基于数字孪生的电机基座码垛线虚拟调试技术研究

针对PLC和ABB工业机器人联合控制的生产系统现场调试成本高、仿真平台难以驱动机器人仿真等问题,以电机基座码垛线为研究对象,提出一种基于仿真平台NX MCD的电机基座码垛线虚拟调试方法。首先,基于数字孪生技术在NX MCD中构建产线的仿真模型;其次,设计虚拟调试方案的通信框架,主要利用C#语言并基于PC SDK对机器人仿真器进行二次开发以实现对机器人的控制和数据读取;最后,利用OPC UA技术完成PLC控制、机器人控制和NX MCD模型之间信号和数据的实时传输和反馈,完成产线联合调试。仿真结果表明:基于NX MCD的电机基座码垛线虚拟调试方案可行,能及时规避产线缺陷,缩短调试周期,降低开发成本。

基于数字孪生控制的工业机器人电驱加持系统同步控制

为了提高工业机器人电驱加持系统控制精度,引入数字孪生实现了直驱部件在惯性摄动下高精密随动。该方法结合实物实体的状态信息,并根据性能指数的限制对转速参数调节,以达到最优的动态特性。研究结果表明:数字孪生控制同步精度分析,当负荷扰动时,该方法能够精确地探测到负荷扰动时的载荷惯性增大,证明双模的参数同步算法是行之有效的。速度阶跃指令响应特性分析,负载下SAKF可以有效地抑制惯性扰动对DTPI的干扰,并保持了系统的设计特性。该研究有助于提高力矩电机控制精度,也可拓展到其他的机械传动领域。

磁浮平面电机在超精密工件台中的应用

为了提高半导体设备生产效率和整机性能,设备制造商想尽各种办法。介绍了超精密工件台三维模型,以及磁浮平面电机原理、组成、特性、技术指标与应用前景。同时阐述了超精密工件台采用磁浮平面电机,具有结构简单、高速度和高加速度、高精度、以及无污染产生等优点,使得它不但能够满足目前半导体设备技术发展的需求,也能满足未来半导体设备技术发展的需求。

基于植入式光纤传感网络的固体火箭发动机结构健康监测

为实现对固体火箭发动机结构健康状态的实时监测和评估,设计并研制了一种高强度飞秒光栅传感网络,重点研究了传感器与信号传输链路的涂覆和封装。开展了发动机界面脱粘模拟实验。设计可用于发动机应变、温度和载荷的模拟演示系统,建立了基于光纤传感器采集数据的发动机数字孪生模型,形成发动机实物与数字孪生体的精准映射。最后将光纤传感器阵列植入发动机,对发动机开展水压监测实验、高低温存储实验、长周期监测实验和点火实验。对监测结果进行无损检测验证,结果表明该传感网络能够准确测量出发动机的应变状态,为固体火箭发动机的结构健康管理提供有效的数据支撑。

基于数字孪生的永磁同步电机故障诊断技术研究

永磁同步电机长期运行后,会发生各种故障,例如退磁故障、匝间短路故障、轴承故障等,及时对电机故障进行诊断是一项重要工作。提出了一种基于数字孪生的永磁同步电机故障诊断方法,介绍了数字孪生技术的基本架构,根据永磁同步电机的物理实体参数,构建永磁同步电机数字孪生模型,并将其与故障诊断技术相结合,实现对永磁同步电机的匝间短路和退磁故障智能化诊断。

新能源汽车新型混合励磁驱动电机的优化设计

本文提出了一种新的混合励磁驱动电机(HEDM),电机的转子部分由组合磁极永磁转子和无刷电爪转子组成,建立等效磁路模型,计算爪极转子的空载泄漏系数,对电机结构进行有限元分析和样机试验,验证了新型HEDM作为车载电机的合理性和可行性,为新能源汽车驱动电机领域的应用提供了可能。

电机数字孪生模型构建与温度预测

电机的健康状态时刻关乎生产设备的运转效率与产品质量,电机出现严重故障时可能导致生产停滞与人员伤亡。传统的电机监测技术一般需要人工定期巡检,监测周期较长,不能及时发现电机热故障导致电机损坏。数字孪生技术给电机健康预测提供了新的解决思路,通过建立物理样机的数字孪生体,并对孪生模型数据进行分析,可模拟实际电机在不同工况下电磁损耗与温度变化,从而实现电机温度预测。

基于数字孪生的动车组牵引电机检修可视化管控系统

数字孪生是一种将物理实体与数字模型交互映射的技术方法。针对传统的可视化管控系统中展示不直观、透明度低、联动性不足等问题,将数字孪生技术引入动车组牵引电机检修的整体管控中。应用数字孪生的理论技术,详细阐述了可视化管控系统的总体框架及功能设计。搭建动车组牵引电机检修车间的虚拟三维模型场景,集成检修车间关键设备实体运行数据以及生产检修实时数据,实现虚拟车间与物理车间的关联映射和同步联动,构建了基于数字孪生的动车组牵引电机检修可视化管控系统,通过实例应用实现检修车间设备数据、生产数据的信息化、实时化和透明化,直观展示了动车组牵引电机检修车间的设备及数据的动态变化,提升了牵引电机检修可视化管控的管理水平和效率。

汽车用微电机齿轮装配工位数字孪生系统研究

为了解决某汽车用微电机的齿轮装配工位因压头压力过大、过小和无压力导致的各种品质问题,文章提出建立数字孪生系统。此系统能够实时展现实物工位的运行状况和压头的位移和压力值,能对压力值异常情况进行故障报警和诊断。经过一周的试验测试,产品的合格率提升40%,达到99%以上,解决因大量不合格品的返修而造成的时间和成本的浪费问题,说明数字孪生系统的应用能够大大提升智能制造的水平,实现产品品质和效率的提升,最终使得成本降低。

基于HYSYS的往复式天然气压缩机橇数字孪生系统

针对海上平台电驱往复式天然气压缩机橇工艺机理分析映射难、运行监测不够全面、智能化运维水平较低等问题,创建了一套基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统。设计了数字孪生系统驱动方法,为HYSYS机理模型的输入参数采集和计算结果映射,以及系统的数据循环传输和功能执行提供理论基础。针对整体建模较为复杂的整橇天然气2级压缩流程进行了简化,并以此为基础进行了HYSYS软件仿真模型构建,将HYSYS模型冷却水流量的仿真计算结果与设备设计性能参数进行分析对比,验证了模型的映射性能。基于MySQL数据库和MATLAB编程构建了HYSYS与数据库的通信接口。搭建了数字孪生系统可视化软件操作平台,配套了硬件系统并进行了功能验证和有效性、实时性测试。研究结果表明:基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统可实时有效地实现天然气2级压缩流程较为全面的状态参数计算、在线监测和工艺机理分析映射。

插电式双电机强混合动力轿车的参数匹配

针对中国第一汽车集团公司Plug-In双电机强混合动力构型提出了发动机、变速器、电机、电池等动力总成参数的匹配方法。结合整车性能指标要求,应用CRUISE软件进行了动力总成参数匹配计算,得到了较为满意的结果,为进一步的整车开发奠定了基础。

双定子感应电动机等效电路分析

首先引入旋转等效的概念，将双定子感应电机两个定子之间的相对旋转，看成定子不动，而转子对应部分扭转了一个角度α，此基础上，又通过引入“相位折算”的概念，将两个定子之间旋转角α的变化，等效为转子相绕组有效匝数的变化，于是能够进行绕组折算，得到折算后的基本方程式，进而导出与常规感应电机相似的“Ｔ”形和“Γ”形等效电路。

双电机消失模铸造振实台振动模式及效果

试验研究了不同振动模式下双电机激振消失模铸造振动紧实台的振动特性。在分析双电机振动数学模型的基础上 ,测试了多种振动模式下的振动效果 ,结果表明 ,在不同振动模式下 ,双电机振动特性差距较大。为了较好地实现复杂消失模模样振动紧实的目的 ,紧实过程中 ,可根据铸件消失模模样的形状特点 ,进行振动模式的不同组合与变换 ,以求得满意的紧实效果。

双电动机消隙驱动在大重型机床上的应用

从机械双小齿轮消隙与电气双电动机消隙控制原理、特性分析比较入手,着重对双电动机消隙电气控制原理、特性作了分析阐述,希望能对设计选用和调试起到一定的借鉴作用。

数字孪生驱动的固体发动机总体设计体系架构与应用

为了改进固体发动机以经验半经验为主的设计模式,解决固体发动机设计与仿真分离、数值模拟与物理试验分离、地面试验数据测不了、测不准和测不到等难题,推动固体发动机由经验驱动设计向数据和模型驱动设计转型,从数字孪生体的内涵出发,研究建立了数字孪生驱动的固体发动机总体设计概念体系,从过程、模型和数据3个视角定义了固体发动机数字孪生,并提出了过程孪生、模型孪生和数据孪生的概念;在此基础上,建立了数字孪生驱动的固体发动机总体设计系统5层架构模型,分析了各层的内涵及层与层之间的关系;从过程孪生、模型孪生和数据孪生3个概念出发,研究了数字孪生驱动的固体发动机总体设计系统的运行机制;分析了系统的特点,探讨了系统在发动机设计中的应用方法,并给出了初步的实现方案,为下一步落地应用提供理论参考。

基于参数估计模型的对转永磁无刷直流电机实时故障诊断方法

无刷直流电机可靠性高,但在过载、过热等条件下,会造成电机性能降低;在电动力船舶推进系统中,由于速度闭环负反馈作用,这些故障常常无法及时发现,因此在电机运行过程中及时发现故障具有十分重要的应用价值。论文把参数估计技术应用于对转无刷直流电机故障实时诊断,建立了对转无刷直流电机驱动对转螺旋桨时的实时辨识模型,通过测量电机电压、电流和电机转速,得到电机的绕组电阻、反电势系数和转动惯量参数以及螺旋桨负载的力矩系数,通过观察参数的实时变化,监控电机的工作状态。这种以微分方程为基础的最小二乘方法不影响电机正常工作。仿真结果表明该方法可以完成对转无刷直流电机驱动对转螺旋桨时的故障诊断。

基于MATLAB的双绕组异步电机仿真研究

建立了双绕组异步电机在静止二相坐标系中的数学模型 ,在此基础上推导了基于MATLAB中的ODESOLVER工具的仿真模型 ,对其在逆变器 (方波电压 )驱动下的性能进行了仿真研究。仿真结果表明在方波电压驱动下双绕组异步电机比普通异步电机的性能优越 ,以及ODESOLVER用于电机仿真的有效性。

双定子笼型感应电动机的数学模型及性能计算

对双定子笼型感应电动机建立了数学模型，进行了性能分析与计算，利用Ｃ＋＋语言编制了计算机辅助设计程序，并设计与试制了两台２２ｋＷ、６极的模型机，通过实验证明了理论分析与计算的正确性。

双定子感应电动机的Γ形等效电路推导

在双定子感应电机等效电路的推导过程中，引入了“旋转等效”和“相位折算”的概念，将两个定子之间旋转角α的变化，等效为转子相绕组有效匝数的变化，得到折算后的基本方程式，并最后导出了与常规感应电机相似的“Γ”形等效电路．

基于MATLAB的双定子感应电动机仿真研究

将双定子感应电机等效折算为常规感应电动机 。