面向伺服动态特性匹配的轮廓误差补偿控制研究

在多轴数控加工中,轮廓误差直接决定零件最终加工精度。交差耦合控制和任务坐标系法通过估计轮廓误差,并设计轮廓跟踪控制器来提高轮廓精度。这两种方法存在大曲率位置轮廓误差估计精度差,轮廓控制增益整定依赖于工程经验等问题。为此,从伺服轴动态特性匹配出发,提出了一种基于轮廓误差精确计算的轮廓误差补偿控制方法。根据足点定义,采用解析方法快速准确计算轮廓误差。将轮廓误差分量分别补偿到各伺服轴的速度环和转矩环,提高各伺服轴动态特性的匹配程度。采用两维和三维NURBS曲线开展轮廓跟踪试验。试验结果表明:所提出的轮廓误差计算方法可以精确求解轮廓误差;所提出的轮廓误差补偿控制方法不需要建立轮廓误差与伺服跟踪误差间的映射关系,且可通过调整控制器增益定量显著减小轮廓误差。

对旋式轴流通风机变角度条件下特性匹配的研究

采用Realizablek-ε湍流模型和压力边界条件对对旋式轴流通风机从集流器到扩散器出口的内部流场进行了数值模拟。通过改变前后级叶轮叶片的安装角,揭示了其安装角变化对流量和压头的影响,使得两级叶轮压升更加合理。为提高对旋风机的运行效率和运行安全性提供了依据。

基于叶轮压水室特性匹配的离心泵作透平的性能预测

离心泵反转作透平(PAT)作为一种方便快捷的能量回收装置,具有显著的工农业应用价值,PAT应用的前提是掌握离心泵正反转模式下性能参数的换算关系。本文从有限叶片数的欧拉方程和转轮进出口速度三角形出发,推导了PAT转轮特性方程。借鉴离心泵叶轮和压水室的特性匹配原理,由PAT转轮与压水室特性方程联立求解获得了PAT的最优工况点流量、扬程等参数的预测计算公式。该性能预测方法仅需已知转轮和压水室的几何参数而不受比转速等条件的限制,具有通用性和实用性。预测方法得到了PAT的实测结果的验证,性能预测和试验结果的相对误差都在工程允许的范围内,表明本文所提出的性能预测方法是切实可行的,可为PAT的选型及应用提供理论依据。

中压真空断路器操作机构反力特性匹配计算分析及应用

操作机构是真空断路器动力输出源,提供短路开断、关合所需要的能量。操作机构的反力特性匹配曲线,决定了断路器能否顺利合闸以及合闸过程中的机械特性参数能否满足设计要求。介绍了一种从静态力学的角度,求合闸过程中每一时刻主轴所受动力力矩和阻力力矩关系的计算方法,并定量地研究了储能弹簧终拉力对反力特性匹配曲线的影响,对断路器操作机构中储能弹簧、分闸弹簧和触头弹簧等参数变量的优化设计,具有重要工程意义。

优化微型汽车主减速比与发动机特性匹配的CAD

介绍了以整车(燃油)经济性和动力性为双目标函数的微型汽车主减速比的最优化计方法,并为此开发了相应的CAD应用程序。

气动阀电磁吸力与负载力的特性匹配

设计喷嘴挡板气动阀电磁铁时,要重视电磁吸力及负载力的特性匹配,以保证气动阀能够稳定工作。而合理选取初始磁间隙δ_0及在铁心上加极靴是保证上述特性匹配,减小电磁铁控制功率和体积、重量的有效途径。

透平风机与纸机真空系统的匹配设计方法

本课题主要在湿纸幅流阻特性分析的基础上,探讨了透平风机与湿纸幅的气动匹配特性,并以实际生产线技改为例,介绍了应用透平风机改进真空系统的相关设计准则。

考虑联络线负荷匹配特性的供电分区深度迁移学习负荷预测

合理有效地进行供电分区划分及负荷预测既是挖掘供电潜力、降低电网投资的有效方法,也是新型电力系统规划与运行的重要基础。针对当前供电分区方法对负荷同时率参数选择的依赖较大,且未考虑站间联络线的负荷匹配,以及负荷预测学习方法的精确性仍需进一步提高等问题,提出了考虑联络线负荷匹配特性的供电分区深度迁移学习负荷预测方法。首先,构建了供电分区及负荷预测整体技术框架;其次,构建了考虑联络线负荷匹配特性的供电分区划分模型,并提出了相应的求解方法;在此基础上,提出了基于深度迁移学习的分区负荷预测方法,并进一步提出了供电分区划分及负荷预测一体化流程;最后,通过实际算例仿真分析验证了所提理论方法的有效性与适用性。

计及源荷匹配特性的新能源可信容量评估方法

可信容量是衡量新能源对电力系统发电容量贡献效益的重要指标,对于含新能源系统的规划和调控极为重要。考虑到同一地区新能源出力和负荷存在一定相关性,提出一种计及源荷匹配特性的新能源可信容量评估方法。基于核密度估计求得新能源出力概率模型,采用Copula函数分季节场景描述新能源出力与负荷需求之间的相关关系,建立新能源总出力概率模型,继而构建源荷联合概率密度分布模型。生成计及源荷相关性的出力场景,基于等可靠性指标和可信容量表征指标进行可信容量评估。最后,通过某地区实际算例分析,验证了所提方法的有效性。

Salisbury屏电磁匹配特性及其在抗电磁辐射中的应用研究

利用抗电磁辐射平板材料和Salisbury屏组合使用，推导出了相应的反射系数公式并进行了优化设计．设计结果具有较好的dB衰减值，既满足了工程设计对厚度需求，又保证在2～18GHz有较大的带宽．

面向机电耦合振动抑制的电主轴系统匹配特性研究

电主轴系统存在复杂的机电耦合作用,若系统机电参数匹配不当,将引起机电耦合振动,导致系统稳定性下降,工件加工表面质量降低。利用将电动机与主轴系统机械特性分离的动力学分析方法难以对系统的机电耦合振动进行有效的分析评价,也难以实现系统机电特性的优化匹配。提出基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法,利用所提出的方法研究磨削电主轴系统逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮机械参数对脉动转矩及定子电流频谱特性的影响,并在凸轮轴磨床上进行试验。揭示系统机电耦合振动的物理机制,提出通过优化逆变器工作参数、电主轴电动机电磁设计参数和砂轮参数抑制机电耦合振动的方法。经理论与试验分析证实,通过优化逆变器工作参数可有效抑制机电耦合振动,提高系统匹配特性和磨削质量,从而证实所提出的基于机电耦合动力学模型的电主轴系统匹配特性分析方法是有效可行的。

多级离心泵叶轮与导叶的匹配特性

基于CFX软件,采用k-ε模型对某一立式三级离心泵全流场进行数值模拟,并进行试验验证,表明在设计工况下数值计算结果与试验结果吻合较好,但泵内流场分析发现,叶轮-导叶间隙及导叶内的流动损失较大.为了减少流动损失,提高多级离心泵叶轮与导叶之间的匹配特性,分别重新设计4种采用不同进口结构形式的导叶.在设计工况下对4种不同进口的导叶模型进行定常数值计算,并对水力性能、内部流动规律及叶片表面压力分布规律进行分析.结果表明:导叶进口采用扩散结构,与叶轮出口边相平行的模型水力性能最好;导叶进口采取扭曲结构时,能够提高叶轮扬程,但也会增大导叶与叶轮间隙的流动损失,并导致导叶进口压力不稳定;当导叶进口与叶轮出口平行时,可以减小导叶内的流动损失,提高导叶的水力性能;当导叶进口与轴线平行时,可以弱化叶轮与导叶之间的干涉作用,提高叶轮的水力性能,但会增大叶轮与导叶间隙处产生的流动损失.

三电极合成射流激励器电极布局与电源系统的匹配特性

为了有效增加合成射流激励器的放电强度,提高放电稳定性,使用直流电源和不同类型的触发电源,对三电极合成射流激励器的放电特性进行研究,提出了设计准则,优化了电极布局。结果表明:触发电源脉冲电压的上升时间对触发特性有重要的影响。纳秒触发源电压上升时间与击穿延迟时间相近,可促使2个放电通道同时形成,实现同时击穿;微秒触发源配合直流激励只能使2个放电通道依次形成,放电模式为依次击穿。三电极合成射流激励器的放电通道长度和稳定放电时放电通道的可调节范围由触发电源与直流电源共同决定。采用纳秒脉冲触发源和较大的直流电压激励时,可显著提高三电极合成射流激励器的最大放电间距和放电稳定性。在4 k V直流激励下微秒脉冲触发形成的最大间距为7.5 mm,而在无直流电压输入时,纳秒脉冲触发形成的最大放电间距已达10 mm。当施加-4 k V直流电压时,纳秒脉冲触发形成的最大放电间距更是达到了17.5 mm。

自动传动液摩擦特性与自动变速器换挡元件匹配特性

对自动变速器与自动传动液摩擦特性进行匹配性分析,确定自动变速器换挡元件的评价指标以及影响该评价指标的自动传动液关键特性。通过建立动力学模型以及动态仿真模型对扭矩容量、功率密度与滑摩功进行计算与仿真分析,获得与自动变速器换挡元件相匹配的自动传动液摩擦特性的要求。对计算结果、仿真结果和试验结果进行对比分析,证明了此方法的可行性、正确性与有效性。

风力机与液力变速传动装置匹配工作特性研究

通过对液力变速传动装置应用于风力发电系统运动规律的分析,得到了适应变化的风轮转速、保持恒定发电机输入转速的风轮转速与液力变矩器涡轮输出转速应保持的关系。根据传动系的功率分流原理及能量平衡方程,推导了液力变矩器泵轮输入功率占风轮功率的比例以及液力变速传动装置的总体传动效率关系式。结合风力机特性进行了液力变矩器涡轮输出工作特性的分析,综合评价了影响传动效率的主要因素。针对低转速比和高转速比两种型号的液力变矩器进行了系统的匹配计算,为液力元件的选型与设计、差动轮系及定轴轮系关键结构参数的选取提供了参考。

风力发电机风轮与发电机匹配特性的试验研究

为了提高风力发电机的输出性能,针对离网小型风力机的风轮能量转换系统和发电机系统的性能进行了研究。通过对两副风轮、两台发电机进行交叉组合试验,分别采集了尖速比为3～8、风速为7～13 m/s时风力发电机的功率特性,同时还采集了发电机在不同工况下的温度场、扭矩、功率等参数,选出输出特性较好的发电机和风轮,然后将其组合,对其输出特性进行研究,并测试分析了整机的振动特性。寻找影响发电机系统性能及发电机与风轮系统匹配的相关规律及有机结合点。研究结果表明,风轮和发电机组合后的整体性能不是由单一因素决定的,而是由叶片翼型及安装方式、发电机的结构和技术参数等因素共同作用产生的综合效果,发电机的影响尤为明显。

车用柴油机舌形挡板变截面增压器的特性与匹配

探讨了单舌形及双舌形挡板变截面涡轮增压器 (VGT)的工作原理、两种舌形挡板 VGT蜗壳内气体流动的规律及其与柴油机匹配的原则 ,从而为舌形挡板 VGT的设计与优化以及与发动机的增压匹配提供了理论依据。通过对单舌形及双舌形挡板 VGT与柴油机的匹配分析得出 ,双舌形挡板 VGT的性能优于单舌形挡板VGT。

比例阀节流负载阀口的匹配特性研究与结构改进

比例阀节流负载阀口的结构有异,为满足系统的响应要求,需要全局考虑阀的本体结构设计、阀芯运动的控制方法等。研究结果表明:执行元件的速度受节流负载阀口的影响,不同节流阀口形成的过流面积与阀芯开口之间是非线性关系。过流面积在初始阶段都有物理死区,而后面积迅速增大;改变阀口结构和尺寸可以修正面积梯度以达到动作需求。

调整涡轮通流特性提高增压机组与增压锅炉热力匹配性能

根据涡轮增压机组与增压锅炉匹配工作的基本原理,考虑两者之间存在的热平衡关系、压力平衡关系,以及配合约束边界条件,建立研究两者匹配工作特性的热力平衡计算模型,提出一种迭代求解计算方法。基于计算与测试数据的对比分析,证明建立模型的正确性和有效性。在此基础上,针对机组的联合工作线靠近压气机堵塞区域,可能影响机组满负荷长期工作性能,提出通过调整涡轮的通流特性以优化两者的热力匹配。计算结果表明,涡轮通流能力减小5%时,压气机工作线远离堵塞区域,效率得到提高,使涡轮做功能力增强,辅助汽轮机蒸汽消耗量减少30%,提高了两者的热力匹配性能。

非共轴腔之间的模式匹配特性

本文从腔体的模式理论出发,给出了基横模到基横模、一阶、二阶、三阶、四阶横模的模式耦合及功率耦合系数作为光束半径失配、相前曲率失配、及非共轴失配的函数的解析表达式,并进行了分析讨论,指出了在非共轴失配存在时,奇、偶模之间的耦合系数不为零的结论。