基于自激振荡原理的双线圈磨粒检测技术研究

为满足实际工业应用的需要,基于LC自激振荡,提出双线圈式磨粒检测技术。首先建立了等效电路模型,其次引入磁场均匀度系数的概念并利用COMSOL Multiphysics仿真软件研究了管道域中的磁场分布及金属颗粒通过线圈时的输出响应,最后制作传感器进行试验。结果显示,该传感器管道域的磁场均匀度系数达0.91以上,可通过检测电压、频率的变化获取磨粒信息。研究结果为电感式磨损传感器研发提供一种新思路。

基于线性化的电液制动器非线性控制器研究

为了缩短车辆制动系统反应时间,提高能量回收效率,设计了自激电液制动器,采用非线性控制系统,并对支撑压力进行仿真验证。给出了自激电液制动器装置简图,推导出制动执行器正、负阀开度方程式。针对输入和输出线性模型进行简化,设计了非线性控制系统,给出了自激电液制动器控制流程。在不同状态条件下,采用MATLAB软件对自激电液制动器支撑压力控制效果进行仿真,与线性控制系统形成对比。结果显示:采用线性控制系统,自激电液制动器支撑压力跟踪误差较大,自适应调节时间较长,而采用非线性控制系统,自激电液制动器支撑压力跟踪误差较小,自适应调节时间较短。同时,摩擦系数和阀阻尼系数都会影响到控制系统输出结果,但摩擦系数影响较大。因此,采用非线性控制系统,自激电液制动器制动反应较快,制动效果较好。

基于模式判别法的多机自励磁数学建模及其仿真分析

阐述了同步发电机产生自励磁现象的基本原理,并从理论上建立了在电网(即多机系统)中进行全网机组自励磁判定的数学模型,提出在多机网络下可建立系统的自励磁状态方程组。运用特征根判别法,通过方程的矩阵特征根和相关因子的性质来判断系统是否发生自励磁及其发生位置,由相关因子和灵敏度的计算确定主要的影响因素及其特性,并可用一维搜索方法寻找到系统的临界状态参数。该方法可有效判别各台发电机是否发生自励磁,对制定黑启动方案策略具有实际的参考意义。

“电机学”课程研究型教学探讨

本文针对野战电力支持系统所具有的有限容量独立电源供电特点,对"电机学"中有别于地方高等院校的自激异步发电研究型教学展开研究;从体现专业特色出发,以内燃机驱动的自激异步发电系统仿真实验平台为实施条件,探讨了该部分研究型教学的实施方法,对提高学员的科研学术能力、装备技术能力作了有益尝试。

感应电动机电容自励制动的计算机仿真

利用三相感应发电机的稳态等效电路，导出了感应电动机电容自励制动的数学模型，实例仿真结果与实测结果相吻合。利用仿真结果讨论了励磁电容，负载电阻及转动惯量对制动过程的影响。

异步电机阻容制动中电容和电阻元件的选择

利用三相异步电机的稳态等效电路，导出了异步电机阻容制动时的数学模型，并编制了计算机仿真程序。通过样机测试，证实了仿真结果的正确性，通过仿真讨论了电容、电阻元件及转动惯量对制动过程的影响。利用仿真程序可方便地确定满足制动要求的电容、电阻元件并达到最佳匹配。

基于直流偏置激励的异步电机离线参数自整定

针对逆变器非线性误差对异步电机在转子静止条件下参数辨识影响较大的问题,提出基于带直流偏置激励信号的异步电机离线参数辨识方案.在保证电机完全静止的条件下,消除了逆变器非线性误差对定转子电阻和漏感辨识结果的影响,整合优化了一套基于逆变器-电机系统的离线参数自整定程序.该方法的辨识结果在基于无速度传感器的矢量控制变频系统中得到验证,仿真及实验结果验证了该方法原理的正确性和工程应用的有效性.

直接转矩控制的异步电动机动态仿真模型

叙述了直接转矩控制的基本组成和工作原理 ,用空间矢量的数学分析方法 ,建立了异步电动机的数学模型 ,并且利用Matlab/simulink软件建立一个独立完整的异步电动机动态仿真模型 ,通过此模型可以直接把转矩作为被控量 ,使控制结构简单化。

新型电励磁双凸极电机发电系统建模研究

电励磁双凸极电机(wound-excited doubly salient machine,WEDSM)的精确建模是对其进行各项研究的基础,传统的WEDSM建模方法通过构造各相电枢绕组的电感或磁链模型以搭建WEDSM的总体模型,该方法虽计及电枢反应但忽略了励磁磁场的影响,所以不适用于WEDSM发电系统。该文首先研究一种新型的电枢绕组自感Lp和电枢绕组与励磁绕组间互感Lpf的非线性建模方法,该方法通过分析WEDSM自身的电感特性以及励磁磁场与电枢反应对电感的影响,拟合出同时计及励磁电流和电枢电流的影响系数,以建立Lp和Lpf的模型。同时本文基于励磁自感Lf的幅值在定转子对齐位置处只与励磁电流及该定子齿上的电枢电流有关的特性提出一种励磁绕组自感的精确非线性建模方法。在此基础上,该文建立发电系统模型,有限元仿真结果以及实验波形验证了模型的精确性。

自激脉冲特性磨料水射流浸没式抛光数值分析与有效性实验验证

目的提高磨料水射流在浸没环境中的加工能力,研究流体自激脉冲特性对磨料水射流抛光的影响。方法提出一种基于流体自激脉冲特性的磨料水射流浸没式抛光方法,简称浸没式自激振荡磨料水射抛光(Submerged Self-excited Oscillation Abrasive Water Jet Polishing,SSEO-AWJP),利用腔室特定边界条件,使磨料水射流获得自激脉冲特性,使其在水中获得更好的加工性能。首先利用数值模拟分析自激脉冲射流在浸没环境下的流体状态;之后研究喷嘴与工件的轴向距离和入射角度对加工表面受力的影响;最后搭建SSEO-AWJP加工实验平台,进行氮化硅抛光对比实验,以验证流体自激脉冲特性对提高浸没环境中磨料水射抛光能力的有效性。结果SSEO-AWJP射流束在液体中以脉冲的形式存在,并具有更好的保持性。当射流束冲击工件时,其脉冲特性破坏了工件表面停滞层的稳定性,使得峰值壁面剪切力Pfm在工件表面往复移动并增大,以实现材料的高效去除。氮化硅表面抛光实验表明,相同条件下,定点加工25 min,浸没式磨料水射流抛光加工区域的最大去除深度为6.86μm,SSEO-AWJP加工区域的最大深度为17.30μm。浸没式磨料水射流加工14次后,粗糙度Ra稳定在35.7 nm;SSEO-AWJP加工5次后,Ra稳定在48.8 nm。使用SSEO-AWJP加工的工件,其表面粗糙度的下降速度始终大于磨料水射流,但是受磨粒动能影响,相同条件下,SSEO-AWJP的表面粗糙度会更高,而使用更细的磨料,可以令两种方法加工后的表面质量更加接近。结论通过数值模拟与实验分析验证了SSEO-AWJP的有效性,利用自激脉冲特性可以实现磨料水射流在浸没环境下达到高效加工的目的。

机床爬行问题的动力学仿真分析

讨论了数控机床进给系统中因运动部件转动速度较低,因而产生爬行现象的自激振动机理;通过对进给系统建立运动模型、导出振动方程从而对爬行现象进行了理论分析。并在虚拟仿真软件ADAMS12.0中进行机床爬行的运动仿真,从结果分析比较,直接用ADAMS进行爬行现象分析,能得到理想的效果。

轴盘制动对高速列车车轮多边形磨耗的影响

目的 研究高速列车轴盘制动引起车轮多边形磨耗的形成机理,并提出相应的抑制措施。方法 基于摩擦自激振动引起车轮多边形磨耗的观点,建立高速列车拖车轮对-轴盘制动-轨道系统的有限元模型。采用复特征值法,分析制动工况下制动盘和制动片摩擦激励的振动。根据等效阻尼比判断摩擦自激振动的不稳定性,等效阻尼比越小,则不稳定振动发生趋势越强。当等效阻尼比小于–0.001时,不稳定振动的振幅会克服系统阻尼逐渐增大。为了考虑模型中非线性因素的影响,采用瞬时动态仿真,获得制动时轮轨间的法向接触力,通过功率谱密度分析,获得轮轨振动主频。此外,分析轴盘制动系统安装位置和3种类型的制动片对车轮多边形磨耗的影响。结果 轴盘制动系统摩擦制动容易激励出637 Hz左右的不稳定振动,由于复特征值分析与瞬时动态分析求解方法不同,因此该不稳定振动频率的计算结果存在6%左右的相对误差。轴盘制动系统的安装位置对于不稳定振动的发生趋势具有重要影响,考虑到轴盘制动系统实际安装空间,当制动压力角为–10°-10°时,637Hz左右的振动对应的等效阻尼比随压力角的增大而减小。采用多个蜂窝状制动单元组成的制动片,在制动时可引起602 Hz左右的不稳定振动。当制动片表面存在复合沟槽结构时,在550-650 Hz内,没有等效阻尼比小于–0.001的不稳定振动。结论 当高速列车运行速度为300 km/h时,轴盘摩擦制动引起的637 Hz左右的不稳定振动可通过轮对传导至轮轨系统中,引起轮轨摩擦功周期性波动,从而导致拖车车轮发生22-23阶多边形磨耗。在满足制动系统安装要求的条件下,适当增大压力角,可减轻由轴盘制动引起的车轮多边形磨耗。采用多个蜂窝状制动单元组成的制动片,容易导致拖车车轮发生20-21阶多边形磨耗。在制动片表面添加复合沟槽结构,可抑制由轴盘制动引起的19-23阶车轮多边形磨耗。

自励型磁耦合感应取电系统仿真研究

为提升高压线夹测温系统的稳定性和安全性,利用电网仿真技术,建立一种感应取电系统的仿真分析模型,用于分析输电线夹测温系统输入电压、负载电阻和滤波电容对输出电压和输出达林顿管功率的影响。对磁耦合感应取电电路输出电压和达林顿管功率的影响因素进行分析与仿真,仿真结果表明,当输入电压为20~50 V、负载电阻为30~50Ω以及滤波电容C≥100μF时,输出电压与输出达林顿管功率的波动范围最小。仿真还实现了不同元件参数下感应取电系统能效的快速分析,避免了电路设计验证的冗长周期。

采用自适应控制的STATCOM-SEIG系统Matlab仿真

针对独立带负载运行的自励异步发电机(SEIG)端电压易发生突变的特性,为提高SEIG端电压调节能力,本文研究一种采用参数自适应模糊PI控制策略(Fuzzy PI)的静止同步补偿器(STATCOM)用于补偿机端电压。分别分析了SEIG和STATCOM的数学模型,在无功补偿环节,使用Fuzzy PI控制算法代替传统双闭环PI控制,以增强STATCOM自适应能力。应用Matlab/Simulink工具箱创建SEIG—STATCOM系统模型,并设计Fuzzy PI控制模块,仿真结果表明本文提出的控制策略可对机端电压进行连续补偿,具有较好调节特性。

基于异步发电机系统的双派克锁相环Matlab仿真

本文研究一种采用双派克变换算法以实现自解耦的三相电压锁相环(PLL),用于跟踪异步发电机端电压的相位和基波频率。分析了SEIG的拓扑结构和自励建压过程,在锁相环节,使用双dq算法代替传统dq坐标变换算法,以增强锁相环的精度及响应速率。应用Matlab/Simulink工具箱创建SEIG—PLL系统模型,仿真结果表明本文提出的双dq锁相环可对机端电压进行准确的频率和相位锁定,达到了预期的锁相效果。

强冲击下先导式溢流阀先导阀芯自激振动仿真

针对硬岩掘进机在掘进过程中切割硬岩地质会产生强冲击振动的工况,分析了液压系统中的先导式溢流阀的数学模型,建立了该阀在强振动环境下的动力学仿真模型.获得不同工作条件下,先导式溢流阀先导阀芯的动力学行为规律.仿真结果表明:当系统稳定时,先导阀芯受干扰小,系统会衰减振动至稳定;但当干扰幅值超过临界值时,系统会进入极限环的吸引域,产生周期性振动;通过增加先导阀阀口直径、弹簧刚度和减小先导阀半锥角,可增强溢流阀的抗干扰能力.