基于扩张状态观测器的里程计定位补偿无人车轨迹跟踪控制

无人车的轨迹跟踪精度与车载传感器密切相关,应用图像、基站定位等方法容易受到实际中存在的各种干扰的影响导致传感器数据出现误差甚至丢失,进而影响无人车的轨迹跟踪精度。鉴于此本文以差速驱动型无人车为研究对象,提出了一种仅依赖轮式里程计的无人车轨迹跟踪控制方法,同时通过扩张状态观测器来估计总扰动的方式解决里程计在复杂工况下受干扰产生读数偏移以及长时间运行产生的累计误差等问题。本文首先对里程计的定位过程进行了分析,通过对里程计建立扩张状态观测器准确测量影响定位的干扰,并且针对里程计的偏差,采取扰动补偿措施以提升定位精度。随后对车辆的轨迹跟踪动态误差进行了深入研究,并设计了相应的误差方程,以制定轨迹跟踪控制策略。在实际弯曲道路测试中,车辆可以稳定在0.21 m的跟踪误差范围内,验证了本文所提方法的可行性和有效性。

船用三通调节阀流-固耦合噪声数值模拟

针对船用PN10DN32三通调节阀噪声声压频谱、声指向性等声学特性规律不明确,噪声声压级是否满足使用要求的问题,基于流-固耦合理论,同时考虑流-固耦合面及流体域内的脉动声学激励源,开展阀门噪声数值模拟研究。分别对三通调节阀在80%及60%开度阀外1 m处的噪声进行数值模拟,分析研究噪声声压频谱特性及声指向性规律。结果表明:80%及60%开度下的噪声声压级分别为49.14 dB(A)、50.79 dB(A),均小于60 dB(A)的噪声限制,满足使用要求。该文为船用三通调节阀噪声数值模拟提供了理论及方法参考。

70 MPa高压氢气瓶阀密封技术研究

全球正面对能源和环境的挑战,氢能源汽车已成为全球汽车行业的发展方向,车载储氢系统主要是由储氢气瓶、组合式瓶阀、溢流阀、减压阀、压力/温度传感器等组成,其中需要频繁开启的部件是组合式瓶阀,压力一般在35 MPa~70 MPa,最容易产生泄漏。目前车载氢能的储存压力一般为35 MPa, 70 MPa的也在进行技术攻关,不同于普通的工业用气瓶阀,70 MPa高压氢气瓶阀设计压力高,密封性能的可靠性直接影响了产品的使用安全。针对70 MPa高压氢气瓶阀密封材料进行研究,采用GB/T 528-2009标准对不同硬度和直径的O形密封圈进行性能试验,比较不同材料的密封性能,确保70 MPa高压氢气瓶阀密封性能安全可靠。

球阀开度及入口速度对固-液两相流场的影响

球阀广泛应用于固-液两相流的运输和流量调节。利用有限元软件研究球阀不同开度和不同入口速度下流场的变化,对于设计、制造球阀及优化球阀结构具有一定的指导意义。结果表明,阀门开度越大,轴截面流线越平直,压力梯度、速度梯度和流阻系数越小,流动状态越稳定;入口速度越大,轴截面流线越弯曲,压力和速度变化越明显,流动状态越紊乱,但流阻系数与入口流速无关。

角秒级定位精度气浮转台驱动参数调节方法研究

为实现气浮转台角秒级定位精度,基于20组驱动器经验参数及其定位精度数据,采用改进粒子群算法和BP(back propagation)神经网络对驱动器参数进行优化。该方法以粒子群优化神经网络为基础,通过混沌映射提高粒子位置随机性,引入莱维飞行策略防止局部最优;构建气浮转台进行驱动器参数优化对比试验,经验法整定后转台定位精度为±6.91″,优化整定后转台定位精度为±2.27″,提升67.15%;经验法整定后转台重复定位精度为±5.99″,优化整定后转台重复定位精度为±2.00″,提升66.61%,结果表明所提出的参数优化方法可以较好的提高定位精度。

核级锻钢截止阀流通特性分析及结构优化

分析四种不同阀体流道结构的核级锻钢截止阀,依据伯努利方程和GB/T 30832标准,应用Flow-Simulation软件对其阀瓣在全开状态下进行流通特性的有限元分析,模拟流场云图,计算出阀门流阻系数和流量系数,分析不同流道结构对介质流动的影响,对比在相同状态下哪种结构形式的锻钢截止阀流阻系数最低。优化偏心型阀体流道结构,降低阀门两端压力损失,提升其流通性能,对核级锻钢截止阀的优化设计提供技术支持。

水平井射孔簇内支撑剂分布数值模拟

为研究水平井射孔簇内支撑剂的运移规律,建立了水平井筒几何模型,并采用欧拉双流体模型分析了不同注入流量、压裂液黏度和注入φ(砂粒)对支撑剂运移规律的影响。结果表明,在水平井筒中,支撑剂的分布向趾部偏移。增加注入流速能促进颗粒的分散,但会降低射孔内的均匀性;提高压裂液黏度能减缓颗粒沉降,有助于支撑剂的均匀分布;增加注入φ(砂粒)会增加井筒堵塞风险,因此选择注入φ(砂粒)<10%。此外,雷诺数与归一化标准差呈自然对数关系,较高的雷诺数有助于提高颗粒在射孔流出的均匀性。

冷却剂泵试验台冷态调试性能分析

本文对某新建冷却剂泵试验台架冷态运行性能调试进行了概述,并进一步对台架测量误差和试验泵容差分别分析。结果表明:新建试验台架测量额定点与基准额定点误差为1.08%,其余试验结果与基准值误差均在1.6%以内,满足泵精度要求;以不同基准曲线额定点为试验泵性能要求,试验泵流量和扬程数据均在允许容差范围内。

轴流式止回阀碰撞噪声数值模拟及实验研究

采用LMS Virtual.Lab声学软件研究轴流式止回阀在关闭瞬间的碰撞噪声问题。研究结果表明:碰撞噪声具有明显的方向性,碰撞方向上的声压级大于垂直于碰撞方向上的声压级;随着阀瓣碰撞速度的增大,碰撞噪声辐射声压级也相应增大。同时进行了钢球撞击钢板的噪声测试实验,并对比分析了实验结果与数值模拟结果,验证了数值模拟方法的可靠性和可行性。该研究更好地了解阀门关闭时的工作状态,有助于提高设备的安全性,可以针对性地改进阀门,减少噪声产生的可能性,提高设备性能。

不同缩口下闸阀介质流动特性研究

阀门的缩口比是阀门使用单位及生产单位关注的重要因素,直接关系到机组运行性能参数。文中分别以DN100和DN350闸阀,以缩口比0.75、0.8、0.85、0.90、0.95及1.0建立三维模型,并利用FLUENT软件进行流场模拟分析,模拟不同缩口的闸阀内介质的流动状态,获取其速度场和压力场,并计算出不同缩口下阀门的流阻系数。根据流阻系数计算出工况参数下阀门压力损失,为阀门使用单位及生产制造单位提供选型参考方案。

阀用K417合金在南海环境下的海洋大气腐蚀行为研究

在南海某岛礁上对阀用K417镍基合金进行了为期24个月的自然暴晒试验。暴晒一定周期试样取回,利用宏观形貌、微观形貌、腐蚀速率和电化学分析等手段研究了其在典型南海海洋大气环境中的腐蚀行为特征。结果表明:K417合金在南海大气环境下腐蚀速率十分缓慢,具有良好的抗海洋大气腐蚀能力。合金暴晒12个月以上仍未出现明显腐蚀产物。合金的点蚀坑尺寸也很小,暴晒24个月后平均点蚀坑深度仅为0.34μm。电化学测试结果也说明K417合金在海洋大气环境下具有优越的耐腐蚀能力。

套筒阀消能与气蚀研究及结构改进

对套筒阀的消能率进行研究,建立三维模型并利用Fluent仿真软件对其进行内部流场的数值模拟,分析了传统套筒阀不同开度下的流场分布及消能效果。通过结构改进,提出一种新型的旋流式套筒阀,研究旋流式套筒阀套筒窗口切向角的变化对阀消能效果的影响,对比分析了传统套筒阀和旋流式套筒阀在各开度下的消能效果及气蚀特性。结果表明:传统套筒阀消能效果低于旋流式套筒阀,且在管壁及套筒处易发生气蚀现象;增大旋流式套筒的切向角能够提高其消能效果,且管壁及套筒处不易发生气蚀现象。综合消能率及气蚀分析,槽口切向角为30°时旋流式套筒阀消能降压效果较好,阀内含气率较低,能够防止气蚀对阀内零件及管道壁面的破坏。

基于流固耦合方法的大口径闸阀减振分析

针对大口径楔式闸阀在启闭过程及小开度工况下易引起流激共振,产生较强的阀杆和闸板振动的问题,提出在阀后添加扩管的结构优化方法,以降低流体流态突变进而减小共振,并给出了3种具体的改进方式。通过对比分析改进前后闸阀管道液流系统的压力脉动、共振幅值,验证优化的可行性。研究结果表明:阀后添加扩管能够减小阀后涡旋和压力脉动,使阀内流体更快的趋于稳定;优化后阀门在1/16和1/8开度下的共振幅值由26.819 mm和2.347 mm减小为10.036 mm和1.959 8 mm,极大地降低了阀门在小开度下的共振幅值,有效减小了共振对阀门的损伤。压力脉动大幅值集中在小开度下低频区内(50 Hz),且脱落涡频率为26.72 Hz和28.44 Hz,当阀门系统处于二阶和四阶模态时,易产生涡激共振,应该避免在小开度工况及相应的频率范围内工作。研究结果可为大口径闸阀的减振优化提供参考。

泛塞圈在深冷球阀中的应用

介绍了泛塞圈的发展历史、主要的应用领域、泛塞圈中金属弹簧和塑料夹套的材料选择以及泛塞圈的结构组成和工作原理、泛塞圈零件结构优化等内容。针对应用在深冷球阀中不同部位处的泛塞圈提出了最优结构型式建议。介绍了泛塞圈在深冷球阀单活塞、双活塞的密封要求下的选用方法,并详细说明了泛塞圈在活塞壳体内、孔洞壳体内以及敞口式沟槽中的安装方式。同时对泛塞圈在不同部位的安装过程中可能出现的问题以及使用过程中的问题进行了总结归纳,提出了新型的泛塞圈安装方案以及性能测试方案,通过与传统方案进行对比,为后续深冷工况用泛塞圈的选用、安装、测试提供参考。

膨胀节用接管法兰和波纹管焊接的工艺分析

膨胀节中的接管选用双相不锈钢S-03和波纹管选用奥氏体不锈钢316L材料的焊接,焊接工艺采用钨极氩弧焊。目的是为了得到强度高于奥氏体不锈钢316L的焊缝组织,保证膨胀节产品焊缝不再是强度薄弱点,提高膨胀节产品的耐压力,保证膨胀节产品的可靠性,延长膨胀节产品使用周期,使膨胀节产品满足工程需要。为了获得满足要求的焊缝组织,通过对双相不锈钢、奥氏体不锈钢及Ni基合金焊接性能分析,确定焊接方法、焊接工艺参数。采用S-659焊丝焊接双相不锈钢S-03与奥氏体不锈钢316L时,可以得到强度高于奥氏体不锈钢316L的焊缝组织,提高膨胀节产品的可靠性和使用周期。

车用氢能储供阀门测试标准比较研究

氢能一直以来是全球能源界关注的重点,燃料电池汽车是氢能应用与发展的重要领域。氢气属于易燃易爆且小分子易泄漏气体,车用氢能储供阀门作为车载供氢系统的关键部件,产品的安全性能关系到整车的安全性和稳定性。本文通过对国内外车用氢能储供阀门常用的测试标准的比较研究,着重对GB/T 42536、EU406和GTR13三个标准的测试试验项目进行比较,对标准的试验要求进行了分析和总结,为更好地理解和应用标准提供了借鉴,对于车用氢能产业的发展具有重要的意义。

基于金豺优化PID的直流电机调速控制系统

针对传统直流(DC)有刷电机调速系统适应性不强、抗干扰能力和稳健性差等缺点,设计了基于金豺算法优化比例-积分-微分(PID)的直流有刷电机控制系统.在建立电机数学模型的基础上,将金豺优化(GJO)算法应用于PID参数整定,实现对电机的控制,并分别与传统试凑法、反向传播(BP)-PID算法和麻雀算法(SSA)-PID进行对比.仿真结果表明:所设计的控制算法在调节时间上减少了12 ms,超调量降低了3.689%,受到干扰后的调节时间减少了17 ms,表现出更快的调节转速、更强的抗干扰能力和更好的稳健性,为直流有刷电机调速控制提供了一种有效的方案.

安全阀在线校验流道面积采集的探讨

安全阀作为承压设备最重要的安全附件之一,应每年至少校验一次。离线校验频繁的拆装,带来诸多不便。而在线校验以不影响生产、校验成本低、校验时间短、无需温度修正等优点,近年脱颖而出。本文研究了安全阀在线校验工作原理,研究出7种安全阀流道直径采集方法,提高了安全阀在线校验准确度。

安全阀常见问题与原因分析

文章概述了安全阀的工作原理、常见类型以及优缺点,并结合事故案例,探讨了安全阀在设计、制造、安装、校验、维保等方面常见的问题,分析了相应的原因和对策。

锂离子电池电解液灌装阀的研发及应用

作为新能源汽车的核心元件,锂离子电池的稳定性和可靠性对于新能源汽车的可持续发展至关重要。由于锂离子电池的电解液由具有极高挥发性的有机碳酸酯溶剂和强腐蚀性的六氟磷酸锂或三元锂构成,如何在电解液的灌装环节确保精确一致的电解液的注液量和操作的安全性就成为了被关注的热点问题。文中主要针对在电解液灌装环节现有的国内外控制技术进行了较为系统的分析和比较。在此基础上,为解决锂离子电池电解液在灌装环节的难题而研发的膜塞阀,从结构特点、研发历程和工业化应用情况进行了详细的介绍。产品特性测试数据和工业化应用结果表明:研发的膜塞阀相比于其他灌装阀具有耐腐蚀性、高效密封、即时检漏和快捷检修等优点,能逐步实现对国外阀门的替代,对提升锂离子动力电池的性能和安全性、降低生产成本,促进国内新能源汽车的健康快速发展有重要意义。