以电动式激振器为作动器,并采用 MATLAB 软件、STM32 系列单片机、串口通信技术、等效力控制方法以及位移传感器、力传感器等构建了一套包含硬件和软件的完整的混合试验系统。为了检验所设计混合试验系统的性能,选用粘弹性阻尼器作为试验子结构,对加入粘弹性阻尼器的单自由度框架结构进行了混合试验分析,结果表明:该文设计的混合试验系统数据通信可靠,整个系统可行、有效。

涡轴发动机分布式控制系统架构设计

针对民用涡轴发动机,以当前高温电子元件技术的成熟度为主要依据,提出了适合当前涡轴发动机分布式控制系统的架构为数据集中器与智能节点混合的部分分布式系统架构。针对某型涡轴发动机进行了分布式控制系统架构方案的详细设计,将系统划分为1个FADEC(Full Authority Digital Engine Control)节点,2个智能处理器节点和2个数据集中器节点,并重点确定了各节点的功能划分及信号传输。为了提高控制系统的模块化程度,基于IEEE 1451标准对分布式系统中的智能节点(包括智能传感器、智能处理器和数据集中器)进行了设计。

基于QT的太阳能充电显示界面的设计

对提高太阳能充电效率的研究,需要对太阳能充电的整个过程进行严密的监控。为了方便太阳能充电技术的研究,提出了一种基于QT的太阳能充电显示界面。该显示界面基于Liniux系统中的Qt模块设计,可以实时动态地显示太阳能充电过程中电压的数值及变化情况,对太阳能充电系统的改进与优化以及科学研究具有重要意义。

随机干扰的变风量空调模糊迭代学习预测控制

针对汽车变风量空调实际运行中存在的随机干扰,提出了一种基于二维框架理论的模糊迭代学习预测控制方法。首先对变风量空调系统进行线性建模;然后将空调系统作为间歇过程,利用二维框架理论得到二维状态空间模型;随后基于模糊理论介绍了变学习速率与预测步长的迭代学习预测控制器的设计方法。最后通过对比不同干扰信号条件下的跟踪响应发现模糊迭代学习预测控制不仅对周期性干扰具有较好的鲁棒性,而且在随机干扰条件下,依旧能够保持较好的跟踪性能。仿真结果验证了该方法的有效性。

某型涡扇发动机喷口控制系统数控改造方案设计

某型涡扇发动机采用的机械液压控制系统的喷口控制系统质量大、结构复杂、控制性能有限,在加力时产生一系列故障问题。在对原机械液压式喷口控制系统进行分析的基础上,提出对应的数控改造方案,建立仿真模型,并对此喷口数字电子控制系统进行仿真测试。结果表明:数控系统在发动机加力比变动的情况下,可以实现对喷口面积的有效控制,比原机械液压系统具有更好的控制品质,且对于不同的飞行条件也具有一定的适应性。

某型涡扇发动机防喘控制系统建模与仿真

某型发动机的防喘控制系统曾多次出现故障,影响发动机正常工作。为了更好发挥发动机性能,有必要对防喘控制系统进行分析,了解其特性。对某型发动机的防喘控制装置的结构及功能进行了分析。具体说明了防喘控制装置模型的建立方式。针对建立的模型对于防喘控制系统特性进行了仿真,得出了真实防喘控制系统实现的控制规律,验证了模型的稳态及动态特性与真实的防喘控制系统一致,确定了模型的可靠性。

基于ARMA的航空发动机传感器故障诊断及实时验证

提出一种基于时间序列分析的航空发动机传感器故障诊断方法,通过正常数据离线训练得到ARMA模型,然后在线进行实时故障诊断,可以诊断出航空发动机传感器可能发生的故障。为了验证故障诊断算法的实时性,搭建了基于工控机、故障诊断器和上位机的硬件在环仿真平台,采用自动生成的代码与嵌入式手写代码相结合的方式,将算法下载至基于FPGA+DSP的故障诊断器中进行验证。结果表明,数字仿真条件下ARMA故障诊断算法可以准确地诊断出传感器偏置故障。搭建的硬件在环仿真平台可以实现对算法的实时性验证,加入XNLPC传感器偏置故障,ARMA算法在故障诊断器中的运行时间为1.33 ms,具有工程应用价值。

基于AMESim和MATLAB的燃油调节器可视化联合仿真

针对某型弹用发动机燃油液压机械系统搭建的高保真模型存在的结构复杂,并导致其交互性、可扩展性差且难以演示的问题,采用活性能量指数的方法分析简化其 AMESim 模型,同时基于 MATLAB/GUI 设计了燃油调节器仿真界面,实现了燃油调节器可视化虚拟仿真平台的构建。结果表明:该可视化界面友好、操作简便,能够直观反映燃油调节器的调节功能,为辅助用户设计和分析提供了良好的交互性和可扩展性。

基于多模型的航空发动机传感器混合故障诊断方法

本文在多模型架构下,提出一种航空发动机传感器在线混合故障检测与隔离算法。利用长短期记忆网络逼近航空发动机建模误差、健康参数变化、过程噪声和测量噪声等不确定性源引起的真实发动机与机载模型之间的偏差。将传感器测量输出与不确定性值的偏差用于一种基于多模型的混合卡尔曼滤波器组算法中,利用贝叶斯方法计算每个传感器在健康模式和不同故障模式下的条件概率,然后根据最大概率准则进行传感器故障检测与隔离,克服了阈值难以选取的问题。针对某型涡扇发动机传感器发生偏置故障、漂移故障和间歇性故障的情形进行仿真验证,并对比了不同传感器之间的检测与隔离精度。结果表明:所提出的方法可以在更高水平的退化下诊断出发动机传感器常见的故障,混合方法对不同不确定性源具有鲁棒性。

民用涡扇发动机燃油系统健康指标选取

针对民用涡扇发动机燃油系统工作环境恶劣、性能衰退情况频发、表征健康状态的量化指标缺乏的现状,通过机理分析对发动机燃油系统关键部件(燃油计量装置、压差控制器、主燃油泵和增压关断活门)的健康指标选取策略进行了研究。基于已验证的某型民用涡扇发动机燃油系统AMESim模型,注入计量活门内泄漏、电液伺服阀零偏增大、压差活门内泄漏、主燃油泵外泄漏等典型的性能衰退模式进行了性能衰退仿真,并根据燃油系统可测量信息选取了计量活门组件、压差控制器、主燃油泵等作为特定性能衰退模式的健康指标。仿真结果表明:所选取的健康指标对于典型性能衰退模式表现出了良好的监测能力,可作为燃油系统健康状态量化指标评估标准,为燃油系统健康管理和视情维修策略的制定提供参考。

基于鲁棒滑模策略的电机伺服系统内模控制

在模型不确定性和干扰状态下建立了基于鲁棒滑模策略的改进内模控制模型。这种控制模型的特征表现为,将内模控制策略和滑模控制结合起来,在模型不确定条件下也可以高效控制,且系统的抗干扰性能显著提升。另外由于引入了二自由度增强型内模控制,大大提升了对未知扰动的鲁棒性。仿真与实验研究结果发现,建立的这种控制器跟踪精度和稳定性高,且在模型不确定和受扰条件下,也表现出良好的鲁棒性。

高空台试验设备管控平台构建技术研究

针对目前我国航空发动机高空台试验设备数据利用率不高、试验流程智能化管控水平不足的问题,借助国内外大型设备管控的先进经验,构建高空台试验设备智能管控平台,有效地保障试验设备安全、提高试验效率。基于智能运维、数据挖掘等技术,提出高空台试验设备智能管控平台的设计框架,总结平台涉及的基线建模、数据库构建等关键技术,以期实现高空台试验设备、试验数据、软件资源的智能管理和试验设备的协同运行,促进我国航空发动机高空模拟试验智能化发展。

课程思政在实践教学中的建设初探——以光学课程设计为例

把思想政治教育融入专业课程,贯穿于教育的各个环节,培育时代新人是一项非常重要的工作。由于实践教学开展方式的特殊性,理论课程课程思政教育的方式方法,在实践类课程中并不完全适用。以光学课程设计为例,对实践教学课程思政的教学目标、整体思路、重大举措和推进步骤等进行探索,挖掘凝练思政元素并合理设置课程思政融入点,提升学生的综合素质,真正实现全员、全过程、全方位立体化育人,构建全课程育人格局。

某型大推力氢氧补燃循环发动机建模仿真

针对某型泵压式补燃循环液氢/液氧火箭发动机,分析其系统组成和工作过程。基于MATLAB/Simu-link仿真环境,利用模块化建模方法开发了发动机通用部件模块。提出了构建发动机模型的三层次结构,采用内外循环的发动机建模方法,建立了该型发动机系统主级阶段非线性动态仿真模型,建立的模型具有精度高、收敛速度快等特点,为后续的发动机控制系统和故障诊断研究建立了一种灵活的仿真平台。

基于H∞回路成形的变循环发动机多变量控制

为了进一步提升变循环发动机的性能,针对3输入3输出变循环发动机模型,利用相对增益矩阵(RGA)分析了发动机内部的耦合性;采用基于目标函数的2自由度H∞回路成形法设计了多变量控制器,并与传统单变量PI方法做了对比。仿真结果表明:多变量控制系统具有良好的扰动抑制能力和跟踪性能,且能够顺利实现模态转换;与单变量方法相比,在同等的穿越频率及相位裕度约束下,n1回路阶跃响应的超调量减小了95.3%、调节时间缩短了51.5%;πe回路的最大偏移量减小了89.69%、调节时间缩短了27.4%。表明多变量方法可以对变循环发动机进行有效控制且在跟踪控制过程中的性能更优,可以显著提升变循环发动机的性能。

智能燃油计量装置故障诊断算法研究

在分布式控制系统框架下,为完善智能装置功能,以某型民用发动机燃油系统为研究对象,将其关键部件燃油计量装置作为一个智能装置节点,基于SDQ-ARMA系统算法进行位移传感器数据确认与故障诊断,并针对其计量活门的静摩擦力增大的特定性能衰退模式,在提取燃油系统传感器的时域特征的基础上,构建了基于SVM的故障检测算法流程,对燃油系统联合仿真模型进行验证,仿真实例中,故障诊断算法软硬件仿真一致,表明研究算法具有实时性,可为智能装置算法开发提供参考。

基于RVE方法的炭黑填充黏弹性材料力学行为研究

黏弹性材料在消声降噪、精密仪器减振和建筑结构防震减灾等领域存在较多应用。炭黑、白炭黑等填料体系是黏弹性材料的重要组成部分。该文采用随机序列吸附方法,建立了不同体积炭黑填充黏弹性材料的代表体积单元(RVE)模型,基于有效体积分数对有限元模型进行修正,从细观尺度对不同体积分数炭黑填充黏弹性材料的弹性力学行为和动态耗能指标进行了计算分析,与经验值和试验结果进行了对比验证。结果表明:采用有效体积分数建模时,RVE方法计算得到不同体积分数下炭黑填充黏弹性材料的应力-应变曲线、动态耗能指标均能与试验和理论结果较好吻合。

基于粒子群模糊PID控制的自整角机伺服系统

针对自整角机伺服系统的控制问题,提出将粒子群优化算法应用于模糊控制当中,以改良伺服系统的控制性能。系统将粒子群优化得到的比例因子与量化因子送入模糊控制中的模糊化与反模糊化环节动态调节控制系统的权重因子,再由控制系统调节自整角机的伺服系统。在Matlab/Simulink环境中进行系统的仿真实验测试,试验结果表明:粒子群模糊PID控制系统的超调量仅有3.4%,调节时间为3.945 s。在针对自整角机伺服系统的实验中粒子群模糊PID控制器展现了良好的动态性能,收敛速度快,控制精度高,适应性更强,抗干扰能力强,且在角度跟踪问题上具有良好的跟踪特性,对实际的自整角机伺服系统设计具有参考意义。