基于磁流体轴承的大载荷磁流体二维导轨平台研究

在现有的精密机床中,空气静压导轨平台存在阻尼突变、载荷不高的问题,基于磁流体轴承,提出了一种大载荷磁流体二维导轨平台。首先,对基于磁流体的导轨平台关键问题进行了研究,包括空气损耗问题和磁流体尾迹问题;然后,采用磁流体压力轴承设计了一个双U形导轨平台结构,并将顶部、底部和侧部轴承垫紧密地放置在一起,从而在动子上形成了一个储液层;采用上下磁化配置的导轨平台具有6个轴承垫,每个轴承垫由多个小型磁体组成;其次,对载荷能力、刚度和涡流阻尼进行了数值模拟;最后,选用了煤油基磁液、铝材和铁素体不锈钢制备了一台平台样机,进行了平台的性能测试,对该导轨平台的有效性进行了验证。研究结果表明:该平台的平面度为±7μm,具有较高的可重复性,明显优于现有基于磁流体轴承的精密运动系统;在相同行程和尺寸条件下,与气动平台相比,该平台的最大有效载荷为140 N,提高了40%;阻尼在2 N·s/m至4 N·s/m之间相对恒定,且可预测,解决了气动平台的阻尼突变问题,有利于实现导轨平台高精度定位的目的。

离子推进器屏栅电源稳压控制方法研究

为了解决离子推进器屏栅电源在负载突变过程中产生的过压、过流等问题,对LLC谐振变换器采用移相-变频控制(PS-PFM)稳定输出电压,当采样电压低于设定值下限时,进入变频控制模式,当采样电压高于设定值上限时,进入移相控制模式。实验证明,相比于常用的调频控制,移相控制的加入能够解决轻载或空载模式下的电压飘高问题,通过PID参数的调整,可以实现负载跳变时的稳定快速调节,使输出电压保持在设定值;通过PCB布局与磁性元件优化设计,所研制的原理样机在额定情况下效率高达98.9%,功率密度可达6.47×10^(6)W/m^(3),在同等级的电源产品中具有优势。

柴油发电机组的瞬态特性和选型分析

本文结合柴油发电机组在可变负载下的瞬态特性,对柴油发电机组性能等级的定义和重要性进行深入分析,给出柴油发电机组性能等级的标定和验证方法,进而根据柴油发电机组的瞬态特性及负载对电能质量的实际要求,为柴油发电机组的合理选型及柴油发电机组和实际负载的匹配提出一些建议。

采煤机重载工况下转矩自动化补偿控制方法的研究

采煤机是进行煤矿开采的重要设备,具有破煤能力强的特点。在破煤过程中,由于煤岩分布的复杂多变,使得滚筒受到随机性多载荷的冲击作用,容易造成滚筒的磨损,特别是硬质颗粒引起的重载冲击作用。针对采煤机重载工况下的“截割-牵引”系统的调节控制进行分析,以直接转矩控制及自动化转矩补偿控制两种方式进行对比分析,建立“截割-牵引”系统的耦合模型,对重载突变工况下的转矩控制效果进行仿真分析,从而提高采煤机的调节控制效果,保证重载工况下使用的稳定可靠性。

含混合储能的风光储荷微电网运行特性分析

气象因素变化以及负荷突变等情况都会影响微电网的稳定运行,本文提出基于超级电容器和全钒液流电池的两层混合储能控制策略。以某园区实际需求为依据,在MATLAB/Simulink仿真环境下建立风光储荷微电网运行系统仿真模型。将典型日的实测风速和光照数据导入模型,分析负荷突变工况下微电网系统并网、离网模式运行状态。仿真结果表明:混合储能可以有效地维持微电网稳定运行,在系统受到干扰后,能快速找到平稳点,从而实现功率平稳输出。

离子推进器屏栅电源负载突变分析

离子推进器在工作过程中需要进行打火操作,突变负载会对电源处理单元(PPU)造成过压过流等影响。为满足离子推进器PPU负载突变的需求,选择PPU中的屏栅电源作为研究对象,结合全桥LLC谐振变换器拓扑,采用平均大信号建模法,建立了全桥LLC非线性状态空间方程,并通过方程中快慢变量的近似处理,推导出平均大信号模型,通过仿真验证了平均大信号模型与状态空间方程基本一致。据此大信号模型设计了控制器,通过Matlab/Simulink仿真和实验验证了控制的有效性。所研制的原理样机可以实现软开关和负载突变下的快速调节,最低效率为97.1%,输出稳定性较高,可以提升推进器电源模块的可靠性。

鸟撞发动机整机响应显式-隐式仿真

为了研究鸟撞作为一种典型的突加高能载荷对航空发动机关键承力构件和发动机结构安全性的影响,以某大涵道比涡扇发动机为研究对象,针对其在遭遇鸟撞后不同响应阶段的特点,使用建模软件UG和商用仿真软件Hypermesh和LS-DYNA,开发了1套鸟撞突加高能载荷作用下发动机整机动态响应分析模型,建立了航空发动机整机显式或隐式长时分析流程和方法,对比了不同分析方法的优缺点,验证了不同方法在鸟撞后发动机不同动态响应阶段整机响应规律研究中各自的优越性。结果表明:鸟撞击对航空发动机的影响主要体现在撞击阶段的叶片变形和后撞击响应阶段的不平衡载荷对承力构件的影响,且采用显式-隐式结合的方式进行分析具有较好的效果。该研究结果对于航空发动机在其他突加高能载荷作用下不同动态响应阶段的整机动态响应规律研究具有一定参考价值。

紧急甩负荷与突甩负荷对调节保证极值的影响

工程设计常将紧急甩负荷得到的调节保证极值作为保障水电站安全运行的设计依据,而往往忽视了突甩负荷得到的调节保证极值大于前者的可能,忽视了突甩负荷过程中机组转速超出过速保护阈值转向紧急关机的操作及相应的调节保证极值,给水电站安全运行埋下了隐患。本文采用数值模拟的方法,以拉哇水电站调节保证设计为例,探讨紧急甩负荷和突甩负荷两者之间的差异,对紧急甩负荷时导叶关闭规律进行了优化,并对突甩负荷时调速器参数、接力器全行程关闭时间、过速保护阈值的选取进行了研究。结果发现:突甩负荷时,调节保证参数的极值主要取决于接力器全行程关闭时间;突甩负荷以及过速保护工况可能会出现较紧急停机工况更加不利的情况。

坐姿条件下前向突发负荷和预负荷对躯体稳定性的影响

目的探索坐姿条件下前向突发负荷强度和预负荷方式以及强度对躯体稳定性的影响。方法本研究共招募被试17名,每名被试先后参加四组实验。在实验过程中,被试保持中立正直坐姿,对照组在无预负荷时施加20%、40%和60%最大负荷力量(MLF)的突发负荷强度;前向、后向和手拉式预负荷组在20%和40%MLF预负荷强度下,施加上述三水平的突发负荷,记录躯体晃动角度作后续分析。结果当预负荷强度为40%MLF且突发负荷强度为20%MLF时,前向预负荷方式的躯体晃动角度最小(P<0.05);当前向预负荷和突发负荷强度积累达100%MLF时,躯体晃动角度反而最大(P<0.05);其余水平的预负荷方式之间无统计学差异(P>0.05);此外,突发负荷强度越大而预负荷强度越小时,躯体晃动角度越大(P<0.05)。结论预负荷方式稳定躯体的效果与预负荷强度和突发负荷强度有关;躯体稳定性与突发负荷强度呈反比,与预负荷强度呈正比,但是后者似乎具有平台期。

船舶电力系统谐波电流检测方法研究

针对船舶电力系统在非理想状态下三相电压畸变和负载突变情况,结合现有研究,提出一种改进的基于平均值模块的谐波检测方法。采用低通滤波器(LPF)串联平均值模块的结构替代传统平均值模块,同时采用三相电压锁相电路替代传统的锁相电路,从而提高其检测精度。仿真试验结果表明,采用所设计的方法在三相电压畸变、负载突变情况下进行谐波检测能提高检测精度。

多用途船起重及重物失落工况分析

通过对一艘8800 DWT多用途船按照MSC.415(97)衡准要求的稳性计算分析,分析了衡准的适用性,不同工况、不同初始条件下船舶起重状态的稳性,不同工况下起重作业发生重物失落状态的稳性,以及船舶不同工况下的极限起重能力。

综合电力系统直流侧突加负载的电压影响

研究在综合电力系统中压直流侧突加负载时系统侧瞬时电压变化的计算方法。在十二相同步发电机的降阶等效模型基础上,基于其等效三相发电机整流系统直流侧突加阻性负载瞬时电压计算式,给出基于综合电力系统多台十二相同步发电机组并联运行下的瞬态电压降估算方法,并用1组算例数据和仿真模型,验证单机压降计算方法的有效性。

三相三电平逆变器输出电压谐波抑制控制研究

以二极管箝位型三电平逆变器为研究对象,分析了其工作原理,建立了数学模型,设计了控制策略。针对控制系统工作在低频段出现若干奇数次谐波问题,采用适用于三电平逆变器的准比例谐振控制方法对输出电压谐波进行抑制。通过MATLAB/Simulink仿真分析得出,二极管箝位型三电平并网逆变器系统在准比例谐振控制下拥有高质量的输出电压波形和较好的负载切换动态特性。

燃气轮机可转导叶自抗扰控制策略研究

在燃气轮机运行过程中,可转导叶易随压气机转速等状态量变化而频繁改变角度,继而引起振荡。这种可转导叶的振荡现象可能影响机组性能甚至导致喘振的发生。本文采用一种基于分散式多变量控制策略的新型自抗扰控制(ADRC)算法,对燃气轮机可转导叶设计了转速–导叶双变量自抗扰控制方法,并加入了死区和滤波功能,能够在保证机组转速稳定的同时抑制机组运行过程中可能出现的可转导叶抖动现象,可在不同工况下稳定机组状态,提高燃机效率。

单轴压力下煤样表面电位实验

建立了煤岩变形破裂过程表面电位测试实验系统,研究了不同试样单轴压力下变形破裂过程中的表面电位特征规律.结果表明,原煤、型煤和混凝土在受单轴压力变形破裂过程中都有表面电位产生,并且表面电位在整个变形破裂过程中始终存在.从总体上看,表面电位和载荷的变化趋势一致;载荷突变时,表面电位信号也出现突变,表面电位的突变幅度和载荷的突变幅度成正相关.

露天爆破对主运输平硐振动影响的模拟分析

目前 ,爆破动载荷模拟分析软件在国内外尚未见报道。南芬露天铁矿运输主平硐在生产中要经受长期大爆破振动的考验 ,需要进行长期爆破对平硐振动影响的评价 ,为此 ,应用突加载荷法来模拟爆破振动响应 ,模拟中采用位移等效原则来确定突加载荷的大小、作用时间和作用范围 ,通过大型岩体力学有限元分析软件FLAC计算 ,以进行岩体内的动态应力场的分析和巷道围岩稳定性的研究。工程实际数据检验 。

基于新息图法的电力系统负荷突变辨识

负荷突变会引起系统运行状态的突然变化,在有预报功能的状态估计中会对不良数据的识别产生不良影响。结合工程实际应用,对新息图法状态估计识别负荷突变的方法进行了深入研究,提出了突变路径和突变子网的概念以及识别负荷突变的方法。在确定节点注入新息偏大的可疑节点后,通过寻找这些可疑节点之间是否存在突变路径,确定能否形成突变子网,以识别由多台发电机给突变负载提供功率的情况。节点新息和支路新息差在识别过程中相互检验,解决了负荷突变和不良数据同时存在时的识别问题。以IEEE 30节点系统为例详述了利用突变子网识别负荷突变的方法,该方法已在工程实际中得到验证。

负荷突变与拓扑错误及坏数据三者交叠情况下的识别问题

利用新息矢量和连支推算新息矢量差值形成的新息差矢量,可检测负荷突变的出现。这是识别负荷突变、拓扑错误和坏数据三者交叠问题的基础。当新息差矢量中检测出一些绝对值较大且大小相近的元素时,如果他们对应的树支和平衡机树支以及有问题的某一接地连支形成回路,在新息差图中出现突变回路,即可识别出与该接地连支相连的节点为负荷突变的节点。以此为基础,根据负荷突变的大小更正连支推算新息矢量后, 可进一步识别坏数 据和拓扑错误,从而解决负荷突变、拓扑错误和坏数据三者交叠情况下的识别问题。

燃料特性对小型压燃式发动机增负荷工况燃烧及HC排放的影响

应用自行开发的瞬态工况控制系统及排气采集装置,研究了具有不同理化特性的燃料对小型压燃式发动机冷态突增负荷工况下燃烧及 HC排放特性的影响;利用气相色谱仪分析了HC的排放成分。研究结果表明:对于普通柴油燃料,在突增负荷工况下,燃油开始增加后,总碳氢HCt 排放浓度急剧增加,最大值达到稳态工况的 100 倍左右。随循环数的增加,滞燃期缩短,HC排放逐渐降低。采用具有相同十六烷值、挥发性好的燃料,可有效改善冷态增负荷工况下的燃烧,降低HC排放。与燃烧柴油相比,采用挥发性好的正庚烷和 GTL燃料,HCt排放降低约80%。

盾构推进系统突变载荷顺应特性研究

针对盾构掘进过程中地质复杂多变、易出现大偏载及突变载荷的情况,提出了盾构推进系统顺应性概念及其评价指标,并基于对推进系统的参数化分析建立了顺应性计算模型,以某国产3.2m盾构实验样机为例计算了推进系统顺应性.在Matlab/Simulink仿真环境中,根据顺应性模型对调速溢流模式、减压大分区溢流模式、减压小分区溢流模式、减压主路溢流模式4种不同型式盾构推进系统进行了顺应性计算.为了验证盾构推进系统顺应效果,以某地铁工程遇到的实际负载为标准对4种盾构推进系统进行了顺应性效果评价分析.顺应性计算结果和顺应效果评价均表明:在同一突变载荷下4种不同型式盾构推进系统顺应性存在较大差别,顺应性与推进系统溢流元件、分区方式、工作参数、管道布置有关.推进液压系统顺应性可以作为衡量盾构承受外界突变载荷能力的指标,为新一代盾构推进系统研发设计提供了顺应性设计原则和优化目标.