储汽筒充汽系统的热力过程建模与仿真

应用变质量热力学及黏性流体动力学理论,以储汽筒充汽系统为研究对象,建立了系统各组成单元的数学模型.利用Matlab软件对给定调节阀控制策略下的充汽过程进行了数值仿真分析,获得了储汽筒充汽系统的动态特性,为系统的初步设计提供了可选方法及参数.

汽源参数变化对储汽筒充汽系统变工况性能的影响

对储汽筒充汽系统变工况性能进行分析,是系统控制策略研究的重要环节。基于变质量热力学及粘性流体动力学理论,分别建立了系统各组成单元的数学模型;提出了一种基于共同运行参数作为初始迭代点的系统模型求解方法:先初定各组成单元的共同运行参数(即瞬时充汽流量),然后依据该初定值计算给定控制策略下的系统各性能参数,并通过迭代计算调整初定值,直至满足系统的用汽要求。在此基础上,针对用汽源参数对系统变工况性能的影响进行了仿真计算。仿真结果表明:汽源蒸汽温度对系统变工况性能影响较小;而汽源蒸汽压力减小,会造成系统在原有控制策略下储汽筒终了压力将达不到用汽要求。

舰载机蒸汽弹射反馈线性控制系统研究

为了研究舰载机蒸汽弹射过程中储汽筒与汽缸中各状态的变化,针对汽缸系统的非线性强耦合特点,考虑储汽筒内闪蒸现象、汽缸有杆腔与无杆腔压力变化以及发射阀芯位移与流通面积之间的关系,建立储汽筒、发射阀的数学模型,汽缸的热力学模型以及舰载机的六自由度运动模型,完成蒸汽弹射系统发射阀控制器设计。通过仿真研究发现,蒸汽弹射系统的储汽筒在弹射阶段压降很小,其影响可以忽略;并且,由于汽缸系统的各状态具有非线性强耦合的特点,经典控制方法难以使发射阀稳定工作,其开度会在阀开启和关闭时发生突变。基于反馈线性化理论,能对汽缸系统模型进行完全线性化,实现汽缸内各状态量解耦。仿真结果表明,利用反馈线性化方法设计的发射阀调节器在弹射过程中性能稳定,使舰载机对加速度指令有良好的跟踪能力。