舰载直升机电驱动助降装置及其关键特性分析

针对现役综合系留和转运系统(Aircraft Ship Integrated Secure and Traverse,ASIST)存在的捕获冲击力大、转运时系统能耗高的问题,设计舰载直升机电驱动助降装置。通过分析助降装置的工况得出助降装置在执行捕获与转运任务时的性能要求,据此给出电驱动助降装置传动系统的设计方案。基于功率键合图理论建立传动系统的动力学模型,并与液压驱动助降装置进行对比仿真实验。仿真结果表明:电驱动助降装置的捕获速度降低约92%,捕获时最大冲击力降低约94%,能够在21 kN的外负载作用下执行直升机转运任务,在执行转运任务时能耗降低约29%,该成果对于拓宽ASIST的使用范围、降低系统能耗具有重要意义;所引入的兼顾系统动态特性与能耗特性的建模方法,为其余复杂机械系统的动力学建模提供了参考。

基于键合图法对单环路轮系线性系统的稳定性研究

采用键合图法建立XP型和PX型单环路轮系精确的数学模型,经计算分析得出轮系的动态特性和系统的稳定状态,该法解决了传统建模法对复杂轮系建模精度低的问题。根据齿轮传动系统的结构属性,引入模块化建模理念,并建立P型定轴模块和X型周转模块的结构图。以此为基础,采用模块化建模法分别建立XP型和PX型单环路轮系的结构图。根据键合图法的建模机理和优势,采用键合图法分别建立XP型和PX型单环路轮系精确的动力学模型。采用数值仿真法,分别获得XP型和PX型单环路轮系的动态响应情况,结合动态系统的极点-零点图、伯德图、奈奎斯特图和尼科尔斯图等4个指标,分析、评价轮系的动态稳定性。经研究得出:在线性系统中,XP型单环路轮系的稳定性比PX型单环路轮系要好。

铰接车辆转向系统液压管路动态特性

对于铰接车辆转向系统,管路特性对转向系统性能影响较大,其影响因素不能被忽略。基于功率键合图-方块图方法及SIMULINK控制仿真软件,建立了铰接车辆转向系统液压管路至油缸及负载的通用数学模型。定量地研究分析了铰接车辆转向系统液压管路的动态特性以及液压管路参数对转向系统动态特性的影响。研究结果表明:对于小管径管路,液阻和液感较大,液容较小,系统振荡幅度小,响应速度快;随着管路长度的增加,液阻、液感和液容皆逐渐增大,系统振荡次数逐渐减少,振荡幅度逐渐减小,但是系统动态响应较慢;提高油液的等效体积弹性模量有利于改善系统的动态响应速度和稳定性。

液压管路动态特性的Simulink仿真研究

研究液压管路的动态特性及其仿真实现方法对液压系统优化设计及其性能分析具有重要的意义。根据包含有动态摩擦项液压管路分段集中参数建模的思想,以功率键合图推导出的输入势输出势模型为基础,提出应用Matlab软件中的动态仿真工具Simulink软件包对液压管路的动态特性进行仿真的分析方法,液压冲击实例表明该仿真方法应用于管路的动态分析实用方便;创建的管路模型及得出的仿真结果可为液压集成块和其他液压管网动态特性的研究提供借鉴。

轻型客车动力总成液压悬置的动态特性

以某国产轻型客车动力总成液压悬置为研究对象,在深入分析其结构及工作原理的基础上,建立了该悬置系统的键合图模型和数学模型,并进行了悬置系统动态特性的仿真计算。与台架试验结果的对比分析表明,两者具有良好的一致性,验证了模型的适用性和可信性,为该元件的国产化研究和开发奠定了基础。

发动机被动液阻悬置动态特性比较研究

采用集总参数法和键合图法建立了惯性通道式、解耦盘惯性通道式以及节流盘解耦盘惯性通道式三种液阻悬置的动力学模型,建立了状态空间方程,获得了液阻悬置低频和高频的动态特性,对比分析认为惯性通道解耦盘式液阻悬置和节流盘解耦盘惯性通道式液阻悬置具有良好的频变幅变特性,而节流盘惯性通道解耦盘式液阻悬置拓宽了被动液阻悬置高频的使用频率,改善了惯性通道式和惯性通道解耦盘式被动液阻悬置高频的动态特性。

动力总成半主动悬置动态特性仿真与试验研究

分析了某轿车动力总成半主动悬置的结构及工作原理,应用键合图理论建立了该悬置系统键合图模型和数学模型,并进行了系统动态特性仿真计算。仿真结果与台架试验结果对比表明,悬置在低频段仿真与试验结果具有良好的一致性,验证了采用键合图方法研究悬置低频动态特性的适用性和可信性。该研究可为半主动悬置结构设计及动态特性仿真分析提供参考。

螺旋钻机变幅时机液耦合动力学的键合图建模

为了从理论上研究螺旋钻机变幅机构内在的复杂动态特性,建立较精确的变幅机构数学模型。首先,分析螺旋钻机变幅机构的工作原理和结构特点,运用键合图理论对转动铰、油缸及立柱进行模块化建模,构建变幅机构基础单元的多体动力学模型;然后,建立变幅机构液压系统驱动力的键合图模型。通过分析各子模型的动态特性及相互作用规律,根据功率流传递路径,以统一方式建立变幅机构机液耦合动力学的键合图模型。研究结果表明:变幅油缸2腔压力的数值模拟结果与试验结果较吻合,表明该模型能预测机液耦合作用下系统的动态特性,可为分析和提高变幅机构的动力学性能提供参考。

管道效应对液压同步系统动态特性的影响研究

以阀控液压同步系统为研究模型,采用功率键合图的建模方法,建立了考虑管道效应对液压同步系统影响的数学模型。利用MATLAB进行仿真分析,论证了管道长度、直径及材料对系统稳定性的影响。

中高压液压缸实验台液压系统仿真及优化

针对目前液压缸实验台存在不足,把非对称阀控制非对称液压缸这一思想应用于系统设计中,建立了非功率回收方式的液压缸实验台。采用功率键合图法建立了该液压系统动态特性数学模型。利用变步长的Runge-Kutta法探讨了管径、负载等参数对液压系统动态特性的影响规律。通过Laplace-Itae建立了寻优准则,并利用ODE变换法对其仿真模型进行了参数优化。研究结果表明,把功率键合图法与ODE转换法结合起来对液压系统进行动态特性仿真,既能全面地包含系统中各元件的动态效应,又可以减少计算量和计算时间。

液压集成块管网动态特性仿真

对液压集成块管网中存在的短管、直角拐弯、分支管路、工艺孔容腔等典型结构进行分析,建立了管网分段集中参数键合图模型,并通过数字仿真和物理实验验证了模型的可行性。这种将液压集成块结构设计与孔道网络流场性能仿真融为一体的设计方法,在性能品质上提高了集成块结构优化设计的水平。

无人机液压弹射装置能源系统仿真研究

基于功率键合图理论建立了无人机液压弹射装置能源系统的动态数学模型,应用Simulink对其工作过程进行了仿真研究,得到了无人机发射过程中液压系统的压力、流量特性以及液压缸活塞的速度、位移随时间的变化规律.同时给出了同一弹射装置在不同工作压力下发射不同质量无人机时的起飞速度。由于液压缸活塞是通过压缩油液缓冲减速,因此笔者通过改变油液体积弹性模量,分析了打开卸荷阀液压缸活塞的震荡情况,为无人机液压弹射装置的研制及改进提供了参考。

液体融雪剂洒布管路系统动态仿真研究

为了实现液体融雪剂洒布管路系统动态特性的精确描述以解决洒布过程的有效控制问题,根据洒布管路系统工作原理,运用基于功率键合图理论的AMESim软件,建立完整的洒布管路系统分布参数仿真模型进行动特性分析.结果表明:洒布管路压力流量分布均匀性不足,需进行优化;系统呈现低通滤波特性,泵源频率在40rad/s以上的信号传递至喷口时衰减迅速;系统的瞬态与稳态性能对管路的各影响参数有不同的敏感度.通过物理实验与系统仿真的稳态结果对比,证明了AMESim洒布管路系统模型的有效性.研究所得方法和结论为液体融雪剂洒布管路系统元件匹配的参数化设计及控制调试提供了有力的理论支持.

基于功率键合图的大流量安全阀仿真研究

针对目前国内液压支架用安全阀存在不足,研制了一种新型液压支架用大流量安全阀。采用功率键合图法和状态空间法建立了该阀系统动态特性的数学模型以及仿真模型。利用Matlab软件对其动态特性进行了数字仿真分析,并对影响该阀动态性能的相关因素进行分析,得出一些重要结论,为大流量安全阀的设计与性能分析提供了依据。

同轴双输出减速器的键合图模型及仿真

首先分析了两输出轴等速反转的条件;然后通过对传动系统的分析,基于键合图的基本原理建立了同轴双输出减速器的键合图模型,在模型中考虑了平均啮合刚度,转动惯量,阻尼等影响因素,根据键合图中的因果关系和功率流,推导出了键合图模型的状态方程;通过对系统进行动态特性仿真,获得了系统内部各变量随时间变化的规律,揭示了系统的传动性能和动态特性;对比不同参数下两输出轴转速的响应曲线,分析了各参数对系统动态特性的影响;最后建立了同轴双输出减速器的简化模型,进行了虚拟样机实验,并将实验结果和键合图计算结果进行了对比,发现利用键合图理论对该类减速器进行动态仿真是有效的.

关于柴油机热力系统故障优化预测仿真

燃油系统是柴油机最关键的热力系统之一,直接影响到柴油机的燃烧过程。对系统进行故障优化预测需要建立高精度的仿真模型,并对不同故障状态下系统的性能参数变化进行准确判断,从而为热力系统的优化以及故障诊断提供参考。柴油机燃油系统管路复杂,结构型式多样,各种参数之间相互作用和影响,建模难度较大。针对燃油热力系统的建模问题,提出了基于键合图理论的建模与故障仿真方法。从基本物理规律出发,分别对系统中的泵、阀和滤器等进行了键合图建模,在Matlab/Simulink平台上建立了系统模型,并研究分析了模型在多种故障状态下燃油系统参数的动态响应。结果表明:基于键合图理论建立的柴油机燃油模型具有较高的精度和实时性,能够反映热力系统的动态工作特性并进行故障优化预测。

混合动力汽车动力系统优化建模仿真研究

为优化混合动力汽车动力系统设计,实现节能减排,提供新能源,运用功率键合图法建立了包含发动机、电机、动力耦合机构、超级电容、车身及底盘的混合动力汽车动力系统数学模型。采用发动机最优控制策略,在Simulink软件平的各项性能及动力系统动态特性进行仿真,并有效地提高了仿真的准确性。应用优化模型,仿真了行有关汽车的动力特征参数对整车各性能的影响,为混合动力系统的优化设计提供了理论依据。在平台上建立了包含整车动力系统和整车控制模块的混合动力汽车整车仿真模型,为混合动力汽车设计优化提供了科学依据。

新型大流量安全阀的动态性能仿真与分析

安全阀在液压支架系统中起着重要的作用。当超负载工作时,安全阀能够自动开启保证系统安全可靠的工作。安全阀的动态特性是影响其工作的主要因素。研究大流量安全阀是目前迫切需要研究的问题。针对一种新型的大流量安全阀的动态性能进行分析,采用功率键合图的思想建立数学仿真模型,并用Matlab进行仿真。搭建实验系统对安全阀的动态特性进行测试,通过实验数据与仿真结果的比较,证实所建数学模型的正确性,从而为进一步优化该安全阀提供宝贵的数据和依据。

潜孔钻机节能防卡钻推进液压系统的动态特性仿真研究

在分析了潜孔钻机节能防卡钻推进液压系统的基础上,应用功率键合图理论对系统进行了数学建模,同时结合SIMULINK建立了仿真模型。其动态响应结果考虑了非线性因素,结果相对准确,为智能防卡钻控制系统设计提供了设计依据。

多功能液压挖掘机泵控系统动态特性仿真研究

多功能液压挖掘机更换不同执行器时,所需压力、流量及功率有所不同,要求泵输出参数与此相适应。本文用功率键合图对多功能液压挖掘机的泵控系统建立了数学模型,进行了动态特性仿真研究,实现了不同作业工况下泵与负载的功率匹配,达到了节能目的,在工程实践中具有比较重要的理论意义和现实意义。