碳纤维平纹机织复合材料低速冲击损伤的非线性超声检测研究

针对碳纤维环氧树脂基平纹机织复合材料的低速冲击损伤,构建了低速冲击-超声检测一体化有限元模型。基于渐进均匀化方法构建了平纹机织复合材料的真实细观单胞模型;基于三维Hashin失效准则对扩展的宏观复合材料板模型在不同冲击能量下的低速冲击损伤进行数值模拟;通过超声Lamb波对损伤区域的非线性响应评估材料内部的损伤情况。利用RAM-5000 SNAP非线性超声检测系统对不同冲击能量的试验试样进行检测,对比仿真结果。结果表明:一体化模型有效可行;超声Lamb波可用于检测机织材料的冲击损伤,其二次谐波幅值和相对二次非线性系数随冲击能量的增大而增大。

基于低速非线性渗流新模型的垂直压裂井产能计算

低渗透储层往往通过水力压裂提高单井产能,垂直压裂井产能的评价对低渗透油田开发尤为重要。基于低速非线性渗流新模型,建立了低渗透无限导流能力和有限导流能力垂直压裂井产能公式,并与基于达西模型和拟启动压力梯度模型的垂直压裂井产能模型进行了对比分析。结果表明:3个模型所预测的产能仅在驱替压差非常小时有区别,其中达西模型预测的产能最高,低速非线性渗流新模型次之,拟启动压力梯度模型最小;随着驱替压力的增大,3个模型预测的产能几乎一样。为了便于工程应用,用等效直井产能表示有限导流能力裂缝的产能,结果表明,等效直井井径随无因次裂缝导流能力的增大而增大,随无因次泄油半径的增大而减小。

大型天文望远镜摩擦传动系统低速特性的研究

研究了大型天文望远镜摩擦传动系统的运行原理和特性,并进行了实验。结果表明,影响摩擦传动低速稳定运行的因素很多,主要有:编码器的测量误差,环境变化引起的误差,摩擦力矩和电机波动力矩等引起的误差,以及加工制造和安装引起的误差。另外在整个传动链中其它部分的摩擦力矩也不可能是一个定值,也存在力矩波动。结果还表明,利用非线性PID控制算法增益参数非线性变化的特性,可以使得控制系统既能达到响应速度快,无超调的目的,又能增强抵抗影响摩擦传动低速稳定运行因素的能力。实验中,低速可以达到0.2″/s,位置精度为0.032″(RMS),证明了这种方法是行之有效的。

小型无人直升机悬停小速度段位置控制技术

无人直升机在悬停/小速度飞行阶段具有特殊的物理特性,给控制系统的设计带来了诸多技术难题;针对无人直升机悬停/小速度段位置控制的需求,提出了一种基于"姿态角阻尼内回路"的位置控制结构,该控制结构采用内回路姿态角阻尼增稳,外回路位置控制的控制方式;并且针对增稳回路自适应性、抗风补偿和位置控制精度等问题,分别采用前馈自动配平机制与非线性PID控制方法对常规控制律进行改进;仿真验证表明,所提出的控制策略和控制律设计结果达到了较好的控制效果。

低速磁浮列车磁悬浮系统仿真平台设计与控制

低速磁浮列车采用电磁型(EMS)悬浮控制系统。由于系统的本质非线性和开环不稳定,使控制系统的设计成为磁浮交通的关键技术。文中首先建立了磁悬浮系统非线性动力学模型,并搭建了磁悬浮系统仿真平台,该平台可用于控制策略的设计与验证。然后利用线性化模型,设计了带有加速度反馈的PD控制律。通过仿真平台中非线性模型的仿真结果,优化了控制器结构和参数。最后通过整车试验验证了所设计的控制系统的有效性。

永磁电磁型低速磁悬浮车轨耦合振动抑制新方法

针对永磁电磁混合磁浮列车静浮实验中遇到的车轨耦合振动问题,首先建立考虑轨道弹性的系统数学模型,分析产生振动的原因,提出了通过设置非线性饱和环节、动态调整饱和阈值来抑制车轨耦合振动的新方法。系统在平衡点附近时通过调整饱和阈值来改变控制输出的幅值特性,逐步消除引起共振的能量,从而达到抑制振动的目的,系统在偏离平衡点时,快速释放饱和环节,进而提升控制器的调节能力和抗干扰能力。

低速非线性是低渗油藏的流动机制

由于早期设备精度低,因此基于低渗样品的实验室测量数据表现出启动压力梯度特征;由于含启动压力梯度的渗流方程是非线性的,因此基于叠加原理得到的关井压力双对数曲线上翘,与实测数据一致,二者误导了启动压力梯度是低渗透储层渗流的特征。然而,随着设备精度的提高,更多实验揭示出低渗样品的非线性渗流特征。更为重要的是,数值解表明,启动压力梯度使得关井段的压力导数曲线下掉,揭示了叠加原理不适应性所导致的误差,改变了试井曲线的后期形态;低速非线性流动模型使关井压力导数曲线上翘,低速非线性渗流模型才是低渗油藏的流动机理。生产动态数据进一步验证了低速非线性是低渗油藏的流动机制。

机电系统低速非线性补偿仿真研究

针对机电系统低速运行时存在的以摩擦力矩为主的非线性干扰 ,建立了摩擦力矩的数学模型 ,根据该模型提出了自适应控制律 ,进行了仿真研究。

高精度液压伺服系统改善低速性能的几项措施

首先说明摩擦力是影响液压伺服系统低速性能的主要因素。给出了摩擦力模型和电液伺服马达的静态特性。着重分析了三种改善低速性能的措施：加震颤信号、非线性超前网络、变增益结构。给出了采用这些方法的实验和仿真结果。最后指出这三种方法实际应用的可行性。

高精度甚低速系统的变结构控制方案研究

非线性接触摩擦普遍存在于一般伺服系统中,它引起的低速爬行会影响整个系统的正常工作。本文提出了一种变结构设计方案,能有效地克服低速爬行,消除斜坡信号作用下的系统静差,并获得较为简单的控制算法和系统结构。

改善反作用轮低速性能的补偿观测器方法

基于Ｄａｈｌ摩擦模型，给出了用于卫星姿态三轴稳定控制的反作用轮低速动力学方程，就反作用轮转速过零对卫星姿态产生的扰动现象进行了分析．提出了一种利用非线性观测器估计摩擦力矩，并予以补偿的补偿观测器方法．仿真结果表明，该方法改善了反作用轮低速性能，提高了卫星姿态控制的指向精度和稳定度．

AUV近水面运动非线性观测器设计

针对AUV近水面低速运动中的波浪扰动问题,基于无源性原理设计了一种非线性状态观测器。观测器可以从包含高频运动信号、低频运动信号以及传感器噪声信号的AUV综合运动信号中估计出AUV的低频运动信号以及环境扰动作用力。该观测器克服了传统的线性化Kalman滤波器的缺陷,直接针对AUV的非线性模型进行观测器设计,用李亚普诺夫稳定性定理证明了观测器的全局收敛性,该非线性状态观测器的性能通过针对全驱动AUV的近水面运动进行仿真得到了验证。

低速轴流涡轮非定常数值模拟的非线性谐波法

本文介绍了旋转机械非定常数值模拟的非线性谐波方法,并对某低速轴流涡轮的流场进行了数值模拟,获得了该涡轮通道内的非定常流场结构。在与实验结果及定常计算结果对比确认的基础上,分析了该涡轮动静叶间干涉与非定常流动特性,并比较了谐波阶数和工质的压缩性对计算结果的影响。研究结果表明,非线性谐波方法可有效地模拟动静非定常干涉。

船舶三轴转台建模与非线性分析

为研究船舶三轴转台的低速性能,本文对船舶三轴转台系统进行了建模仿真和非线性分析。相比飞行转台,船舶转台对低速性能的要求更高。本文对船舶转台的执行机构,直流力矩电机进行了理想建模分析,并结合船舶转台低速环境特点,对系统进行了非线性分析得出摩擦力矩是影响转台低速性能最主要的因素。本文对工程实用的Stribeck摩擦力矩模型进行了线性化处理,线性化处理的摩擦模型能够良好的反应摩擦力变化趋势。将线性化摩擦模型代入理想模型进行仿真分析,仿真结果良好,证明了摩擦力矩确实是影响转台系统低速性能的主要因素。该线性化模型具有较好的工程使用性。

基于简化摩擦力模型的象限误差位置环预补偿方法

为了减小多轴铣削过程中由于速度反向时的非线性摩擦而引起的象限误差,提出了一种基于位置环的摩擦力预补偿方法。该方法首先建立具有速度和加速度信息的预滑移+Stribeck简化摩擦力模型;然后,将其嵌入数控系统中,根据数控插补指令和简化模型实时计算补偿值叠加到位置指令上;最后通过依次调整两个补偿参数,实现速度反向时的非线性摩擦力预补偿。实验表明,该方法能够将象限误差从15μm减小到2μm,且对较大范围内的加工速度具有较强的适应性,同时能够显著减小非线性摩擦造成的机械系统冲击。

磁悬浮高速电机转子非线性低频振动机理研究

本文针对磁悬浮电机高速旋转时转子出现低频振动的现象开展研究。文中建立了磁悬浮控制系统各环节的非线性模型,分析了电磁力、开关功率放大器、电流输出限幅等非线性因素导致低频振动的机理,并在此基础上,基于描述函数及扩展奈奎斯特判据方法分析了含有非线性环节的磁悬浮系统稳定性。文中建立了基于Matlab的仿真模型,并研制了100 kW磁悬浮高速永磁电机样机,通过仿真与试验对提出的结论进行了验证,结果表明当磁悬浮电机高速旋转时,除同频振动外,转子确实产生了与转速无关的低频振动,该低频振动与系统中的非线性因素有关,其中电流饱和与限幅是导致该低频振动的主要原因,所得结论能够为磁悬浮技术在高速电机中的应用提供理论依据。

模锻压机低速运行摩擦力的参数辨识与补偿控制

重型模锻压机低速运行时极易出现爬行、抖动等现象,非线性摩擦力是该现象的主要成因.文中首先建立了40MN等温模锻压机低速运行时的动态特性测试系统,进行了锻件的等温模锻试验,获得了压机在低于5μm/s的超低速度下运行时的加速度数据;然后基于Stribeck非线性摩擦模型,采用粒子群算法对摩擦力参数进行辨识并进行了验证;最后建立了重型模锻压机非线性摩擦的T-S模糊模型,并应用于摩擦前馈补偿控制系统.结果表明,Stribeck非线性摩擦模型可以较好地描述压机低速运行时的非线性摩擦,基于T-S模糊模型的摩擦前馈补偿能极大地提高非线性摩擦作用下系统的动态性能.

基于改进PID神经网络算法的AUV垂直面控制

针对一类小型低速自主水下航行器(AUV)的垂直面运动控制问题,设计了一种改进的PID神经网络控制器,实现对水下航行器在垂直面内深度和俯仰角的全局控制。利用REMUS水下航行器模型搭建了Simulink下AUV垂直面仿真控制系统,仿真结果表明,改进的控制方法克服了原方法中饱和区过大的问题,具有良好的动态性能同时能够适应不同的学习速率和网络初始权重,对水下航行器的工程实际应用具有一定参考价值。

低速永磁直线同步电动机齿层比磁导的分析计算

介绍了低速永磁直线同步电动机的基本结构及基本原理,对具非线性磁网络计算中的关键参数非线性齿层比磁导进行了有限元计算,得到了一组齿层比磁导曲线族,为分析和设计这种电机提供了有效方法。

考虑非线性摩擦转矩的液压马达低速性能仿真

基于 MATLAB的 Simulink集成建模与仿真环境 ,建立了摩擦转矩非线性的数学模型和仿真模型 ,并基于该模型 ,建立了考虑摩擦转矩非线性的液压马达性能仿真模型 .以 QXBS-E5 0型轴向柱塞液压马达为实例 ,分析了摩擦转矩非线性以及液压马达各参数对液压马达低速性能的影响 ,由此 。