基于ADAMS的主动悬架控制研究

为了减少车辆控制系统的研发成本,近年来虚拟仿真技术在车辆控制系统的开发研究中得到了广泛的应用.以某皮卡车为研究对象,运用ADAMS/view软件建立了包括前后悬架、轮胎、车身、转向系和人椅系统等在内的整车多刚体动力学模型,并对建模中的若干关键问题进行了详细的论述.利用ADAMS/view中的控制工具箱设计了基于PID控制策略的主动悬架控制系统,对其进行闭环系统仿真,通过不断修正控制参数直至得到满意的控制效果.将采用主动悬架系统得到的仿真结果与采用被动悬架系统得到的仿真结果进行了性能对比,结果表明,主动悬架系统有效地改善了车辆的行驶性能.

调距桨的UG与ADAMS联合仿真研究

将CAD建模和动力学仿真相结合,利用三维造型软件UG建立调距桨的几何实体模型,并添加约束并施加负载。在动力学分析软件ADAMS中动态模拟机构的运动,以平面曲线图反映调距桨在给定条件下的运动学特性,为调距桨特性研究与精确控制提供理论依据。

基于ADAMS的EPS建模与联合仿真研究

以EPS控制系统对于安装了EPS汽车的操纵稳定性是否有重要影响为研究目的,应用MATLAB与ADAMS软件相结合的方法,建立了EPS控制系统仿真模型与整车仿真模型,并进行了联合仿真研究,结果显示EPS控制系统对汽车转向性能有重要影响。

利用ADAMS仿真技术处理俯仰机构欠载问题

针对喷浆机器人在低于额定电压场合下工作时,存在俯仰机构初始上仰困难的问题,理论分析了电压降低导致俯仰机构上仰欠载的原因,并利用ADAMS仿真分析,验证了最大载荷工作点位置,在喷浆机器人设计中改进了俯仰油缸液压驱动系统,实践证明效果良好。

基于MATLAB/ADAMS的平面三自由度并联机构的运动学和动力学分析及控制的初步设计

运用MATLAB软件对一种平面三自由度并联机构进行了运动学和动力学分析,并以图线形式展示了机构的运动规律和受力情况;然后通过在ADAMS中建模仿真,验证了MATLAB的计算结果,并将MATLBA计算所得数据拟合成运动方程代入AD AMS中模拟并联机构的控制。二者的分析结果为后续本机构控制系统的开发奠定了基础。

基于Simulink的风电机组变桨距控制系统仿真研究

针对风电机组复杂、非线性的特点,建立了完整的风电机组变桨距模型,并运用Matlab/Simulink强大的功能对其进行仿真研究。根据风电机组的数学模型,在Simulink环境下搭建了系统仿真模块,并在给定风速下对不同PID参数的变桨距控制系统进行仿真实验。实验结果表明:参数的设置决定了系统性能的好坏,合适的参数选取能使系统获得较好的动态特性。利用Simulink进行仿真实验,能促进学生对风电机组控制系统的理解,提高学生的仿真能力,使学生掌握变桨距控制系统的结构和动态特性。

基于AMESim／Simulink的调距桨装置伺服系统联合仿真对比研究

在调距桨装置电液伺服系统数学建模的基础上,利用Matlab/Simulink对模型进行仿真。同时应用AMESim与Matlab/Simulink联合仿真技术对调距桨数学模型进行对比分析,对理论模型进行优化,获得能够较为准确反映系统响应特性的模型。

基于AMESim和Simulink的调距桨装置智能化仿真

根据某型调距桨装置的设计参数与使用工况,搭建包含实时负载、配油器泄露量计算和完整闭环控制逻辑的智能化仿真模型,并与陆上联调台架进行对比试验。试验结果验证了仿真模型的准确性,可使用该模型进行故障模拟以用于调距桨装置智能化故障诊断研究。

变螺距推进器设计与研究

本文提出了一种采用螺距变化方式实现侧向力输出的水下航行器推进器方案.该推进器内部有主推电机、螺距控制电机及齿轮组,螺距控制轴与推进主轴同轴安装,通过对电机转速进行控制可以周期性地改变桨叶的螺距角,从而实现侧向力输出.采用计算流体动力学(CFD)方法对该推进器的水动力特性进行了研究,结果表明:采用正弦曲线的规律控制螺距角变化可以产生稳定的侧向力,侧向力曲线在桨盘极坐标下为圆形;平均侧向力方向与螺距控制初始相位方向一致;在螺距角变化幅值为9°的情况下,产生的平均侧向力大小约为40 N.此外还仿真研究了侧向力、推力与螺距角变化幅值、转速的关系,结果表明:当螺距角变化采用正弦曲线时,推进器产生的平均侧向力与螺距角变化幅值及转速的平方成正比;而平均推力受螺距角变化幅值影响不大,与转速的平方成正比.将仿真结果应用于自主水下航行器(AUV)的动力学模型,验证装有此推进器的AUV的操纵情况.计算结果表明,当水下升潜和水平回转运动时,采用基于螺距控制的推进器可以实现良好的操纵效果.相较于传统的螺旋桨+舵的操纵方式,该方案结构简单、减少了电机数量、提升了AUV艉部空间利用率.与已有矢量推进方案相比,变螺距推进器具有结构简单、可靠性高、侧向力可控性好的优点.台架测试结果表明该变螺距原理能够实现桨叶螺距的周期调整,可用于实现AUV平台的矢量推进.

考虑不变桨风速范围的风电机组有功功率控制

对于现有基于风轮被动变速的有功功率控制(APC)方法,桨距角改变仅发生在风轮转速达到转速边界时,而且由于其根据反馈控制律调节,被动变速风轮桨距角设定具有很强的随机性。研究发现,桨距角会明显改变被动变速风轮的动态特性,随机设定的桨距角难以适配实际风速的波动范围,引发风轮超速和电磁功率跌落。为此,文中基于不变桨风速范围指标,建立被动变速风轮桨距角与风速变化范围之间的适配关系,并提出考虑不变桨风速范围的风电机组APC方法。该方法通过增加桨距角设定环节,动态设定适配风速波动范围的桨距角,可克服现有APC方法中桨距角设定的随机性,从而降低风轮达到转速边界的频次,缓解风轮超速和电磁功率跌落。最后,基于风电机组动模实验平台的实验验证了所提方法的有效性。

基于虚拟样机的调距桨机构动力学分析

在CATIA软件中对调距桨机构进行三维建模,将调距桨三维模型导入ADAMS软件进行虚拟样机的构建和动力学仿真。为了进一步探究机构间隙对调距桨动力学性能的影响,分别进行全运动副全接触虚拟样机建模。仿真结果表明,全接触建模虚拟样机仿真时间更长,但对机构间隙的引入更贴近真实工况。

调距桨推进装置及其控制系统的建模与仿真研究

利用准稳态、循环平均值等建模方法,给出了包含MAN B&W6S35MC柴油机、调距桨、螺距调节液压伺服装置、DGS8800e数字调速器、MAN B&W MC气动遥控系统以及Alphatronic2000PCS调距桨推进控制系统的实时仿真模型,开发了调距桨推进装置及其控制系统的仿真软件,给出了柴油机在不同负荷下的稳态和动态仿真曲线以及船舶在紧急倒航工况下调距桨推进装置的动态仿真结果。仿真计算与试验数据对比表明:模型能很好地预测调距桨推进装置及其控制系统在不同工况下的稳态和动态特性。

基于CFD的调距桨调距过程桨叶水动力性能研究

为了给调距机构的设计提供参考依据,该文采用数值方法对调距过程桨叶的水动力性能进行了研究.比较了调距桨调距过程与定螺距流场数值模拟方法的差异,运用计算流体力学中的动网格技术数值模拟了调距桨调距过程的流场.为了满足动网格的要求和保证网格更新过程中桨叶附近高的网格质量,对计算区域作了特殊处理.进行调距过程数值计算之前,用敞水试验数据验证了3种定螺距情况下数值计算结果.调距过程数值计算通过自定义函数控制桨叶的运动规律.计算结果表明,正常调距过程桨叶水动力性能与定螺距情况相差较小,该结论与理论分析结果一致.

调距桨锁轴拖带工况最小拖桨阻力和水动力矩

采用计算流体力学方法,对某典型5叶调距桨锁轴工况拖桨阻力以及相应的水动力矩随螺距和进流速度的变化特性进行了数值计算,分析了这些特性的流体力学机理.数值计算基于有限体积法,通过数值求解螺旋桨周围三维黏性不可压缩流场RANS方程来模拟螺旋桨在各种工况下的流动特性.计算结果表明:来流速度相等时该调距桨在最大正车螺距时拖桨阻力最大,其幅值约占同航速下船体阻力的80%,水动力矩也最大;在最大倒车螺距时拖桨阻力最小,其幅值约占同航速下船体阻力的50%,水动力矩比最大正车螺距时显著减小;零螺距时拖桨阻力大小居中,而水动力矩最小,接近为零.上述结论可为船舶动力装置部分桨工况时联控曲线的设计和锁轴机构的设计提供理论参考.

基于虚拟样机技术的调距桨仿真研究

首先详细分析了调距桨结构与传动原理的基础,利用三维建模软件UG对调距桨各个部件进行几何建模、装配、并添加约束,形成虚拟样机,然后将其导入动力学分析软件ADAMS中进行动态仿真,并以平面曲线图反映调距桨在给定条件下的运动学特性,进一步验证了调距桨虚拟样机的合理性,为调距桨特性研究与精确控制提供了理论依据.

适用于电力系统中长期动态仿真的风电机组有功控制模型

随着风电大规模接入电网,调度部门对其有功控制及参与系统调频、调峰提出了更高的要求。针对目前仿真中风电不具备进行分钟级动态过程研究的模型,只能定性分析参与自动发电控制(automatic generation control,AGC)调节等有功控制的问题,该文提出了适用于中长期动态仿真的风电机组有功控制模型,并在电力系统全过程仿真程序中予以编程实现。该模型以风速持续波动、调度安排出力、AGC调控指令作为输入,通过调节桨距角控制风机的出力变化。模型可用于模拟风机出力波动及对电网的影响,并对风机参与AGC调控的过程进行动态仿真分析。仿真算例表明,该模型可为研究风电机组配合AGC参与电力系统有功、频率的调整提供有效的仿真手段。

船舶调距桨推进系统的建模与仿真

介绍了集装箱船舶可调螺距桨推进仿真系统,建立了主机、螺旋桨转速、液压离合器和螺距控制的数学模型。依据容积法模型建立了柴油机仿真的实时算法及PID调速器、螺距、螺旋桨推力及船舶阻力实时仿真模型,设计了调距桨推进系统机旁、集控室和驾驶室的控制逻辑和软硬件设备。对调螺距、主机供油、主机转速、船舶航速的仿真结果与实船推进系统相似。用Visual Basic语言在Windows 2000操作系统上开发了包含仿真软件及人机界面的轮机模拟器系统,并成功应用于船员实操培训和轮机工程专业本科生教学。

一种具有负荷限制功能的调距桨最佳启动算法

调距桨快速启动,很容易造成负荷过载。针对调距桨系统的启动过程建模分析,研究出一种具有负荷限制功能的调距桨最佳启动算法。通过数学建模,计算机编程仿真,结果表明在一定的条件下,通过最佳启动算法可以得到较优的启动路径,使得主机能合理控制转速与螺距,在不超负荷状态下快速平稳地提高输出功率,很好地增强船舶启动过程中的机动性与灵活性。启动算法的研究对实际的船舶航行控制启动过程有重要的参考价值。

码垛机器人的动力学仿真及控制研究

动力学是高速码垛机器人设计过程中必须考虑的问题,但要建立机器人精确的动力学模型比较困难。通过UG建立机器人实体模型,并将其导入ADAMS,在仿真环境中调整相应参数,得到机器人的动力学仿真模型,再利用SIMULINK建立控制框图,通过两者的结合进行机器人控制系统仿真。机器人控制算法采用基于CMAC与PID的复合控制,仿真结果表明该复合控制算法可有效地用于机器人实时控制。与传统PID控制算法相比较,机器人的响应速度、控制精度,鲁棒性等动态特性得到了明显的提高。

风力机变桨距机构的设计与仿真

介绍了风力机变桨距控制原理,在此基础上对变桨距机构进行分析与设计。并应用Pro/E建立了变桨距机构的三维实体模型,结合ADAMS对该机构进行动态仿真和运动学分析,为进一步对风力机变桨距机构的优化设计奠定了基础。