基于遗传算法的风电齿轮传动系统参数优化设计

齿轮箱是风力发电系统的重要部件,其体积大、重量高等问题制约了风电清洁能源的发展.以1.5 WM风力发电机组为研究对象,建立齿轮传动系统轻量化数学模型,并采用遗传算法进行优化求解.结果表明,采用遗传算法是可行的,优化后齿轮传动系统体积减少了4.59%,这将进一步减小齿轮传动系统箱体体积和总质量.通过计算行星轮系的传动效率,验证了优化结果的可行性,该研究将为风电齿轮传动系统轻量化设计提供新方法.

基于智能制造的造纸机传动系统变频调速控制研究

进入21世纪以来,科技飞速发展,经济水平不断得到提高,人们对纸张的差异化需求越来越突出,不仅包括纸张的质量,更重要的是纸张的功能性。在造纸企业的生产中,智能化的造纸设备对企业的发展影响巨大。在智能化的造纸设备中,传动系统处于核心的位置,通过变频的方式实现传动系统的有序运转,有利于节约能源,同时保证仪器的平稳运行。为此,对造纸及传动系统进行深入研究,分析了造纸机在变频调速方面面临的挑战与机遇,为加速造纸机的升级以及造纸行业的进一步发展,促进纸张的智能化生产提供了借鉴。

智能化视角下造纸机传动系统变频调速控制研究

在当今造纸行业向智能化转型的背景下,造纸机作为纸张生产的核心设备,其传动系统的高效运行对整体生产效率和产品质量起着决定性作用。电气自动化与变频调速技术的深入应用,极大地推动了造纸机控制系统的技术进步,为实现造纸机械高效、稳定生产提供了坚实的技术基础。基于此,在探讨造纸机传动控制系统的构成与设计关键点,并针对常见的变频调速技术进行分析,特别是直接转矩控制(DTC)算法在优化传动系统中减少异步电机电磁转矩波动、降低能耗、提升效率方面的应用,旨在为造纸机传动系统的优化提供切实可行的解决方案。

PLC控制的造纸机传动系统设计研究

高速造纸机是造纸业的重要设备之一,其传动系统的设计在工业自动化中具有一定的挑战性。PLC控制系统为这一领域的发展带来了无限的潜力。结合造纸机结构以及工作原理,分析高速造纸机传动系统设计需求,从整体结构、硬件结构等多方面介绍传动系统的设计思路,以期为造纸工业的自动化以及智能化发展提供参考。

考虑逆变器谐波耦合的牵引传动系统机电耦合振动特性研究

作为牵引传动系统能量转换的关键部件,牵引电机在电气激励作用下会受到各种冲击载荷和周期激振力的作用,从而产生机电耦合振动,威胁牵引传动系统的可靠运行。对此,基于双惯量模型对牵引传动系统机电耦合振动特性开展研究。首先,建立牵引电机的双惯量模型,依据此模型对其固有频率进行计算,并介绍了机械传动系统的同频受迫振动模态。其次,根据逆变器的开关特性,着重分析了脉宽调制(PWM)导致的边带谐波转矩对机电耦合同频共振的影响,探索逆变器的频率耦合产生的间谐波对机电耦合系统的影响。接着,以传递函数的形式对考虑双惯量负载的牵引传动系统进行建模,从频域角度对系统机电耦合共振特性进行理论分析。最后,利用硬件在环测试对所分析结果进行验证。

齿轮传动系统共存吸引子的稳定性与分岔

以3自由度齿轮传动系统为研究对象,应用数值仿真方法得到系统的多初值分岔图,结合最大Lyapunov指数(Top Lyapunov Exponent,TLE)分析阻尼系数对系统动力学特性的影响。将数值仿真、延拓打靶法和Floquet特征乘子相结合,延拓追踪共存吸引子的稳定性与分岔。应用胞映射法计算共存吸引子的吸引域,结合分岔图、相图和Poincaré映射图揭示共存吸引子的吸引域随系统参数变化的侵蚀演变过程。结果表明:系统存在周期倍化分岔点和鞍结分岔点之间的距离非常近的现象,鞍结分岔使系统终态在两个不同的周期运动之间跳跃,使周期倍化分岔表现出亚临界特性;共存的周期吸引子主要由鞍结分岔引起;若鞍结分岔发生在概周期运动区间,则会出现周期吸引子与概周期吸引子共存。

考虑热管理约束的柴电混动系统能量再分配策略

针对传统能量管理策略缺乏对恶劣工况下热约束的考虑问题,提出了一种能量再分配策略.该策略创建并验证了带有热管理子系统的柴电混动系统模型,并基于邻域分量分析确定了冷却能力指标各自的权重系数,进而得到能够反映系统热状态的综合热评价体系.结合热评价体系,提出了基于动量梯度下降法的能量再分配方法.以高海拔和电池冷却系统恶化两种典型工况为例对能量再分配策略进行实时仿真分析,两种工况下该策略均以牺牲较少综合油耗的代价明显改善了系统热状态,保障了车辆的可靠运行.结果证明了考虑热管理约束的能量再分配策略具有良好的效果.

新能源汽车传动系统优化策略

本次研究最主要目的为优化新能源汽车传动系统,从新能源汽车传动系统基本组成与工作原理入手,详细介绍了传动系统的主要类型,针对汽车传动系统缺陷提出了主传动轴、从传动轴优化设计方案,起到适应性调节主传动轴两组从传动轴输出转矩的目的,进而稳定车辆行驶。结果表明优化设计方案可有效优化新能源汽车传动系统,结果具有实用性。

车辆传动系统液力自动变速器换挡过程研究

液力自动变速器是汽车实现自动操纵的核心总成,其换挡品质通过传动系统最终反映为车辆的行驶状态。该文讨论汽车换挡过程中的换挡品质评价指标,建立整个动力传递系统的AMESim模型,通过模拟加速踏板工作过程,计算出每个离合器、制动器的发热量,得到换挡时发动机力矩输出、车辆速度、加速度和冲击度等参数的变化,分析传动系统不同扭转刚度对冲击度的影响,为后续液力自动变速器结构设计提供理论依据和参考。

掘进机截割部齿轮传动系统振动特性研究

掘进机截割部齿轮传动系统性能的好坏直接决定掘进机的使用寿命和传动效率。以某型掘进机截割部齿轮传动系统为研究对象,分析了掘进机截割部组成及齿轮传动系统,运用MATLAB对减速机齿轮传动系统振动特性进行研究和分析。研究结果表明:掘进机截割减速机输入一级中心齿轮和一级行星齿轮X向振动位移呈现单周期稳定波动,2个X向振动位移共振频率均在180 Hz左右;输入一级中心齿轮X、Y向振动位移小于一级行星齿轮X、Y向振动位移。该研究为掘进机截割部齿轮传动系统振动噪声的改善提供理论依据。

新能源汽车动力传动系统的设计研究

深入研究了新能源汽车动力传动系统的设计与优化,关注于混合动力的复杂性、电动驱动的高效性、多元化能源的融合以及协同控制策略等关键领域。通过引入先进的能源存储技术和智能化混合动力控制系统,旨在提高系统性能和能源利用效率。同时对多能源融合的协同性进行了深入研究,探索多种能源形式的有机整合,为汽车动力系统提供更灵活、可持续的能源供给。

高速列车齿轮传动系统机电耦合建模与振动特性分析

为研究高速列车运行过程中齿轮传动系统的振动特性,文章基于多体系动力学理论和交流电传动理论,利用Simpack和Simulink建立了高速列车齿轮传动系统机电耦合动力学模型,并开展了有、无轮轨激励下的振动特性分析,通过对比仿真与实测齿轮传动系统振动加速度时频域数据,验证了模型的准确性。对比有、无轮轨激励工况显示:无轮轨激励时振动幅值较小,在频域上以内部齿轮啮合激励频率为主;而在轮轨激励作用下随着运行速度增加,齿轮传动系统振幅急剧增大,在频域上低速段以齿轮啮频为主,高速段以车轮多边形为主。分相区内外对比显示:电机扭矩作用使齿轮传动系统振动幅值显著增大,且频域中齿轮啮频和车轮多边形主频成分更明显。研究结果表明:由于高速列车齿轮传动系统服役环境的特殊性,电机扭矩、轮轨激励对齿轮传动系统振动存在显著影响,设计时须考虑负载和激励的耦合作用。

800V高压电驱动系统在新能源汽车中的优势与创新

800V高压电驱动系统是一种新能源汽车中常用的动力传动系统,它采用了更高的电压级别来驱动电动机。与传统的400V电压级别相比,800V高压电驱动系统具有更高的功率输出和能效。在800V高压电驱动系统中,电池组的电压被提升到800V,这意味着电流可以更小,从而减小了电线的尺寸和损耗。同时,高压电驱动系统还采用了更高的电压转换比率,使得电动机可以更高的转速运行,从而提供更大的动力输出。

混合动力汽车功率分流传动系统扭转振动及其影响因素研究

针对某款混合动力汽车,综合考虑发动机、电机、复合行星齿轮机构、离合器、减速器、差速器和半轴等部件,采用集中质量法建立功率分流传动系统动力学模型。在此基础上,分析不同运行工况下传动系统固有频率和振型,分别研究电机和发动机激振频率与传动系统固有频率之间的关系,仿真分析扭转减振器刚度对传动系统固有频率的影响规律,通过改变扭转减振器刚度从而使得传动系统共振转速远离发动机常用工作区。

环境参数对风电齿轮箱传动系统疲劳损伤的影响

在风电机组全寿命周期内,长期风速概率分布会使风电齿轮箱传动系统动载荷出现随机特性,影响其疲劳损伤预估精度。笔者提出了一种考虑长期风速概率分布特征的风电齿轮箱传动系统疲劳损伤预估方法,通过建立大功率海上风电机组OpenFAST-SIMPACK联合仿真模型,计算不同平均风速与湍流强度组合工况下的风电齿轮箱传动系统齿轮短期疲劳损伤,进而采用代理模型技术重构“平均风速、湍流强度-短期疲劳损伤”映射关系,预测齿轮长期疲劳损伤。研究结果表明:风电齿轮箱传动系统低速级太阳轮容易发生接触疲劳失效;在额定风速以下,低速级太阳轮短期疲劳损伤与平均风速呈正相关,在额定风速附近,平均风速与湍流强度的随机特性均会增大其长期疲劳损伤不确定性,增大其疲劳失效风险。

考虑失效相关的风电齿轮传动系统动态可靠性研究

针对风电机组齿轮箱在服役期间的可靠性问题,以2 MW风力机齿轮箱为研究对象,综合考虑齿轮时变啮合刚度与综合误差等内部激励,建立传动系统齿轮-轴-轴承动力学模型,获得恒定载荷下各齿轮副的动态啮合力。引用基于风场风速变化规律的威布尔随机风速作为系统外部激励,结合外部变动载荷与定载啮合力获得变载下各齿轮应力-时间历程。根据零部件主要失效模式,在传统应力-强度干涉模型基础上采用Gamma随机过程,结合齿轮材料的P-S-N(存活率-应力-寿命)曲线对零部件强度退化过程进行模拟。同时考虑到零件失效的相关性,建立系统主要失效模式的功能函数,构建混合Copula模型对零件层面与系统层面的失效相关性进行描述,经过多层嵌套获得齿轮箱系统的动态可靠度。结果表明:在风电机组服役前期时应主要考虑齿轮齿面接触疲劳失效,齿根弯曲疲劳失效主要发生在风力机服役中后期;根据系统可靠性曲线,考虑失效相关结果更符合实际工况。

基于观测器的火炮随动系统改进滑模控制研究

随着技术的发展,新型火炮武器作战系统对随动控制有了更高的要求,要求其不仅要有较好的抗扰动能力,还要有更好的控制精度。在此应用背景下,提出了基于观测器的改进滑模火炮随动控制方法,利用观测器对系统的扰动进行估计和补偿,用以提高系统的抗扰动能力;改进滑模控制方法来提高系统的控制精度,通过选用幂函数代替传统滑模控制中的符号函数,来抑制系统的抖振,用于提高系统的控制性能。并且利用MATLAB/Simulink仿真工具,搭建上述的改进滑模控制器,通过与传统PID控制方法的仿真对比,可以看出改进滑模控制器应用到火炮的随动系统中,具有较好的抗扰动能力和优良的控制效果。

基于单神经元自适应PID控制的高炮随动系统扰动补偿

为提升自行高炮随动系统的抗干扰能力以及自行高炮行进间射击精度,采用了一种基于单神经元自适应PID的控制方法,利用神经元的自学习及自校正能力对控制效果进行改善,以提升随动系统的扰动补偿能力。仿真结果表明:当高炮在B级、D级以及F级路面下行驶时,采用该方法的随动系统输出曲线的波动范围分别减小了0.14%、0.65%和4.72%,在突加扰动的情况下,再次跟踪到目标信号的时间分别缩短了0.04 s、0.03 s和0.02 s,根据实验数据可知在单神经元自适应PID控制器的作用下,当系统受到干扰后能够更快地跟踪到目标信号,且稳态精度更高。

基于直驶效率数据的机电复合传动系统性能退化评估

目的 基于直驶效率数据,实现机电复合传动系统的性能退化评估。方法 将机电复合传动系统全工况测试周期内的效率云图进行梯度和网格划分,得到各梯度内的网格点数。通过Pick定理,计算各梯度下不规则效率云图的面积,对各梯度效率云图面积求和,即可得到该测试周期内的机电复合传动系统性能退化评估指标。结果 计算了6个全工况测试周期的效率云图面积,结果显示,性能退化评估指标逐渐上升。通过效率云图对比发现,高效区间逐渐增大。从性能退化指标的发展趋势看,目前该传动系统正处于磨合期。结论 该方法能够有效评估机电复合传动系统的性能退化情况。

外能源枪械凸轮传动系统冲击载荷研究与分析

为减小外能源枪械传动系统的冲击载荷,采用了凸轮式外能源枪械传动系统,选取了4种凸轮运动规律进行凸轮设计,确定了外能源枪械抽壳阻力曲线,通过动力学仿真分析方法分别对这4种凸轮对枪械自动动作运动特性的影响开展仿真研究。以枪机框运动过程中的冲量为评价目标,分别分析采用不同凸轮的外能源枪械后坐及复进过程中的冲量大小,对比不同凸轮轮廓曲线对枪械的影响,结果表明,外能源枪械凸轮轮廓曲线在后坐过程中采用修正梯形运动规律、在复进过程中采用简谐运动规律时,枪械自动动作运行最平稳、工作可靠。其中,外能源枪械后坐过程采用修正梯形运动规律可比采用等加速运动规律冲量下降85.86%,复进过程采用简谐运动规律可比采用摆线运动规律冲量下降15.94%。