长距离井下循环模拟试验装置控制系统的设计

介绍了长距离井下循环模拟试验装置的结构,设计了长距离井下距离循环模拟试验装置控制系统。控制系统由硬件、软件两部分组成。分析了控制系统的输入和输出,并给出了具体的硬件和软件设计。硬件包括控制单元、执行单元、人机接口,软件包括可编程序控制器程序、人机界面程序。

结合转向系统电气控制的道路模拟台架试验技术研究

为解决道路模拟试验中无法验证转向电控系统的问题,基于汽车道路模拟耐久性试验技术和汽车总线通信原理,提出了一种转向系统道路模拟台架试验方案进行转向系统的精确验证。首先在道路模拟试验台架中搭建转向系统的控制电路,然后使用总线工具软件按照时间顺序输出转向系统控制器控制信号至转向系统,最后,通过转向系统应变和转向盘力矩信号进行试验方案有效性验证。结果表明,该方法可在传统台架有效启动电动助力转向(EPS)系统的转向助力功能。

应用于四通道轮胎耦合道路模拟试验的汽车部件控制系统研究

目前的四通道轮胎耦合道路模拟试验系统常用于针对车辆的耐久性、平顺性以及NVH性能进行研究和开发。文章研究一种应用于四通道轮胎耦合道路模拟试验的汽车部件控制系统,可以在辅助四通道轮胎耦合道路模拟试验过程中进行相应需求的零部件状态控制,模拟更为真实的驾驶状态,也可以在试验中及试验后进行相应的数据监测和故障诊断,能为客户提供可靠的数据支持。

电液比例控制油气悬架模拟试验台设计与分析

针对现有油气悬架模拟试验台加载精度不高、功能相对单一的问题,设计了一套基于电液比例控制技术的多功能复合式模拟试验台.通过建立电液比例液压加载系统的数学模型,完成了系统传递函数的推导.利用Matlab绘制Bode图,分析得到系统的幅值裕度为11 dB,相位裕度为74.9°,系统具有良好的稳定性.利用Simulink搭建系统仿真模型分析其动态特性,结果表明:阶跃响应完全消除稳态误差的时间为0.35 s,系统响应速度较快.因此,该系统可以满足重载车辆油气悬架模拟试验的加载需求.

高空台多任务模拟指定时间抗扰控制

针对高空台多任务模拟试验对飞行环境模拟控制系统所提出的高品质、高精度、强抗扰的迫切需求,设计了一种基于障碍李雅普诺夫函数的高空台进气环境模拟指定时间抗扰控制方法。建立了包含进气系统管道容腔和调节阀执行机构的高空台受控对象模型,并在此基础上进行了仿射形式推导和解耦设计。针对高空台强非线性、强扰动的特性,设计了以指定时间收敛的抗扰控制方法;同时为了抑制推力瞬变过程中系统状态剧烈变化,引入了障碍李雅普诺夫函数对压强和温度误差分别进行限制。在高空台多任务模拟试验控制仿真中,该方法可使压强和温度的绝对积分误差比线性自抗扰控制方法小89.5%和88.9%,在剧烈受扰后调节时间短10.4%和9.0%,而且相比于常规的指定时间方法能够满足所设定的状态误差约束。结果表明,基于障碍李雅普诺夫函数的指定时间抗扰控制方法能够进一步提升多任务模拟试验中的控制精度、调节速度以及抗扰能力。

高空舱进气环境压力模拟鲁棒模型预测控制

针对航空发动机高空环境模拟过渡态试验对高空舱进气环境压力模拟系统提出的强抗扰性、强鲁棒性等控制综合品质要求,设计了一种基于鲁棒模型预测控制(Robust Model Predictive Control,RMPC)的高空舱进气环境压力控制方法。RMPC采用滚动时域优化和扰动反馈补偿的方法,在预测控制框架内处理模型的不确定性。通过建立进气环境压力模拟系统设备特性模型,设计了基于RMPC的进气环境压力控制策略,搭建了仿真平台,与线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)方法进行了对比分析。仿真结果表明,应用RMPC技术后,动态调节时间由7.68 s缩短至3.91 s,最大瞬时波动量由0.94%减小至0.25%,该技术能够大幅提高发动机高空环境模拟过渡态试验中进气环境压力模拟的动态响应速度、控制精度和抗扰能力。

高空舱进气环境压力模拟新型自抗扰控制

高空舱进气环境压力模拟控制系统在发动机开展过渡态试验中存在强气流扰动及大量随机噪声干扰,为此,提出新型非线性状态误差反馈函数xal及在结构上引入总扰动状态变量反馈环节来设计扩张状态观测器算法(记作xal-ESO),并以此提出基于xal-ESO的高空舱进气环境压力模拟新型自抗扰控制方法。借助数值仿真对比所提出的xal-ESO与常见ESO在状态与总扰动方面的估计能力,结果表明xal-ESO能有效抑制系统输出噪声并取得较好的估计品质。基于系统核心设备模型搭建高空舱进气环境压力模拟仿真平台并进行工程试验,对比了基于xal-ESO的自抗扰控制与当前工程中使用的线性自抗扰控制的进气环境压力控制效果,试验结果显示线性自抗扰控制方法受噪声影响明显,而所提出的新型自抗扰控制方法在发动机过渡态试验中跟踪进气压力时超调量降低了58.70%,稳态误差降低了95.71%,表明该方法能够有效提升高空舱进气环境压力模拟效果,提升发动机过渡态性能评价的准确性。

露天金矿控制矿体位移爆破数值模拟与生产试验研究

在矿体具有“鸡窝状分散分布”赋存特点的露天金矿中,需要优化全生产周期的各个环节来降低金矿石的损失与贫化,研究并优化爆破导致的矿岩体位移是重要途径之一。以青海某露天金矿生产现状与爆区位移较大的问题为基础,采用ANSYS/LS-DYNA软件对爆区中间断面4排炮孔进行建模,通过SPH光滑粒子流体动力学方法进行计算分析得到压渣层厚度为2 m时可以将爆区内部点位的隆起和水平位移限制在1 m以内,进而将压渣层厚度优化确定为5 m。结合矿山实际,围绕布孔方式、孔网参数与起爆网路提出6套综合性对照方案进行18组生产试验,统计分析爆区内4个标志点位移数据得到:对于爆破位移控制效果,小V优于大V优于斜线起爆,矩形布孔略优于三角形布孔;综合对比确定该矿山矿岩体位移控制最优爆破方案为“矩形3 m×3 m布孔+小V中间起爆”,可将隆起和水平平均位移控制在0.77、0.52 m,较以往降低了约50%,经后续生产实践验证可以满足金矿取样圈矿、分选采装以及最终选冶要求。试验思路与成果为今后进一步的优化研究提供了基础,对类似矿山的生产实践具有一定的参考价值。

松软煤层底板岩层控制爆破诱发煤层增透模拟试验研究

针对松软煤层深孔预裂爆破增透时存在的爆破效果差、裂隙闭合快、增透时效短等问题,开展了底板深孔控制爆破试验研究。通过理论分析,建立了深孔底板爆破力学传播模型,分析了应力波在煤、岩体的传播过程,和控制孔诱导爆破裂隙的定向扩展效应。以淮南矿区C-13煤层为对象,利用相似模拟实验与数值模拟计算研究了有、无控制孔对爆破效果的影响。结果表明,当应力波作用于煤岩交界面时会因煤、岩体波阻抗不同反射形成拉伸应力波,加剧煤岩交界面的损伤程度,而岩体损伤所形成的弱面,引导了爆生应力波向此方向扩展,最终在松软煤体形成损伤裂纹,从而实现了松软煤层底板爆破诱发煤层增透。而控制孔提供的自由面效应会使应力波在控制孔附近发生应力集中,使裂隙朝控制孔方向定向发育。研究成果对松软高瓦斯煤体定向爆破增透有一定的参考意义。

航空燃气涡轮发动机的起动控制与试验研究

航空燃气涡轮发动机在起动过程中,极易因为供油量不够精确而出现“热悬挂”和超温问题从而导致发动机的运行故障,甚至影响发动机的正常使用寿命。为了实现对发动机起动控制过程中供油量的精确控制,有效解决起动过程中的“热悬挂”和超温问题,本文以某型燃气涡轮发动机为研究对象,提出了发动机起动控制方案,并利用试验模拟的方式验证了该方案的效果与可行性,然后根据试验结果对相关控制参数进行调整优化,使发动机起动过程中涡轮出口的排气最高温度大幅度降低,且温度到达峰值的时间也有所缩短,从而有效避免了超温问题对发动机的损坏。

高空直连试验台进气压力模拟系统DDPG前馈补偿智能控制

提出一种基于深度强化学习的高空直连试验台进气压力模拟系统前馈补偿控制方法。研究并给出深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)前馈补偿控制器的状态参数选取、动作输出设计、奖励函数设置等关键步骤,有效提高了前馈控制器的扰动感知能力,解决了单纯PID控制器主导所带来的智能体局部最优问题。仿真结果表明:与单一PID控制器相比,所设计的控制器在高空舱进气压力扰动和发动机流量扰动下,均实现了进气压力的无超调控制,且调节时间更短,验证了DDPG智能前馈补偿控制设计的快速性、稳定性和鲁棒性。

活塞热疲劳模拟试验技术的自动控制系统

本文介绍了一种由可编程控制器 (PLC)和PC机构成的活塞热疲劳模拟试验自动控制系统。具体介绍了系统的硬件、软件结构和设计要点。实际应用证明 ,该系统具有较高的可靠性和自动化水平。

飞机人工增雨区域控制模拟试验效果评价

采用非随机化 -区域控制模拟试验方案 ,对江西柘林水库区域 (1979～ 1982 )飞机人工增雨作业结果进行重新评价 ;通过与其它非随机化试验方案比较 ,区域控制模拟试验方案能够客观定量反映出柘林水库飞机人工增雨作业实际结果 ,是一种比较理想的人工增雨效果检验方法。分析结果表明 ,每次飞机人工增雨作业平均增雨量1.37mm/4 h,相对增雨率 2 4.92 % (α<0 .0 5 ) ;经准确度比较 ,区域控制模拟试验方案产生的假效果为 0 .5 3% ,属最小 ;而序列试验、区域对比试验、历史回归试验产生的假效果分别为 9.89%、- 19.5 2 %、9.5 8%。

大型低温环境模拟试验系统Smith模糊专家PID控制算法实现

大型低温(空气制冷)环境模拟试验系统的模型复杂、干扰因素多、安全性差,亟待寻求先进的控制方法支持。为此,结合工程实例,以系统动态性能参数实测数据为基础,引入了Smith预估超前控制与模糊专家PID控制算法相结合的方法,以增强系统控制规律的自适应性、控制过程的安全性,显著改善和提高系统的鲁棒性能和自动化控制水平,满足实际工程需要且易于工程实现。

汽车道路动态试验模拟控制系统的研究与开发

ｖ介绍了自行研制的汽车道路动态试验模拟控制系统（ＲＤＳＳ），讨论了ＲＤＳＳ的硬件和软件设计，重点分析了ＲＤＳＳ中引入的多点激振试验方法和多输入多输出ＨＶ频响函数识别算法。将ＲＤＳＳ与电液振动台对接，对一辆轿车进行了道路模拟试验。结果表明，ＲＤＳＳ可以准确快速地模拟汽车的实际行驶工况。

离合器试验系统机械惯量电模拟控制方法研究

为解决传统离合器性能试验系统中机械惯性飞轮组重量大、调整困难及存在惯量级差等问题,将机械惯量电模拟技术引入离合器试验系统。通过分析汽车行驶过程中受力情况,建立了离合器动力学模型,并结合离合器试验系统特点,提出了转矩反馈转速闭环控制的机械惯量电模拟控制方法,并在离合器试验系统中实现,与传统机械惯性飞轮组模拟的不同路况条件下离合器起步对比试验。试验结果表明:该控制方法能够较为准确地模拟离合器起步过程中转速、转矩变化特点。

长走廊内烟气组合控制的数值模拟与试验研究

为研究适用于高层建筑火灾中烟气控制的组合控制模型,提出通过设置防烟缓冲区来改善传统前室正压送风系统,并且与其他烟气控制方式相结合建立组合模型。设计并实施狭长走廊建筑的火灾烟气全尺寸风洞试验;在试验基础上,采用Fire Dynamic Simulation(FDS)软件模拟该风洞在相同试验条件下的火灾现象,对模拟结果和全尺寸试验的数据进行比较分析,发现2者规律吻合,且平均温度误差率为4.08%,验证所建模型的合理性。研究结果还表明在与防烟缓冲区组合中,30 m内走廊段只需设置一个排烟口,且排烟口位置以靠近火源为宜,其排烟效率为72.1%;此外还需要在排烟口后增设挡烟垂壁,来加强排烟效果,从而达到组合模型的最佳烟气控制效果。

液压传动动力机械节能控制模拟试验台的研制

经过节能理论分析与性能设计，研制出液压传动动力机械节能控制模拟试验台。试验台以柴油机作为原动机，液压系统为变量泵一定量马达系统，具有广泛代表性；试验台实现工况再现容易：可用于车辆等动力机械液压传动控制系统的开发及控制理论的研究，取代了大量的作业现场调试与试验工作，可以节省人力、物力，提高控制系统的开发速度。

变速器动态模拟试验台解耦控制方法研究

对变速器试验台动态加载过程中转速与转矩相互耦合的问题进行了研究。建立了系统耦合影响的数学模型,分别分析了电磁耦合和机械耦合对系统控制性能的影响,在电磁耦合和机械耦合环节加入解耦补偿控制模块,实现了变速器动态模拟试验台控制系统的解耦。通过对被试变速器一档、三档和五档工况解耦前后的仿真结果分析,验证了解耦方法的有效性,提高了系统动态模拟的控制精度和响应速度,是实现变速器工况模拟试验台高动态控制的有效尝试。

基于弹性负载的地震模拟试验控制策略

传统地震模拟试验控制方法多将试件假定为刚性负载。针对该控制方法在实际应用中精度差的缺点,提出一种基于弹性负载的地震模拟控制策略,通过分析弹性试件力学模型,合理设置内环伺服控制参数,实现各种负载下系统传递特性的近似统一。在此基础上,优化外环振动控制辨识方法。振动台系统能在无预试验步骤情况下获得较高地震波形复现精度。试验表明:该控制策略无需预试验,在优化的伺服控制参数下,能在首帧地震模拟试验中获得85%以上的输入输出信号时域相关系数;经数帧试验,通过对系统驱动信号进行更新,地震模拟输入输出信号时域相关系数能稳定在90%以上。