基于改进粒子群优化算法的PID温度串级控制

针对电站锅炉主蒸汽温度控制系统中存在的易超调、滞后性、抗干扰性差、非线性等问题,提出一种改进粒子群优化算法(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)的PID串级控制方法,该算法先采用线性递减惯性权重的IPSO算法,避免陷入局部极值点,并能有效提升全局搜索能力,再利用改进算法优化PID控制器的参数。通过MATLAB仿真结果表明,相较于普通PID算法,该控制方法在超调量、调节时间、抗干扰能力等方面具有明显优势,系统的响应速度明显提升,鲁棒性好,对复杂温度系统具有较好的适应性。

船舶永磁同步电机在线惯量辨识研究

针对船舶永磁同步电机推进系统的转动惯量和负载转矩存在扰动的问题,提出基于梯度校正法与扩展卡尔曼滤波器结合的在线惯量辨识算法,采用梯度校正法对转动惯量进行辨识,利用扩展卡尔曼滤波器观测负载转矩,辨识的惯量值对滤波器的系数矩阵进行修正,同时观测的负载转矩作为梯度校正法的输入参数以及作为电流环的前馈补偿。仿真和实验验证了惯量辨识算法的可行性,以及系统对于负载转矩变化的抗扰动性能。

基于不同排距探讨双排桩组合结构的桩长及冠梁刚度优化设计

双排桩支护结构因其整体刚度效应及桩土协同作用而使得其工作机理比较复杂。基于现行规范方法的双排桩模型,首先分析排距对双排桩抗倾覆稳定性计算,然后基于不同冠梁侧向刚度模型,即忽略冠梁刚度仅考虑双排桩门架结构侧向刚度、考虑冠梁刚度与门架结构刚度叠加以及考虑冠梁与连板(梁)组合结构刚度与门架结构刚度叠加,分别分析排距对双排桩桩顶位移的影响,最后结合实际工程监测数据分析可知:(1)增大双排桩间距可有效提高双排桩结构抗倾覆稳定性,同时充分考虑后排桩与土体之间摩檫力产生力矩,可有效减少双排桩嵌固长度;(2)冠梁侧向刚度取值对双排桩结构的变形较为敏感,因此在计算分析双排桩桩顶水平位移时,可考虑冠梁组合结构对冠梁侧向刚度的增大效果;(3)采用冠梁组合刚度时,双排桩组合冠梁结构不仅发生平面内弯矩变形还存在平面外的扭矩,因此组合结构冠梁侧向刚度需考虑一定折减系数,根据实际工程监测数据反分析得组合折减系数参考值为0.5~0.6。

沟壑类非连续地形下的四足机器人运动控制

针对四足机器人踏入野外沟壑或踏上非结构化下行台阶时出现的姿态失稳问题,提出模仿生物神经反射机理的抗垂直惯性力平衡控制方法,即通过检测躯干的俯仰角突变信息,触发姿态反射,通过四条腿协调运动快速调整机器人姿态,抵抗惯性力造成的瞬时失稳.本文利用一个8自由度的四足仿生机器人设计了对比实验:机器人可成功跨越1.2倍跨距的沟壑并走下0.4倍腿长高度的台阶.

伺服系统转动惯量辨识及其应用

伺服系统转动惯量的快速准确辨识是伺服驱动器控制参数自整定过程中的重要环节。伺服系统转动惯量主要有两种辨识方法,分别是基于加减速的辨识方法和基于模型参考自适应的辨识方法。同时伺服最优控制参数都与转动惯量存在一定的联系,通过转动惯量的辨识,可以有效对伺服系统速度环控制参数进行整定,通过外部干扰也表明系统具有一定的抗干扰性能。

多级径向流动型磁流变液减振器理论与实验

针对轴向流动型磁流变液减振器有效阻尼通道短和磁场利用率不高的问题,提出一种多级径向流动型磁流变液减振器;建立了磁流变液径向流动控制方程,并对其进行了合理简化,采用双粘本构模型导出磁流变液径向流动速度的表达式;利用定积分法分析了磁流变液惯性效应对径向压力梯度影响;得出了基于准稳态与非稳态流动的磁流变液减振器阻尼力计算方法。为了验证理论分析的合理性,按照轨道车辆抗蛇行减振器的技术要求,设计制作了多级径向流动型磁流变液减振器,利用J95-I型油压减振器实验台对其进行了阻尼特性实验,比较了不同激励电流下的磁流变液减振器阻尼力的实验值与理论值。

船舶减摇水舱设计研究

在介绍两种被动减摇水舱设计方法的基础上,通过对水舱中液体转动惯量的取舍问题进行讨论,在考虑减摇水舱中液体的流动的情况下,引入一计算水舱中液体转动惯量的修正系数。根据实际船舶参数按照上述确定水舱中液体转动惯量的方法给出了减摇水舱设计结果和对应的减摇效果仿真结果。在减摇水舱的设计中,为正确计算和评价被动水舱的减摇效果,提高了精度。为合理地确定减摇水舱通道的放大系数等减摇水舱设计参数提供了更合理的依据。

设定值滤波型四参数二自由度PID算法研究

对设定值滤波型二自由度比例积分微分(PID)算法进行研究。二自由度PID相当于两个调节器的串联。第一个调节器是设定值滤波器,对设定值阶跃作衰减和惯性滤波,相当于对设定值作了一次比例积分(PI)调节。第二个调节器是对系统偏差作了一次微分先行PID调节。控制参数包含PID控制器的K_(p)、T_(i)、T_(d)和滤波系数α共四个参数。两个调节器共用一个积分参数T_(i)。用二自由度PID算法分别对水泵压力、管道流量、水箱液位和锅炉温度对象进行控制试验研究,总结出控制参数随对象惯性大小而设置的规律,即:惯性大则K_(p)和α取大值使得设定值滤波器和PID运算输出增大,反之则减小。和一自由度PID相比,二自由度PID能实现设定值跟随和扰动抑制的双优控制。

DF_(4B)、DF_(4D)机车空压机润滑油惯性乳化原因和解决措施

压缩机吸风口位于冷却主风道附近,使得潮湿空气被直接吸入机内,并冷凝成水,这是DF4B、DF4D两种机型压缩机润滑油惯性乳化的重要原因。本文从调研、检测和试验方面分析乳化原因,并提出采用提高抗乳化性能的200号压缩机润滑油等解决措施。

多因素耦合条件下数控机床进给系统负载惯量比的综合分析与设计

负载惯量比是数控机床进给系统性能分析与设计的重要内容,数控机床的高速化、高精度化发展使得负载惯量比的优化选择问题更加突出。这要求设计者能够系统地分析负载惯量比与系统性能之间的相互关系,并为之提供负载惯量比的精确有效的设计方法。采用双惯量机械系统模型,通过解析分析与数值试验相结合的方法,分析负载惯量比与能量匹配效率的关系;分析了半闭环与全闭环两种控制结构下负载惯量比与控制增益上限、闭环频率特性以及抗干扰动刚度的关系;并在此基础上给出了数控机床进给系统负载惯量比的设计步骤与方法。为数控机床的设计者提供一种在多因素作用下设计最优负载惯量比的方法,具有理论和实际的工程价值。

对转双转子电机在电动汽车上的驱动特性

研究了一种基于对转双转子电机的电动汽车驱动系统,并对其进行数学建模和仿真分析.分析了双转子电机左右输出轴及传动机构转动惯量的差异对汽车驱动的影响,建立了基于双指数模型的纵向附着系数计算模型.通过理论推导结合仿真分析发现:基于对转双转子电机的驱动系统具有转弯差速功能,转弯时电磁转矩不变;内外转子两侧传动机构的总转动惯量差异对电动汽车的驱动加速度影响很小,在滑移率较小的情况下,汽车两侧车轮几乎具有相同的加速度、速度和滑移率变化量;只要把内外转子两侧传动机构的总转动惯量差异控制在较小的范围内,即使在汽车完全打滑的情况下,汽车两侧车轮的加速度和速度也相差不大.

试论我国中空钎钢的几何结构参数

近百年来,国内外采掘工业凿岩工程用中空钎钢,只有正六边形(Hexagon)和圆形(Round)两种。六边形钎钢的名义内切圆直径系列为:H19、H22、H25、H28、H32、H35、H38、H45、H48mm;圆形钎钢的名义直径为:D32、D38、D45、D51mm。本文提出并论证了与正六边形系列钎钢外接圆直径相同的正七边形(Heptagon熏代号Q)、正八边形(Octagon熏代号B)、正九边形(Enneagon熏代号J)等三个新型中空钎钢系列即眼Q演、眼B演、眼J演19、22、25、28、32、35、38、45、48mm新型中空钎钢,尤其是带奇数边的正七、正九边形中空钎钢,将比原用正六边和圆形中空钎钢具有更好的抗断裂和抗弯曲能力,因而更有利于提高凿岩用硬质合金整体钎子和钎杆的使用寿命。

汽车防抱死制动性能台架测试技术

针对汽车防抱死刹车系统(ABS)在传统路试及台架测试过程中无法快速改变轮胎与路面间摩擦系数的问题,结合ABS控制算法的特点提出一种能够模拟不同路况组合的汽车ABS动态性能台架测试方法。利用4组飞轮在旋转时所具有的转动动能来等效实际被测车辆在此速度下的平动动能,确定转动惯量模拟方法。通过磁粉离合器主、从动轴之间的滑差实现轮胎与路面间摩擦系数的模拟。分析结果表明,测试系统能够完成单一附着系数路面、对开附着系数路面及对接附着系数路面的测试。测试系统能够对ABS控制逻辑中路面识别能力及其动态响应性能做出评价。

悬挂结构动力特性的时频分析

采用振型叠加法对悬挂结构系统的运动特性进行分析研究;通过对悬挂子结构和主支撑结构的相互作用进行频域分析,提出地震动激励下悬挂子结构对主支撑结构的作用是在主支撑结构上添加悬挂子结构的复惯性质量,即悬挂子结构静态和动态质量(悬挂子结构振动作用与引起振动的外界激励加速度的比值)之和;根据悬挂子结构的复惯性质量和主支撑结构的模态参数,对悬挂结构系统的耦合动态响应进行了频域研究,采用时程分析方法对结果进行验证;同时,对悬挂结构系统与TMD/MTMD的减震原理进行了比较分析。

汽车ABS制动性能检测试验台设计

随着汽车ABS的广泛应用,检测ABS性能也显得越来越重要。目前,汽车ABS的制动性能检测较多地采用路试方法,要求建造专用跑道,投资大、准备时间较长、试验费用高,另外,道路试验过程存在一定安全风险。文中提出一种惯量式滚筒试验台的设计方案,利用惯量系统模拟汽车运行状态,测定ABS工作性能,并对增速器和惯量模拟系统进行设计,为开发和研制汽车ABS性能测试试验台提供理论基础。

夹层板在舰艇冲击防护中的研究进展

为了提高舰艇抗冲击能力,已发展了各种舰艇冲击防护方法。传统的冲击防护手段会使舰艇的重量大幅增加,影响舰艇总体性能。夹层板的出现给舰艇冲击防护提供了另外一条途径,成为近期国内外相关研究的热点。文中以舰艇冲击防护为背景,从夹层板的冲击变形模式、微惯量效应、应变率效应、几何非线性效应、流固耦合效应、以及均匀化和模拟试验方法等方面,回顾了近期国内外相关研究进展。

非等比例惯容及其反共振隔振器

具有双端点性质的惯性元件被定义为“惯容”。对惯容概念进行梳理,从反共振隔振的实现途径出发指出其定义隐含双端点等比例运动的狭义性。以一个机械式和一个液压式双端点惯性元件示例,说明双端点惯性元件还包括非等比例运动的情形,据此提出“非等比例惯容”概念,拓展了惯容内涵。以非等比例惯容和弹性元件组合3型不同结构的反共振隔振器,推导阻抗矩阵,根据阻抗等效原则,建立非等比例惯容三元件型反共振隔振器的等效模型。结果表明,对于含非等比例惯容的反共振隔振器,其输入端和输出端的反共振频率并不相同,输入端惯质的放大倍率都等于输入端运动耦合系数的平方。

适用于轮毂电机驱动电动汽车的ABS控制逻辑研究

以用于轮毂电机驱动电动汽车的ABS控制逻辑为研究对象,通过SPSS软件设计了正交试验,并用L9(3^3)正交表对门限值进行了方差分析,得到了车轮转动惯量增加对门限值设置的影响规律,同时确定了最佳门限。基于MATLAB/Simulink搭建了7自由度整车模型,分析了车轮转动惯量增加对ABS控制效果的影响。仿真结果表明,在路面附着系数为0.85、制动初速度为90km/h的条件下,利用提出的分析方法调整门限值后,制动距离最大缩短了5m,制动时间减少了0.15s,ABS控制效果显著提升。

高速转子轴承过早失效的原因分析

通过对转子的空间受力分析,得出轴承的支承反力由两部分组成,其一是由主动外力引起的静反力,其二是由转子转动时产生的惯性力引起的附加动反力.指出附加动反力正是高速转子轴承非正常过早失效的主要原因之一.并从理论和实践应用角度提出了消除轴承附加动反力的措施,为机械传动中转子轴承的设计和制造提供了依据.

基于虚拟样机技术的某型高射机枪惯性子动力学仿真分析

基于机械系统动力学软件ADAMS建立某型高射机枪虚拟样机，并对其进行四连发射击仿真，验证所建虚拟样机的可信性。然后对该高射机枪惯性子和枪机框进行动力学性能分析，实验表明在平射情况下，惯性子对枪机框反跳位移和速度都有一定的抑制作用，惯性子作为防反跳装置有一定效果。