基于AMESim的起重机支腿机构液压系统优化与仿真

以提高起重机支腿机构的稳定性为目标,设计一种起重机支腿机构PID控制系统。阐述起重机支腿机构的基本结构与参数,利用FLuidSIM软件完成起重机支腿机构的液压系统设计并进行仿真;在FLuidSIM仿真分析的基础上进行PID控制环节的优化设计;利用AMESim绘制具有PID控制环节的控制系统仿真模型并进行PID控制系统的仿真分析。结果表明:该PID控制系统提高了起重机支腿机构的同步精度与运行稳定性。

液压调速器AMESim动态仿真与参数优化

螺旋桨飞机飞行时,调速器对飞机的飞行稳定性与发动机安全性起着关键作用。分析液压调速器的设计结构及其工作原理;针对调速器、液压系统以及执行机构建立AMESim模型,进行动态特性仿真与分析;对调速器动态特性进行单因素影响分析,主要设计参数包括控制活门质量、配重质量以及弹簧刚度等,再通过多因素影响分析比较得到最优设计参数。对优化后的调速器模型进行动态仿真。研究结果表明:调速器参数优化后,调速振荡幅度和振荡次数显著减小,增加了调速器系统的稳定性,其性能得到了巨大提升,能够更好地满足发动机、螺旋桨的调速要求。

基于AMESim的柴油机SCR系统NO_(X)转化率仿真与验证

为研究车用柴油机SCR系统催化转化效率的影响因素,利用AMESim软件建立SCR系统仿真模型,结合台架试验,分析了排气温度、NO_(2)/NO_(X)值以及排气流量对系统NO_(X)转化率的影响。将不同温度下SCR系统仿真输出的NO_(X)转化率数据进行了实验验证,结果表明模型预测误差小于5%。仿真结果显示:SCR系统的NO_(X)转化率会随排气温度升高而明显增大,370~450℃为系统性能的最佳温度区间,NO_(X)转化率最大值均在88%以上。NO_(X)转化率随着NO_(2)/NO_(X)值的提高而增加,且当NO_(2)/NO_(X)值为55%~60%时达到峰值。当排气温度处于400~450℃之间时,NO_(X)转化率受排气流量影响较小,转化率稳定在90%左右。确定了SCR系统在发动机不同工况条件下的工作性能,为后续的尿素喷射控制研究提供指导依据。

摇枝式加工型苹果采摘振动参数仿真优化与试验

为探究不同振动参数组合对苹果采摘效果的影响,建立苹果树二级树枝振动力学模型,解析分析得到影响苹果脱落的主要因素为振动频率、振幅及夹持位置。测量苹果树形态特征并基于矮砧密植整形原理建立纺锤形苹果树三维模型,利用ANSYS软件对苹果树模型进行有限元仿真分析,仿真结果表明,振动频率4~8 Hz、振幅20~30 mm、夹持位置0.35l~0.65l(l为二级树枝长度)时,对果树损伤较小且苹果易脱落。设计四因素三水平振动采摘试验,以确定苹果树不同位置树枝最佳的振动参数组合,利用Design-Expert软件对试验数据进行分析和响应面优化,参数优化结果为:采摘苹果树上层苹果时,振动频率为5 Hz,振幅为28 mm,夹持位置为0.40l;采摘苹果树中层苹果时,振动频率为4 Hz,振幅为30 mm,夹持位置为0.43l;采摘苹果树下层苹果时,振动频率为8 Hz,振幅为20 mm,夹持位置为0.65l;通过验证试验得到苹果树上层、中层、下层摘净率为96.4%、94.8%、93.2%,与优化值相近,表明优化模型可靠。

基于Edem-RecurDyn联合仿真的火车皮厢底冻黏浮煤清扫机构性能优化分析

火车皮作为煤炭运输的主要设备之一,其运输效率一直是煤炭运输行业的关注重点,在北方地区冬季低温条件下,影响运输效率的主要原因是煤炭中所含的水分与凹凸不平的车厢内表面形成黏附,逐渐由车厢表层向煤炭内部扩散,最终产生冻车现象导致设备无法继续运行。首先,以不同清扫方式现存的问题为出发点,结合实际的工程项目,设计了一款自动化冻黏浮煤清扫机构并对其清扫性能进行优化研究。其次,通过理论研究分析建立浮煤冻黏颗粒模型,分析清扫过程中滚刀的运动情况并建立力学模型和数学模型。最后,联合多体动力学软件RecurDyn对清扫机构底部清扫滚筒性能进行仿真研究,求解不同滚筒转速、牵引速度和清扫深度对清扫性能的影响规律,通过优化寻求清扫阻力最小、能耗最低的性能参数匹配方案。结果表明,清扫机构的清扫效率受滚筒转速影响较小,随滚筒转速提高,清扫阻力大小在一定范围内波动;随着牵引速度不断提高,清扫阻力先降低后逐渐增高;清扫深度对清扫阻力的影响最大,随清扫深度的增加,其清扫阻力不断增加。根据单因素参数对清扫阻力大小影响规律,取合理范围利用响应面法对其综合影响规律进行仿真试验,得到目标函数后,利用Matlab对其数学模型求解最优解,最终得到滚筒转速为78 r/min、牵引速度为0.05 m/s、清扫深度为100 mm时,清扫机构所受阻力最小、清扫比能耗最低为0.22 kWh/m^(3),清扫机构性能达到最优。

基于虚拟仿真技术的专业人才培养方案优化研究——以江西中医药高等专科学校中医学专业为例

合理使用虚拟仿真(VR)技术,以专业岗位核心能力训练为切入点,能较好解决中医学专业学生实训过程中“高投入、高损耗、高风险,难实施、难观摩、难再现”的问题,对提升中医学专业人才培养水平有促进作用,能优化中医学专业人才培养方案。

基于ADAMS/CAR的某SUV汽车操纵稳定性仿真实验分析及优化

操纵稳定性是车辆正常行驶时受到外界扰动后保持稳定运行或迅速恢复稳定的一种能力,对车辆安全平稳运行至关重要。为优化车辆的操纵稳定性,对某SUV汽车进行动力性分析,建立物理模型和数学模型,阐述悬架对汽车操纵稳定性的影响。采用ADAMS/CAR进行整车建模,运用MATLAB软件对操纵稳定性评价指标进行评分。选取悬架的力学特性参数作为优化变量,以操纵稳定性评价指标的评分作为优化目标,通过对比选取最优方案。研究结果表明:NGSA-II算法对道路实验评价指标的优化效果较好,能够显著提升整车的操纵稳定性。

基于多目标狼群算法的机场行李导入系统仿真优化研究

针对民航机场行李导入系统运行过程中旅客行李注入等待时间长、系统能耗高等问题,综合考虑虚拟视窗控制方式、收集带式输送机运行速度、虚拟视窗长度及同时开放值机柜台数量等关键控制参数对机场行李导入系统运行效率的影响,提出一种求解该问题的仿真优化框架。通过分析机场行李导入系统实际运行工况,建立参数化仿真优化模型。以最小化旅客行李注入平均等待时间和系统能耗为优化目标,结合系统设计和运行过程中的实际约束条件,建立该问题的数学模型,并设计了一种多目标自适应并行狼群算法进行求解。该算法针对所提问题特性及经典狼群算法易陷入局部最优和收敛速度慢等不足,提出一种混合整实数单链编码方式,融合反向学习策略生成初始种群,引入自适应游走概率机制和智能行为并行机制,采用局部和全局自适应邻域搜索及启发式保优策略实现狼群算法智能行为搜索,使用Pareto非支配排序进行寻优迭代并获得最优解集。以国内某大型国际航空枢纽机场行李导入系统为例设计不同规模多种算法对比实验,验证了所提方法的有效性和优越性。

基于多物理场仿真的油浸式变压器温度特性分析及散热器优化

准确计算油浸式变压器的温度分布并寻求优化方法,对设备运行维护具有重要意义。首先建立了35 kV油浸式变压器的3维等效模型,采用Jiles-Atherton模型模拟变压器铁芯材料的磁滞特性,通过磁场计算获取了铁芯和绕组的损耗密度分布。在此基础上将损耗密度作为热源,经过流–热耦合计算得到变压器的温度场和流场仿真结果。根据计算结果提取了铁芯、绕组区域的温度分布及截面的油流流速分布,并绘制了散热片的最高温度和流速曲线。最后结合中心组合设计和仿真分析方法得出不同散热器结构参数下的变压器热点温度,构建热点温度与结构参数间的支持向量机模型,采用粒子群算法获得了最优参数。变压器热点温度较优化前降低了15.12 K,仿真与模型预测结果的相对误差为6.42%,验证了优化模型的有效性。结果表明:优化方法能够显著降低变压器热点温度,为变压器的优化设计提供了新的思路和参考。

大惯性负载液压伺服系统稳定性优化AMESim仿真分析

大惯性负载液压伺服系统的主体框架因为结构需要,惯性质量较大,导致整个阀控液压缸系统的固有频率较低,系统易发生振荡,稳定性较差。设置旁路泄漏通道,在液压缸两个工作腔之间安装节流器,提高液压阻尼比,以此改善系统相对稳定性。文章对旁通节流孔的孔径进行了参数化仿真分析,确定了提高大惯性负载系统相对稳定性的量化设计方法,指导旁路泄漏节流孔的尺寸设计。

基于机理仿真的抽油机有杆泵举升系统生产参数优化设计

基于传统经验法和预测模型法的抽油机有杆泵举升系统设计方法在实际应用中要么过于简单要么过于复杂,设计方案的可靠性还有待提升。因此,应用大数据驱动技术从海量抽油机井举升系统设计方案中探索规律,推荐以提高产量和节能降耗为目标的抽汲参数优化设计最优方案,将提升抽油机井举升系统设计方法的科学性和可操作性。文章分析了抽油机井产量主控因素,将软件仿真和现场获取的抽油机井举升系统设计样本进行聚类分析融合得到新的样本库,建立了抽油机井举升系统设计方案的深度学习模型,研究了基于匹配算法的方案相似度模型,开发了抽油机井有杆泵举升系统生产参数设计推荐系统。根据实例计算验证,该系统能够根据待设计井的地质特征和开发特征,从海量样本中匹配到与地质油藏条件相似度高且运行效果良好的举升设计方案,推荐方案的举升参数及举升效果与原有方案相比有较大的提升,证明了计算模型的实际可行性,为抽油机举升系统优化设计提供了新思路及方法。

基于多软件平台的二维重载精密转台的控制特性仿真分析及优化

为提高二维重载精密转台动态特性,基于AMEsim、ADAMS以及Simulink多软件机电一体化联合仿真对系统控制特性进行仿真分析.本文使用AMESim建立电机模型,Adams建立二维重载系统的动力学模型,使用Simulink工具箱建立PID控制模型,最终建立三软件联合仿真模型对系统阶跃响应进行仿真分析;针对系统存在时变性、非线性和负载干扰等因素的问题,采用自适应模糊PID控制算法对系统进行控制优化.仿真结果表明,模糊PID控制算法有着响应快、无超调,稳定误差较普通PID控制减小37%左右等优点.

基于Adams与Amesim的二维精密高速转台机电联合仿真分析

为解决高精度转台的位置控制精度问题,以二维精密高速转台为研究对象,使用Adams软件建立转台动力学模型进行仿真分析,以固定角度驻留效果来评价模型精度,实现了动力学仿真与分析.为进一步提高模型驻留精度,采用Amesim软件和Adams软件开展了联合仿真,由Adams软件负责传动计算求解,Amesim软件进行位置控制.相较于仅使用动力学模型进行仿真,联合模型的仿真结果相对误差在60°和120°的驻留分别减小到0.13%和0.09%,从模型精度上保证了联合模型在二维精密高速转台设计或改造上的准确性.最后对传动座样机进行测试,记录样机真实驻留角度,验证了联合模型的准确性和精度.

基于AMESim的节流调速回路仿真与优化设计

本文以提高大负荷液压系统的负载能力为目标。首先,阐述了节流调速回路的基本结构与工作原理。其次,利用AMESim完成了节流调速回路的系统设计,并完成了节流调速回路的受力分析。最后,基于单神经网络PID算法,搭建了节流调速回路的优化模型,分析了执行元件在调速回路中对负载不同速度的作用规律。仿真结果表明,PID控制系统的引入增强节流调速回路的适用性,为设计速度控制回路提供了理论参考依据。

基于虚拟仿真技术的会展策划与管理专业人才培养方案优化研究

紧盯国家战略、数字经济发展和产业转型升级需求,融合新的《职业教育专业目录》规定,服务新时代复合型技术技能人才培养,服务“双师型”教师队伍建设,将科技引领、虚实结合融入会展专业人才培养,推进会展专业教师、教材、教法改革。将虚拟仿真技术融入课程资源和活页式教材编写,提升教师的数字素养,结合数字会展资源和虚拟仿真技术开展混合式教学,重构实训实践教学内容,开展新技术赋能下的职业教育教学改革。

打标流水线双凸轮夹紧机构的设计与仿真优化

为更好地满足打标流水线移除打标不合格工件的工作要求,设计了一种仅需1个动力源就能实现工件的夹紧及升降双重动作的双凸轮夹紧机构。基于执行机构的动作顺序,设计了两个凸轮的运动时序;运用Matlab软件计算得到凸轮的轮廓曲线,并在SolidWorks平台上建立其三维模型,利用Adams软件完成了双凸轮夹紧机构的参数化建模及运动仿真。结果表明,机构输出的运动规律和设计的运动规律一致。通过对关键坐标位置进行优化设计,得到关键坐标的合适位置参数。该双凸轮夹紧机构可有效节约成本、提高工作效率,对流水线的后续研究具有一定的参考价值和借鉴意义。

基于COMSOL的水稻水分检测极板仿真优化与试验

为了提高水稻水分的在线检测精度,对平行式三极板电容器进行了有限元仿真分析和极板结构参数优化试验。使用COMSOL Multiphysics 5.6软件,对平行式三极板电容器进行静电场模拟分析,采用控制变量法探究边缘效应与极板厚度、极板间距、相对面积的变化关系。以电容比作为试验指标,使用Design-Expert软件对三极板电容器的极板厚度、极板间距、相对面积进行三因素三水平Box-Behnken试验设计,通过方差分析和响应曲面分析得到最优的三极板电容器极板结构参数。研究结果表明:在满足装置机械设计要求情况下,极板厚度1mm、极板间距100mm、相对面积18000.000mm 2的三极板电容器受边缘效应影响程度最低,是本研究水稻水分在线检测装置的最优极板结构参数。

球型调节阀液动力矩特性仿真及优化设计

为了获得液体火箭发动机调节阀的液动力矩特性,采用kubota空化模型和标准k-ε湍流模型针对某型调节阀在发动机运行工况下的空化流动开展了数值仿真研究,通过与液流实验数据的对比验证模型准确性,并定量分析了阀芯液动力矩的影响因素、分布特性和演化规律。研究结果表明:阀芯液动力矩大小取决于开度、压差和阀芯流道直径。相同压差下,开度由10°增加至80°,液动力矩单调增加,方向均为使阀芯关闭。相同开度下,压差分别增至3倍和5倍,液动力矩分别变化为原来的3倍和5倍左右。液动力矩分布主要由密封面力矩和主流道力矩两部分组成。随着开度的增加,密封面力矩先减小后增加,主流道力矩先增加后减小。阀芯流道直径由70 mm减小为60 mm,液动力矩最大值增加了24.5 N·m。这是因为相同发动机工况下,减小流道直径使得阀芯开度增加,主流道力矩增加数值大于密封面力矩减小数值,所以总液动力矩呈增加特征。提出了削去原始模型主流道下壁面区域的优化方案,优化模型在100%工况时液动力矩仅为13.2 N·m,且优化模型的流通面积保持不变。与降低流道直径的优化方案相比,所提出的针对主流道下壁面优化方案液动力矩最大值减小了94.4 N·m,大大减轻了控制电机的负荷,已成功经过多次发动机试车考核,提高了液体火箭发动机的可靠性,并为实现发动机轻量化提供了重要参考。

基于CPU-FPGA混合步长实时仿真的资源优化方法

随着大量的高频电力电子设备接入电网系统,基于CPU实时仿真器由于串行计算的原因难以实现更小步长的仿真计算,采用基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)与CPU混合步长仿真逐步成为研究热点。然而在含有大量分布式电源的电力系统中,FPGA的资源消耗成为了仿真规模的限制因素。针对这一问题,提出了一种适用于CPU-FPGA联合实时仿真的资源优化方案,搭建了电力系统暂态联合实时仿真平台。以双馈风电系统为例,将整个系统划分为CPU部分与FPGA部分,两部分之间以千兆以太网进行异步通信,在FPGA部分内使用优化后的仿真流程以此降低对硬件资源的占用率。最后,通过实时仿真结果与Simulink离线仿真和传统仿真模型进行比较,证明采取该方式能在保证仿真精度的前提下有效减少对FPGA资源的消耗。

基于石墨嵌入式结构的SiC功率模块热仿真与优化

SiC器件相比于Si器件,具有更高的功率密度,表现出高的器件结温和热阻。为了提高SiC功率模块的散热能力,提出了一种基于石墨嵌入式叠层DBC的SiC功率模块封装结构,并建立封装体模型。通过ANSYS有限元软件,对石墨层厚度、铜层厚度和导热铜柱直径进行分析,研究各因素对散热性能的影响,并对封装结构进行优化以获得更好的热性能。仿真结果表明,石墨嵌入式封装结构结温为61.675℃,与传统单层DBC封装相比,结温降低19.32%,热阻降低27.05%。各影响因素中石墨层厚度对封装结温和热阻影响最大,其次是铜柱直径和铜层厚度。进一步优化后,结温降低了2.1%,热阻降低了3.4%。此封装结构实现了优异的散热性能,为高导热石墨在功率模块热管理中的应用提供参考。