基于Simulation X的多轴转向系统功能安全仿真分析

基于ISO 26262《道路车辆功能安全》的标准要求,对特种车的多轴电液转向系统进行分析,以提高系统的安全性和可靠性。运用Simulation X软件建立详细的多轴特种车仿真模型,通过模拟故障模式注入进行仿真试验。对仿真结果和数据进行分析,评估得到故障的严重性、暴露度和可控性,从而确定相应的汽车安全完整性等级。基于故障注入仿真的汽车功能安全分析方法,在系统早期设计阶段可以作为评估架构安全性的重要手段。

基于Simulation X的永磁外转子矿井提升机控制策略研究

针对传统矿井提升机存在机械效率低、传动系统复杂、设备维护成本较高等问题,本文提出了永磁外转子矿井提升机,将电动机内置于卷筒,省去了电动机、减速器和联轴器等部件,实现了电能到机械能的直接转换,大大提高了机械效率,简化了传动系统,降低了设备的维护成本。但电能直接驱动滚筒导致系统易受外部干扰,从而出现速度波动和转矩脉动,本文建立了永磁外转子矿井提升机数学模型,并研究常见的控制策略,利用Simulation X软件仿真研究永磁外转子提升机控制策略。结果表明,滑模控制算法改善了永磁外转子矿井提升机的启动特性,鲁棒性更好,抵抗外部干扰的能力更强,验证了控制策略的优势和效果。

煤矿综采工作面液压支架智能供液系统设计与应用试验

提出了一种具有压力自调定功能的综采工作面智能供液系统,采用机电液联合仿真平台对其压力特性进行仿真研究,并经现场试验和工业性应用表明,本次设计的综采工作面液压支架智能供液系统能够减小液压支架的压力脉动,流量冲击幅值下降,实现了对泄露量的智能控制,有效提高了综采工作面液压支架供液质量,验证了方案设计的合理性。此外,研究结论为后期优化液压系统实现多机协同提供参考。

矿井提升机制动参数对系统动态特性的影响

为了研究矿井提升机在制动过程中制动参数对制动性能的影响,本文建立了提升机盘式制动器数学模型,分析了影响矿井提升机制动性能的因素,并在simulation X中搭建出制动系统模型进行仿真研究,研究了在不同加速度曲线下钢丝绳张力、提升容器速度以及电磁转矩变化规律,得出正弦加速度曲线下的系统冲击最小,制动力矩更大,制动过程平稳,可以得到较好的制动特性。负载质量越大,完成制动过程需要的制动力越大,制动力矩的波动较大,且非常容易引起钢丝绳张力的突变,为此,需要尽可能避免重载启动和制动。研究结论可以为后期提升系统的恒减速制动或制动性能优化的研究提供参考。

基于斜盘式柱塞泵的HST仿真及实验研究

为了研究农用拖拉机静液压传动系统(Hydrostatic Static Transmission,HST)性能,最大化HST整体效率,该文在分析其工作原理的基础上,利用Simulation X建立HST重要元件斜盘式柱塞泵的仿真模型,研究其流量与压力特性,并建立HST效率数学模型,通过静液压试验数据拟合模型中参数,利用最速下降算法优化得到HST最大效率对应的发动机转速与扭矩范围。研究结果表明:斜盘式柱塞泵随斜盘倾角(排量)变化,流量随正弦规律变化;柱塞泵输出压力随斜盘倾角变大而变大,且压力脉动也随之变大;优化算法得到发动机转速在1200~1600 r/min、2100~2500 r/min及扭矩在30~60 N·m,范围内HST的最大效率达到85%以上,说明此时HST损失功率最少。

自走式采棉机HMCVT换挡规律研究

根据自走式采棉机作业工况行驶要求,结合液压机械无级变速器传动原理和发动机特性曲线,对发动机输出转速通过PT(一阶低通滤波器)与目标转速的偏差通过比例微分调节器(PI)进行控制,并建立离合器液压动态系统和自走式采棉机液压机械无级变速器动态仿真模型。根据液压机械无级变速器换挡控制策略,通过液压机械无级变速器纯液压段H挡、液压机械段HM1、HM2挡分析发动机输出转速、车辆燃油消耗率、车辆行驶速度以及车辆行驶位移。为进一步研究国产大功率自走式采棉机的应用提供理论依据。

HMCVT换挡过程离合器充油特性研究

根据液压机械无级变速器传动原理,建立液压机械无级变速器试验台架,并利用ITI Simulation X软件对离合器控制动态系统、双向变量泵控制系统和液压机械无级变速器动态过程建立仿真模型。根据液压机械无级变速器换挡控制策略,通过液压机械无级变速器纯液压H挡、液压机械HM1、HM2挡仿真与试验结果,分析离合器流量调节阀(3L/min,4L/min,5L/min)对HMCVT输出转速、转矩的影响以及离合器减压阀压力(3MPa,4MPa,5MPa)以及对HMCVT输出转矩的影响。为进一步研究HMCVT换挡品质提供依据。

Work characteristic analysis of single-rod symmetric cylinders

Hydraulic cylinders are divided into single-rod asymmetric cylinders and double-rod symmetric cylinders. The single-rod asymmetric cylinder has the advantages of small size and simple structure,but its speed characteristic is not symmetric. The double rod symmetric cylinder has the characteristic of symmetric speed,but it cannot be used in some special occasions. In this paper,one special hydraulic cylinder,a single-rod symmetric cylinder,is developed. Firstly,characters of this type of cylinder are introduced. Then,the system model is constructed by using one software which is Simulation X. Moreover,one single rod asymmetric cylinder is designed and the test rig using the symmetric valve to control single-rod symmetric or asymmetric cylinder is constructed. Both of the simulation and experimental results show that the symmetric valve control single-rod symmetric cylinder servo system is of symmetric speed characteristic,which can be used in practical occasion.

综采面不同供液方式的压力损失分析

在综采工作面供液系统中,由于管路系统的压力损失对工作面液压支架动作的稳定性和快速性影响较大,所以该压力损失不容忽视,要力求采用一种压力损失较小的供液方法。采用理论计算并基于Simulation X仿真软件对不同供液方式下管路系统的压力损失与现场采集的数据进行分析。结果表明:理论计算与Simulation X仿真结果和现场数据在供液管路压力损失方面的变化趋势保持一致,验证了梯形供液方式的压力损失较小,约为5.0 MPa,且第1台支架和最后1台支架之间的压力损失约为1.0 MPa,是最适合于当前综采工作面的一种供液方式。

联合仿真在折臂吊设计中的应用

针对石油钻井行业研发的自动化机具设备控制系统复杂、试制成本高的问题,探讨了联合仿真环节在设备研发过程中的应用,并以海洋钻井平台的折臂吊为例,利用Simulation X对该设备进行了机、电和液的联合仿真。将仿真结果与设计参数进行对比,验证了在海洋平台自动化机具的设计过程中加入联合仿真环节能够针对设备的设计参数进行有效验证,同时相对于传统的PLC程序仿真调试而言,能够对系统的电控程序进行更接近于真实现场环境的调试。

机液复合传动装置构型分析

针对液压传动模式和机械传动模式各自的优缺点,结合功率分、汇流机构的特点,进行了构型分析,并提出5种典型的机液复合传动方案。根据机构运动学介绍了各传动方案的结构,结合各传动方案相应的调速特性曲线,分析了不同工作模式的特点。以其中一个具有典型的传动装置为研究对象,建立Simulation X仿真模型,设置离合器的接合顺序,分析了其在不同挡位下液压系统、汇流机构、输出轴的速度变化曲线。结果表明:该变速传动装置实际调速曲线与理论调速曲线基本一致,能在较大范围内实现良好的无级调速功能,相关研究成果可为机液复合传动的实际工程运用提供理论参考。