供料机机电液耦合动力学仿真研究

采用基于软件接口的协同仿真策略,拟定供料机协同仿真方案。利用MSC.ADAMS和EASY5仿真软件建立供料机机、电、液耦合的仿真模型,通过VV&A证明该仿真模型的可信度。对料仓摆转0°、30°和60°三种工况的输料过程进行动力学仿真分析。分析结果表明:所提出的协同仿真方案能够真实反映机、电、液间的耦合作用,为复杂机、电、液一体化产品的仿真分析提供了一种便捷的协同仿真方案。

热连轧机机电液耦合振动控制

全世界薄板坯连铸连轧机在轧制薄规格带钢时都出现不同程度的严重振动现象,导致带钢和轧辊生成明显振痕,从而影响企业的产品质量、外部形象和经济效益。利用自制综合遥测系统对轧机振动参数、力能参数、电参数和工艺参数等进行全面的现场综合测试,经过对测试信号的时域分析和频域分析获得振动的特征及规律;通过理论研究和仿真研究,发现轧机确实存在扭垂耦合振动、机电耦合振动和液机耦合振动现象,确定轧机振动的性质为机电液多态耦合振动。据此对电气传动控制系统和AGC系统进行参数修改和优化,将设计的二阶扭振抑制器应用在主传动控制系统中和对AGC参数进行优化,辊系振动明显降低,有效地抑制了轧机机电液耦合振动现象,取得了显著的经济效益和社会效益。

基于机电液耦合器的液压冷却系统设计研究

在机电液耦合器运行期间,其工作状态在很大程度上受到冷却系统影响。基于此背景,进行相关分析,借助AMESim仿真平台的使用,构建对应的热力学模型,探讨各种工况下系统所表现出来的冷却性能,分析对系统稳态温度起作用的关联因素。结果发现,冷却液的流量、机电液耦合器冷却油道面积、风扇转速和负载等参数对系统温度具有很大的影响;本文所构建的系统可以符合不同的冷却要求,而该冷却系统能够对车辆发挥相应的辅助作用,表现在启动、加速等方面。本文的结果对冷却系统能够起到一定的助力作用。

机电液耦合器冷却系统仿真分析

冷却系统的效果影响着机电液耦合器的工作状态和工作效率。利用AMESim仿真平台,对机电液耦合器冷却系统建立了热力学模型,分析了不同工况下系统特性及冷却性能,探究了影响系统稳态温度的因素。结果表明,冷却液的流量、机电液耦合器冷却油道面积、风扇转速和负载等对系统温度具有很大的影响;系统能够满足各个运行工况下的冷却需求;冷却系统对车辆的启动、加速和制动工况具有一定的辅助作用,对相关冷却系统的设计和校核有一定的参考价值。

基于机电液耦合器的液压冷却系统设计

针对机电液耦合器存在的散热问题,本文以机电液耦合器冷却系统为研究对象,提出一种新的液压冷却方案。首先设计了与启动、行驶、上坡、高速、制动和驻车等工况相匹配的液压冷却回路,阐述了各液压元件的型号选择和参数计算过程,并使用AMESim软件对系统冷却能力进行了仿真验证。冷却系统通过高压蓄能器与低压蓄能器的配合使用,使冷却系统在不同工况下,满足机电液耦合器冷却需求的基础上,实现车辆的高效低耗运行。研究结果表明,该液压冷却系统在车辆不同工作状况下,均能够满足系统的冷却需求,有效的实现了制动能的回收和利用,提高了耦合器的能量利用效率,方案设计及元件选型合理。该设计为后续机电液耦合器的开发和研究及相关冷却系统的设计提供了一定的参考。

基于田口法的机电液耦合器永磁体分布优化

为了兼顾纯电驱动和混合驱动的优点,本文主要对基于田口法的机电液耦合器永磁体分布进行优化,研究了一种将电驱动系统和液压驱动系统高度集成的机电液耦合器。针对机电液耦合器参数众多且互相耦合的特点,参照内置式永磁同步电机的优化设计方法,提出了基于田口法的机电液耦合器内置式永磁体分布多目标优化设计方法,分析了永磁体转子的布置形式和永磁体宽度、厚度对机电液耦合器输出电磁转矩的大小及其工作稳定性的影响,根据影响的权重大小,选定其中最合理的参数组合方案进行计算并完成验证。验证结果表明,相较于未优化模型,采用田口法优化后的机电液耦合器,输出的电磁转矩提高了9.78%,永磁体的利用率提高了28.86%,齿槽转矩降低89.68%,纹波转矩降低45.4%。说明优化后的机电液耦合器电磁性能输出转矩更大,转矩波动更小,优化方法效果显著。该研究具有一定的理论研究和实际应用价值。

提升机机电液耦合仿真建模及紧急制动特性分析

针对矿井提升机紧急制动过程存在的问题,提出了一种机电液耦合的系统协同仿真方法,从系统的角度研究了矿井提升机在紧急制动工况下的动态特性。在RecurDyn中考虑各部件接触特性和柔性等非线性因素建立了提升系统模型,在AMESim中建立了液压制动系统模型和控制系统模型,通过接口模块构成了机电液联合仿真模型;以下放工况为例,利用联合仿真模型研究了制动减速度及双闭环控制器比例系数比对提升机紧急制动动态特性的影响规律。研究结果表明:该仿真模型可以同时分析提升参数及制动参数对系统动态特性的影响,制动减速度越大,制动系统及提升系统动态特性越差;双闭环控制器比例系数比过大或过小都会使制动系统及提升系统动态特性变差,甚至导致钢丝绳打滑。

无气隙表贴式机电液耦合器转子强度优化

针对多能源组合动力装置存在的体积大、结构松散和能量转换效率低等问题,本文提出了一种新型动力装置—机电液耦合器,可将传统永磁旋转电机与斜盘式轴向柱塞泵/马达揉汇一体,实现电能、机械能和液压能的相互转化。搭建机电液耦合器三维理论模型,并基于Workbench对转子各部分进行受力分析。同时,以转子受力为优化目标,建立强度优化响应面模型,选取护套与永磁体之间的过盈量和护套厚度为优化变量,并通过目标驱动优化,得到最优参数组合方案。仿真结果表明,转轴等效应力、永磁体径向压应力、永磁体切向压应力以及护套等效应力均有所改善,护套与永磁体之间的接触应力满足传递扭矩的要求,符合工程实践期望。该研究对电机转子强度优化和机电液耦合器的理论挖掘和开发具有理论指导意义。

基于田口算法的机电液耦合器结构优化

本研究通过Maxwel软件明确机电液耦合器电磁结构中q轴磁路狭窄问题,明确借助极弧系数调整,可减少耦合器转矩时的波动反应,通过正交试验确定最优参数值:a为10 mm;b为4.8 mm;c为16 mm;d为17.5 mm,并经过模型对比证实优化效果显著。

变量式交流同步机电液耦合器特性分析

为了掌握变量式交流同步机电液耦合器的性能特点,从而提升该装置的设计水平,利用Maxwell软件对该装置进行电磁特性仿真。首先,根据麦克斯韦方程组和有限元理论建立数值模型;其次,针对有限元模型开展磁通密度、磁力线、气隙磁密分布、空载反电势、齿槽转矩模拟,确定电流超前角、柱塞、永磁体厚度对电磁转矩输出结构的影响。结果显示,气隙磁密的谐波分量、空载反电势的谐波分量、齿槽转矩增加了机电液耦合器的振动效应;提高永磁体厚度有利于增大输出转矩;柱塞结构增大了磁阻,在一定程度上制约了输出转矩;电流超前角导致转矩的波动性和整体幅值有所增加。在优化机电液耦合器时,应尽可能提高输出转矩,同时消除谐振和齿槽转矩造成的振动。

机电液动力耦合电动汽车动力传动原理

针对传统电动汽车动力形式单一带来的缺陷,提出机电液动力耦合电动汽车的工作原理,利用机电液耦合器实现电能、机械能和液压能的任意相互转化,克服了传统电动汽车的诸多弊端。阐述机电液动力耦合电动汽车动力传动的5种基本模式。建立了机电液动力耦合电动汽车的机械、电、液压动力匹配的数学模型。基于CLTC工况,利用AMESim与Simulink联合仿真了机电液动力耦合电动汽车跟随性、电动力、储能器压力、耗电量等特性参数,验证了机电液动力耦合电动汽车动力传动原理的可行性。

坦克行进间垂向稳定器机电液系统的建模与仿真

为了准确描述坦克行进间的火炮稳定系统,采用多体动力学软件Recur Dyn和液压系统仿真软件AMESim,建立了基于多体动力学与液压系统控制的联合仿真模型。基于多体动力学软件建立了坦克行进间多体动力学模型,利用液压系统仿真软件,对垂向稳定器进行液压控制系统建模,通过接口模块完成了坦克行进间稳定性模型的联合仿真,对比了单侧布置和对称布置垂向稳定器方案。仿真结果表明:该文建立的联合仿真模型能够准确地对坦克稳定系统进行仿真,且满足坦克稳定系统稳定精度的要求;对称布置方案可以有效提高稳定效果,为提高坦克高机动条件下的稳定性研究提供了一定的参考。

汽车起重机变幅机构的耦合建模仿真与运动学分析

以某企业提供的QY110汽车起重机液压变幅机构为研究对象,基于复数矢量分析法对变幅机构进行运动学建模和俯仰运动分析;从机电液耦合的角度出发,利用ADAMS和AMESim软件建立了包括臂架结构、变幅液压缸驱动系统、臂架俯仰角度位置控制系统在内的变幅机构机电液复合模型,在此基础上进行ADAMS和AMESim联合仿真,重点研究了PID控制器参数、液压平衡阀、内泄漏故障在内的电控与液压因素对俯仰运动性能的影响规律。结果表明,变幅机构的耦合建模及俯仰运动学仿真分析符合实际情况及理论分析结果,可为其运动性能分析及机电液耦合设计提供有益参考。

结合整车模型的电液助力转向系统瞬态分析

电动液压助力转向系统动态特性的研究是转向系统与整车匹配和控制策略研究的关键,其建模的难点在于电动液压助力转向系统是机械、液压与电器的耦合。结合整车模型,建立了转向系统的机电液耦合动力学模型;进行了非线性时变系统的瞬态响应求解;分析了扭转刚度等关键参数对转向系统及整车性能的影响;搭建了动态模拟助力转向台架,并在方向盘力脉冲输入下进行了实验验证及对比分析。结果表明:仿真与台架实验测试结果吻合良好,验证了模型的有效性;对转向系统的瞬态分析为系统匹配设计及控制策略的研究提供了可靠依据。

多自由度液压机械臂的虚拟分解建模及轨迹跟踪控制

针对多自由度液压机械臂的强非线性及各关节状态强耦合导致控制器设计困难的问题,提出了基于虚拟分解法的液压机械臂各关节运动学和动力学建模方法,降低了各关节状态之间的耦合。根据液压系统特性建立液压模型和摩擦模型,并整合得到各关节解耦的机电液动力学模型。由于各关节动力学模型中的控制的解耦特征,很大程度上降低了控制器设计的难度。然后,根据所建各关节动力学模型,分别独立设计了PID控制器并进行了末端轨迹跟踪控制实验,结果表明末端能有效跟踪目标位置,验证了所提方法的有效性。

液压油温度变化对供料机性能影响仿真研究

基于协同仿真技术,利用MSC.ADAMS和EASY5仿真软件建立了供料机机电液耦合动力学仿真模型。对液压油温度为45、55、65和75℃,料仓摆转角为0°、30°、60°工况进行了动力学仿真分析,明确了液压油温度对供料机性能的影响规律,并指出了不同液压油温度条件下供料机正常运转的摆转角范围。

液压油质特性对火箭炮高低调炮影响仿真研究

为研究液压油质特性变化对火箭炮高低调炮的影响,以某火箭炮高低随动系统为研究对象,基于MSC.ADAMS、EASY5仿真软件建立高低随动装置机电液耦合动力学模型,并通过对比试验与仿真结果验证模型的可信性。在此基础上,重点分析液压油温与含气量对火箭炮高低调炮的影响,同时针对液压油污染导致的过滤器堵塞故障进行仿真分析。结果表明:液压油温与含气量对火箭炮高低调炮的影响不能忽略,过滤器堵塞故障隐蔽性较强不易察觉,通过改变液压油质特性进行仿真可以获得较完善的知识与样本,为火箭炮液压系统故障诊断与维修保障提供参考。

装载机遥控系统的建模与仿真

为解决装载机无法在易燃、易爆、有毒、有辐射等危险场合下工作,及驾驶员劳动强度大等难题,采用AMEsim软件分析的方法设计了一种装载机遥控的方式和系统,利用AMEsim建立了系统的机电液耦合模型,通过使用AMEsim中的信号模块参数设置来模拟遥控信号输入,然后对装载机的遥控系统进行了仿真.结果表明:仿真结果与提前设置的参数信号所对应的状态相符,证明了这种新型的装载机设计方案的可行性.

考虑参数随机性的供输弹系统动力学及动作可靠性仿真研究

利用MSC.Adams和Easy5仿真软件建立了供输弹系统机电液耦合的动力学模型,通过VV&A证明了仿真模型的可信度。针对MCS求解复杂结构系统随机动力学问题时计算量过于庞大的难点,提出了虚拟样机—蒙特卡洛模拟法—支持向量机(VP-MCS-SVM)动力学随机响应求解方法,高效地完成了供输弹系统随机动力学的仿真求解。结合统计推断理论和可靠性分析理论探讨了供输弹系统动作可靠性及随机参数分布特征漂移时的动作可靠性问题,为复杂系统动作可靠性的评估提供了新的思路。

某型飞机襟翼收放系统故障仿真应用研究

基于仿真技术,建立了某型飞机襟翼收放系统机电液耦合动力学模型。研究了故障仿真中故障的模型化方法,建立了襟翼收放系统故障仿真模型。将其作为故障仿真平台,仿真分析了襟翼收放系统正常及齿轮磨损故障状态下的动力学响应,通过故障分析得出了齿轮传动磨损状态下的故障特征。