Experiments and Simulation of Thermal Behaviors of the Dual-drive Servo Feed System

The machine tool equipped with the dual-drive servo feed system could realize high feed speed as well as sharp precision. Currently, there is no report about the thermal behaviors of the dual-drive machine, and the current research of the thermal characteristics of machines mainly focuses on steady simulation. To explore the influence of thermal characterizations on the precision of a jib boring machine assembled dual-drive feed system, the thermal equilibrium tests and the research on thermal-mechanical transient behaviors are carried out. A laser interferometer, infrared thermography and a temperature-displacement acquisition system are applied to measure the temperature distribution and thermal deformation at different feed speeds. Subsequently, the finite element method （FEM） is used to analyze the transient thermal behaviors of the boring machine. The complex boundary conditions, such as heat sources and convective heat transfer coefficient, are calculated. Finally, transient variances in temperatures and deformations are compared with the measured values, and the errors between the measurement and the simulation of the temperature and the thermal error are 2 ~C and 2.5 pm, respectively. The researching results demonstrate that the FEM model can predict the thermal error and temperature distribution very well under specified operating condition. Moreover, the uneven temperature gradient is due to the asynchronous dual-drive structure that results in thermal deformation. Additionally, the positioning accuracy decreases as the measured point became further away from the motor, and the thermal error and equilibrium period both increase with feed speeds. The research proposes a systematical method to measure and simulate the boring machine transient thermal behaviors.

无人船载监控系统的设计与开发

为了满足无人船实时通信和远程操控需要,综合利用计算机、传感器及无线通信等技术,设计一种无人船载监控系统,实现了对无人船的实时监测、控制与实时通信。设计一种双驱动独立控制方案,实现了无人船遥控器控制与计算机控制的相互分离,可提高无人船运行操控的安全性与可靠性。提出采用插件式软件架构,将易变动的功能模块以插件的方式动态加载至系统框架中,加快了开发速度,降低了系统的耦合程度,提高了系统的可扩展性,并利用插件动态加载与卸载方法,实现了插件功能的动态加载与在线升级,提高了系统应对任务多样化的能力。

双驱动射频负氢离子源匹配网络设计与实验研究

随着磁约束聚变实验装置对中性束注入器的输出束流强度与脉冲时间的要求越来越高,开展高功率大面积射频离子源的研究迫在眉睫。为了实现大面积、高密度均匀等离子体放电,基于多驱动射频离子源的设计是当前的发展趋势,而阻抗匹配网络是射频功率源将最大功率输送至线圈并耦合至等离子体的关键,故对其结构设计和调谐特性的研究是不可或缺的。基于前期在单驱动射频离子源的研究基础上,结合双驱动射频离子源的放电需求,开展了双驱动阻抗匹配网络优化结构的设计与分析,通过实验中对匹配网络的调谐,成功实现了140 kW高功率和25 kW/1 000 s长脉冲的稳定运行。随后在等离子体稳定放电的基础上研究了两个驱动器之间的功率分配均匀性问题,实验结果表明了该匹配网络的优化设计合理可行,上下驱动器的射频功率分配基本均匀。

“主动面向、科教融合、双轮驱动”——工程管理专业新工科改革与引领的探索实践

面对国家战略需求以及新一轮科技革命和产业变革所带来的严峻挑战,工程管理专业建设正面临转型升级的迫切需要。西安建筑科技大学工程管理专业始终坚持改革探索与自我革新,在新工科背景下,努力探索工程管理专业改造升级路径、人才培养模式、课程体系建设、创新体系建设、平台建设和机制体制设计;坚持“主动面向”,以国家重大战略需求和科技创新的双轮驱动为导向,拓展专业内涵,加速科教融合,积极探索和重构专业课程体系;创新“精课程、微课堂”的课程建设和教学模式;开发“工程管理云专业”平台,大力推动“2+X”创新体系建设,构建“师生成长共同体”。为探索和形成工程管理专业发展的新模式、新路径、新体系提供重要支撑和经验借鉴。

基于定子电流和电磁转矩双信号融合的齿轮故障智能诊断

在电机驱动的齿轮传动系统中,电机本体具有传感器的特性,因此可以通过电机的定子电流、电磁转矩信号来进行齿轮故障分析,由于受转速和负载转矩的影响,使得故障诊断结果的准确率较低。针对此问题,提出一种基于双信号融合与反向传播神经网络相结合的齿轮故障诊断方法。对电机齿轮传动系统一体化建模,进行电机齿轮传动系统联合仿真。对齿轮的不同故障进行模拟,得到电机侧定子电流和电磁转矩的故障信号,采用双树复小波变换来分析齿轮故障频段信号,提取故障特征量,建立了丰富的齿轮故障样本库。搭建反向传播神经网络并提出改进的自适应学习率算法,实现了对齿轮断齿、磨损故障的精确分类。为了验证所提方法的有效性,搭建齿轮故障试验平台,对相应齿轮故障进行诊断。结果表明,所提方法能够在不同转速和负载转矩条件下准确辨识齿轮的故障类型,相较于只采用定子电流和电磁转矩中一种信号对齿轮进行故障诊断,该方法准确率更高。

110t转炉倾动控制系统改造优化

不锈钢110 t转炉自动化控制系统采用西门子S7-300PLC进行启动、停止、故障等逻辑控制,2套交流西门子变频器完成电机的闭环动态调节,2台电机采用主从控制方式保证负荷平衡。2台变频器与PLC之间采用Profibus-DP通信。主要针对转炉倾动系统运行过程中存在的问题,重点阐述了倾动变频控制系统升级优化改造方案,基于西门子新一代变频器S120为核心升级转炉倾动控制系统,通过组建新的控制方式解决双驱动倾动系统运行中相互拖拽、抱闸控制方式不可靠、转炉点头等问题,提升控制精度,达到增强设备安全稳定运行的目的。实践表明改造优化后的转炉倾动控制系统动态响应速度快,系统安全性更高,能够满足转炉冶炼工艺对于安全性、稳定性、可靠性、高效性、精确性控制的要求。

基于ADRC和模型预测控制的直驱伺服阀振荡抑制研究

直驱伺服阀因构造简单、抗污染能力强、输出功率大等突出优势,逐渐扩展其应用场景。作为飞控系统的关键部件之一,电液伺服阀的特性与可靠性直接关乎飞行性能与安全。本文针对某型航空用双系统直驱伺服阀存在的阀芯振荡问题,探究基于方法的伺服阀振荡抑制策略。建立了该直驱伺服阀系统的部件级数学模型,并与突变液流力模型联合运算;设计了自抗扰控制器(ADRC)和模型预测的复合控制方法,并与传统比例积分微分(PID)控制方法进行仿真对比。结果表明,ADRC和模型预测的复合控制方法对直线电机电流的高频小范围调节可有效抵消突变液流力对阀芯运动的影响,从而为直驱伺服阀在复杂受力环境下的控制器设计提供理论参考。

基于混合粒子群的电动汽车转矩分配策略研究

针对双电机驱动系统电动汽车前、后轴电机转矩分配问题,利用Simulink与AVL-Cruise软件建立了双电机电动汽车整车模型;基于车辆构型特点建立双电机驱动系统效率数学模型,以双电机驱动系统的整体效率最高为优化目标,在前、后轴电机特性约束范围内通过混合粒子群算法,对转矩分配系数进行迭代优化研究。仿真结果表明,在单个工况点和连续运行工况下,混合粒子群算法的转矩分配策略能够实现合理的转矩分配满足车辆行驶的需求,在NEDC、CLTC-P、WLTC三种循环工况下,采用该策略的电动汽车续驶里程延长了11.71%、9.06%、9.46%,双电机电动汽车的经济性明显提升。

基于嵌入式系统的智能小型采摘作业机器人

目前采摘作业机器人存在机器人转弯性能较差、自动寻迹能力较弱以及自动避障能力欠佳的缺陷。针对这一问题,提出一种通过结合嵌入式系统的双差速驱动机器人。首先建立对应的闭环控制模型,嵌入式系统能够进行更为便捷的图像数据信息的采集,而后建立相应的运行模型,并通过超声波传感器进行避障处理。通过嵌入式系统的信息反馈以及机器人的双差速驱动控制,以达到避开障碍物进行自动寻迹和移动的目的。经过实际案例测试,该方案能够在保证路径寻迹足够高精度的同时,更加快捷的避开障碍物,并缩短整体路径行进的实际,具备更好的可靠性和高效性。

基于矢量控制技术的伺服驱动系统

针对伺服驱动系统精度低、动态响应慢、稳定性差等问题,对双绕组永磁同步电机的矢量控制技术进行了深入的研究。优化和改进控制策略、系统硬件和软件程序。提出新的解决方案,设计伺服驱动系统。搭建试验平台,对系统进行功能和性能测试。实验结果表明:系统响应速度快、稳定性强,电机的控制精度和抗干扰能力也得到了明显提高,满足系统设计需求。

追求质量:中国高校考试招生制度改革的核心动力

追求人才选拔质量是中国高校考试招生制度改革的核心动力。中国高校考试招生制度在考试科目、录取模式和招生方式三个关键领域进行了长期的艰苦探索。考试科目不断优化,经历从分科考试向选科考试的转型,以便提高学业质量;录取模式持续变革,着力于协调国家计划与考生志愿的矛盾,从而提升匹配质量;招生方式推陈出新,重点构建了多元取才的选拔渠道,进而兼顾多元质量。中国高校考试招生制度改革只有坚持双重立场,兼顾质量的客观性和主观性,才能实现高质量发展。

电电双源制电力机车电气系统研究与设计

为响应国家“双碳”战略,一种具有节能、环保、高效等优点的电电双源制电力机车应运而生。文章基于电电双源制电力机车的顶层指标要求,对其包括牵引传动系统、辅助系统、动力电池系统、列车控制和管理系统及辅助驾驶系统在内的电气系统各子系统的功能需求及实现方案进行了详细地阐述。

煤矿门式起重机双驱动起升系统同步性问题研究

针对煤矿门式起重机双驱动起升系统在工作中出现制动不同步现象的问题,首先,通过理论分析、制动性能校核,变频器故障调用、搭建PLC监控系统监控变频器等方式来进行分析研究;然后,对监控系统采集到的数据进行处理分析,发现当变频器不能实时通信时,变频器控制的电机不能同步动作,导致制动器产生冲击载荷,系统出现故障;最后,通过改进系统控制方式,提高门式起重机双驱动起升系统同步性。

基于DSP的电动拖拉机开关磁阻电机双轮驱动系统

以TMS320LF2407 DSP控制器为核心,采用三相不对称半桥功率转换模块,以mos管为主开关器件,利用光电传感器检测电机位置和电机相电流,设计了一套电动农用拖拉机开关磁阻电机双轮驱动系统。实验结果表明:所设计的开关磁阻电机双轮驱动系统可以实现电动农用拖拉机运行过程中的差速控制,且系统运行比较稳定,提高了电动农用拖拉机的行驶性能。

健康服务业园区发展的双驱动机制研究——基于系统动力学视角

对科技创新驱动健康服务业园区发展的成果转化机制和临床需求驱动下的需求倒逼机制进行深入思考,剖析健康服务业园区发展的“双驱动”动力机制。首先立足于科技创新和临床需求两个维度细化影响因子,设计具体的观测指标,再通过因果关系环图的绘制剖析系统内部结构和内在逻辑,最后展开基于反馈效应的“作用回路”分析。研究得出三点结论:健康服务业园区的发展得益于科技创新和临床需求的“双驱动”,园区的发展与区位条件及由此带来的人才、市场环境相关,园区的发展受到机制设计、管理和服务能级提升等制度因素影响。

“双元四驱”框架下江苏职业教育与现代学徒制产教融合机制及优化路径

现代学徒制是职业教育中的一种新方式,对提升职业教育人才培养质量具有重要作用。现代学徒制在西方国家职业教育中取得了较大成功,但当前我国江苏现代学徒制职业教育中还存在保障制度不完备、联合培养驱动力不强、未能体现现代学徒特征和优秀师资不足等问题。构建“双元四驱”框架下职业教育现代学徒制产教融合人才培养体系,需要从推动招生制度改革、学徒合法身份确认、建立学历教育与资格教育融通制度、完善四驱导师选拔机制和共建共享教学资源等方面入手,强化现代学徒制在江苏职业教育体系中的育人实效。

双电机耦合驱动系统构型分层设计方法

双电机耦合驱动系统可实现无动力中断模式切换和不同负载下的高效驱动,显著提高纯电动汽车的动力性和经济性。因其具有多自由度、多源驱动等特性,导致构型设计无规律可循。本文采用功能分析法研究双电机耦合驱动系统构型的功能生成及结构衍生过程,提出包含功能生成及结构衍生的分层设计方法。建立以子机构为基本单元的图论模型,基于运动干涉判断路径可耦合条件,通过路径叠加,获取满足功能需求的操纵序列。提出由基本构型到齿轴构型、齿轴构型到具体构型的逐级结构衍生方法。最后以某电动商用车为例,选取优选方案进行参数设计并仿真分析。与原车相比,C-WTVC工况下该类方案的百公里耗电量降低了8.97%,0-50 km/h的加速时间缩短了8.9 s。

电动拖拉机双电机驱动系统的设计及试验研究

针对现阶段电动拖拉机在设计和参数优化中过多地考虑静态指标、忽视电源的高效区域分布和不完整等问题,提出了一种电动拖拉机双电机功率耦合驱动系统(DMPCS),并进行电动拖拉机双电机动力耦合驱动系统的结构设计。同时,基于粒子群优化和动态规划算法的双层协同参数优化方法进行参数优化,通过ADAMS和Simulink进行系统仿真与验证。仿真分析表明,优化后的驱动系统能够满足动力需求。田间试验结果表明:优化后的驱动系统能够满足动力需求,整机的驱动效率提高了12.19%,整机功率提高了1.5倍,工作里程提高16.3%,能源消耗减少。研究结果表明:以双电机功率耦合驱动系统为核心的试验台和实车能够同时满足各种动力性和经济性验证指标,可以为电动拖拉机驱动系统的设计提供技术支持。

双直线电机同步进给系统的同步误差分析与预测

为了实现龙门双驱的高速、高精度同步需求,搭建双直线电机龙门双驱伺服进给实验平台,对比分析倍福控制器在不同进给速度下双驱同步进给系统的同步误差变化,并分析了加速度、运动位置对同步误差的影响。将同步误差视为随机信号,利用快速傅里叶变换将同步误差的时域信号变换为频域信号,分析龙门双驱系统在不同进给速度下产生的同步误差的频率与幅值。基于速度-位置下同步误差的实验数据,利用正弦曲线拟合建立同步误差与速度-位置影响因素的数学模型,通过实验对比验证该模型对预测同步误差的有效性。

基于PLC的斜巷带式输送机双机驱动电控系统

针对斜巷带式输送机在使用中,重载启停困难、双机驱动功率分配不均衡、能耗高等问题,设计了以PLC控制器为核心的变频双电机驱动电控系统,采用西门子V20变频器,对双电机实施主从变频控制,根据运量的变化,调节输送机带速,实现了双电机驱动功率的平衡,降低了能耗,并安装各类开关、监测传感器,实时监测输送机运行状态,实现了远程集中控制、重载启停控制等功能。