模糊PID控制器在微重力系统中的应用

为达到吊丝随动系统的性能要求,根据拉格朗日方程建立系统四自由度动力学模型,提出实时改变量化因子以改善模糊PID控制算法,在此基础上加以仿真。通过实时对PID控制器的比例参数、积分参数、微分参数以及模糊控制器参数的在线调节,实现对系统响应曲线的优化。结果表明,该算法可以有效提高系统的反应速度,抑制超调,效果显著。

航空吊挂式定点高精度重力系统的研制与试验

我们在引进国外生产的高精度重力仪的基础上，开发研制出航空吊挂式定点高精度重力系统，并于１９９３年１月１０日至３月２４日在哈尔滨利用直升机进行野外试验，与地面高精度重力对比，取得重力精度为±０．０９１×１０￣（－５）ｍ／ｓ￣２，高程精度为±０．５１ｍ的试验成果。用这种方法可供进一步在沙漠、沼泽、及其它交通困难地区进行生产性试验工作。

用于快速响应负荷需求的两段式斜坡重力储能系统放电功率调节方法

斜坡式重力储能系统(GESS)放电时通常将上堆场重物块运送至下堆场。然而,当放电过程中系统负荷需求出现波动时,现有方案难以通过及时调整重物块数量来调节输出功率,导致重力储能系统响应不及时并造成额外能量损耗。通过在斜坡两侧增加辅助堆场并将斜坡分为两段,通过控制顶部堆场重物块释放数量、斜坡堆场释放高度以及斜坡堆场重物块抓取位置,实现了重力储能系统输出功率的精确控制与负荷需求的快速响应。基于Matlab/Simulink平台搭建了两段式斜坡重力储能系统仿真模型,验证了所提方法的正确性与有效性。研究成果为斜坡式重力储能系统放电功率的快速调节与精确控制提供了重要参考。

悬吊式重力卸荷系统的主动式缓冲控制

针对索驱悬吊式重力卸荷系统被动缓冲器带来的欠驱动问题,提出了基于气动人工肌肉(Pneumatic Artificial Muscle,PAM)主动式缓冲器控制方法。首先,分析用于地面微/低重力模拟的悬吊式重力卸荷系统,为了克服PAM高度非线性特性,提出基于块结构的非线性神经网络建模方法,其次分析吊索与航天器相互作用过程中挠性引起的力扰动,最后采用非线性模型预测跟踪控制。相比传统PID控制方法,该方法具有参数调节简单,实时跟随性能好,以及对卸荷系统目标惯性参数的摄动具有控制性能不变性等优势。实验结果表明,设置不同扰动情况跟随力误差都能保证在3%以内,实验证明了基于PAM主动缓冲器的可行性,所提出的控制方法能够在挠性不确定性的情况下实现力跟随控制。

基于瞬时功率镜像补偿的斜坡式重力储能系统功率平滑控制策略

针对重力储能系统因离散质量块切换引起的输出功率波动问题,提出了一种基于瞬时功率镜像补偿的功率平滑控制策略。首先介绍了斜坡式重力储能系统的工作原理,分析引起系统功率波动的原因;然后设计了抑制功率波动的系统结构以及功率平滑控制策略,并以11 kW的斜坡式重力储能系统为例,对系统结构参数进行理论计算;最后构建斜坡式重力储能系统仿真模型,分析了系统在质量块交替过程中的暂态波动特性。结果表明,应用所提方法,质量块在交替过程中可提供连续稳定的机械功率,较好地平滑重力储能系统的输出功率,验证了该方法的有效性。

面向并联环流最小化的垂直式矩阵型重力储能系统多机协调控制

重力储能利用高度落差对固体重物储能介质进行升降,实现储能系统的充放电。和抽水蓄能相比,由于其具有不依赖水资源、选址灵活等特点,应用前景广泛。为提高重力储能系统的充放电运行效率,研究了面向多机并联功率环流最小化的垂直式矩阵型重力储能系统多机协调控制问题。首先,基于PSCAD/EMTDC构建垂直式矩阵型重力储能系统模型,分析了其充放电特性;其次,通过对重力储能系统多机并联运行时产生的机组间功率环流机理及抑制问题进行分析,提出了基于重力储能系统双层控制架构的多个机组间协调控制方法,该控制方法可在快速满足电网侧功率充放电需求的同时,实现并联运行机组间的功率环流最小化,提高了重力储能系统的充放电运行效率,最后,仿真结果验证了上述多机协调控制策略的有效性。

大变幅流量下重力流系统末端调流阀流量特性选型研究

针对大变幅流量下重力流系统末端调流阀流量特性的选型问题,基于一维水锤理论,采用数值模拟方法,结合工程实例,从调流阀流量特性对稳态运行开度的影响、调流阀关阀水锤最不利流量工况确定、调流阀流量特性对关阀水锤的影响等3个方面,对线性型、抛物线型和等百分比型等3种流量特性进行比较研究。结果表明:①等百分比型流量特性更有利于调流阀在小流量工况的稳定运行。该工况下,等百分比型调流阀的稳态运行开度更大,可避免因开度过小导致的汽蚀和振动。②关阀水锤的最不利流量工况应考虑初始流量最小工况。该工况的调流阀前初始压力最大,关阀历时最短,阀前最大水锤压力往往最大。③等百分比型流量特性更有利于减小调流阀的关阀水锤压力。在相同的初始流量和关阀速率下,等百分比型调流阀的初始开度更大,实际关阀历时更长,在小开度区域的流量系数变化梯度更小,因而关阀水锤压力更小,更有利于管道安全。

负压排水系统与重力流排水系统技术经济分析

近年来,部分排水项目选择负压排水系统,以期有效解决老集镇和农村地区施工作业面小、建筑物密集、地下管线复杂、污水排放点多带来的问题。文章以启东市某项目为例,对比分析重力流排水系统和负压排水系统,发现负压排水系统具有施工简单、工期短、工程造价低、群众矛盾小等优点。但是,负压排水系统也存在设备数量多和检查维修难度大等问题,其在运维期的运行效果、系统稳定性和运营成本也有待进一步分析。文章建议设计院可根据项目实际情况,结合重力流排水系统和负压排水系统的优缺点,因地制宜选择技术路线。

静载荷与地震载荷作用下ITER重力支撑系统有限元静力分析

针对ITER重力支撑系统的特点,提出了ITER重力支撑系统的有限元静力分析方法。应用AN-SYS软件,建立了ITER重力支撑系统三维实体模型。采用精度比较高,且计算规模又可以接受的单元网格划分方法,进行网格划分。在Volume之间的界面上定义接触单元。得到了支撑系统有限元模型。对同时受静载荷与地震载荷作用的ITER重力支撑系统进行了有限元静力分析。获得了支撑系统各零件的应力分布及最大应力,分析了这些零件的强度。结果表明:TF腿、韧性板、环形支撑和支撑圆柱的最大应力分别出现在TF腿与等效环向壳连接处、韧性板与其下法兰焊接的拐角处、环形支撑上端面与其内部加强筋的交接处、支撑圆柱的上端面,这些最大应力都小于其相应的许用应力,按照ASME压力容器评定标准,支撑系统各零件均满足强度要求。静力分析的结果为ITER重力支撑系统的设计或改进提供了可靠的理论依据。

基于ANSYS的ITER重力支撑系统的热应力分析

针对国际热核实验反应堆(ITER)重力支撑系统具有周期对称性的特点,提出了ITER重力支撑系统的有限元模型的建模方法。应用ANSYS软件,采用精度较高且计算规模又可接受的单元网格划分方法,得到了网格划分图,建立了ITER重力支撑系统环向20°三维有限元模型,并对该模型进行了稳态热分析、热-结构耦合分析。获得了ITER重力支撑系统各零件的热应力分布及最大热应力,并分析了这些零件的强度。热应力分析的结果为ITER重力支撑系统的设计或改进提供了可靠的理论依据。

基于ANSYS的ITER重力支撑系统特征值屈曲分析

针对ITER重力支撑系统的结构特点,应用有限元软件ANSYS,建立了ITER重力支撑系统的有限元模型。采用Block Lanczos方法对ITER重力支撑系统在静载荷与地震载荷同时作用下的稳定性进行了特征值屈曲分析,求出了ITER重力支撑系统的前3阶屈曲特征值和特征值屈曲模态。结果表明ITER重力支撑系统不会发生屈曲,韧性板是整个支撑系统中最易发生屈曲的零件。屈曲分析的结果对ITER装置的设计与改进具有一定的指导意义。

静载荷作用下的ITER重力支撑系统有限元静力分析

针对ITER重力支撑系统的特点,提出了ITER重力支撑系统的有限元静力分析方法。应用ANSYS软件,建立了ITER重力支撑系统三维实体模型。采用精度比较高,且计算规模又可以接受的单元网格划分方法,进行网格划分。在Volume之间的界面上定义接触单元。得到了支撑系统有限元模型。对受静负载作用的ITER重力支撑系统进行了有限元静力分析。获得了支撑系统各零件的应力分布及最大应力,分析了这些零件的强度。静力分析的结果为ITER重力支撑系统的设计或改进提供了可靠的理论依据。

一种平板流动腔重力灌流系统的力学分析

本文分析了一种采用重力灌流的平板流动腔灌流系统，并根据实验结果确定出相应的阻力系数，获得平板流动腔剪应力、雷诺数以及入口长度与流体重力灌流高度的关系。

热核实验反应堆重力支撑系统的有限元热-力耦合分析

根据热核实验反应堆重力支撑系统的结构特点,提出了重力支撑系统的有限元模型建模方法.应用ANSYS软件,采用单元网格划分法,建立了该重力支撑系统整体三维有限元模型,通过热-力耦合分析,得出热核实验反应堆重力支撑系统在静载荷、热负荷、电磁力和地震载荷同时作用下各零件的最大Tresca应力及其所在位置.零件的强度分析表明:支撑系统各零件的最大应力均小于其相应的许用应力,满足ASME压力容器规范.

多元化重力场信息系统构建

基于重力测量信息化建设的目的,在对重力场信息深入分析的基础上对多元化重力场信息服务及其应用进行了研究。建立了以多元化重力场信息为基础,集数据存储、处理、分发和应用于一体的服务体系。研究结果表明,构建基于多元化重力场信息数据库的重力场信息服务系统,能够使海量重力场信息的管理更科学、使用更高效、空间分布特性表现更直观;满足了重力场研究和应用部门的数据服务要求;实现了海量重力数据获取、处理和管理的自动化;提高了工作效率。

长距离重力输水系统中的水力分析探讨

对长距离重力输水系统进行了空蚀分析、进排气分析、水锤分析等水力分析。以稳态和瞬态水力模型为理论基础,重点对关阀水锤的预防措施等进行了研究。针对不同的分析结果得出了类似工程的应用结论。

重力式基坑支护系统的可靠性分析

本文分析了重力式基坑支护系统可能包含的多重破坏模式后，在考虑土性参数不确定性的情况下，运用系统可靠度理论对基坑支护系统的失效概率进行分析和计算。结果表明该方法能对基坑系统的稳定性作出较全面的评价。

影响重力输水系统中关阀时间的因素分析

在重力输水系统中,管道末端关阀检修操作如果不当,会引起关阀水锤。消除水锤的安全措施很多,但是最经济、有效的方式是延长关阀时间。对影响关阀时间的因素进行了分析,并得出了一般结论。

重力给水系统管道减压的研究

对重力给水系统管道的合理减压方式和布置形式进行了分析讨论，用递推法导出减压池的经济位置及级数的计算公式，为管道减压的设计提供了方法和依据。

重力滴注营养系统应用于婴幼儿鼻饲中的效果研究

目的探讨重力滴注营养系统在婴幼儿鼻饲中的应用及效果分析。方法选取本院呼吸消化科2016年8月~2018年5月收治的60例住院鼻饲患儿为研究对象,将其随机分为对照组和干预组,每组各30例。对照组给予传统一次性投给方式喂养,干预组采用重力滴注营养系统喂养。比较两组患儿在鼻饲期间心率和血氧饱和度的变化及并发症的发生情况。结果干预组鼻饲后的血氧饱和度及心率情况优于鼻饲前和对照组(P<0.05);对照组的鼻饲并发症发生例数多于干预组(P<0.05);对照组的胃潴留、呕吐和误吸发生率均高于干预组(P<0.05),其胃出血及腹泻发生率与干预组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论重力滴注鼻饲喂养可有效降低治疗期间并发症发生率,具有较高的安全性,可操作性强,对从胃管喂养向经口喂养的过渡有很大促进作用。