磁悬浮流体机械喘振控制研究

针对磁悬浮流体机械喘振问题,依据流体机械系统喘振状态时质量流量和压升的波动,采用基于质量流量的喘振控制策略。具体来说,利用喘振控制器求出叶轮轴向调节间隙值,并作为悬浮位置参考信号输入至轴向磁悬浮轴承闭环控制系统中,从而在轴向磁悬浮轴承系统作动下改变磁悬浮流体机械转子轴向位置,即改变叶轮叶尖间隙,以实现喘振的主动控制。仿真结果表明,当施加喘振控制时,可以扩展流体机械的稳定运行范围,由未控制下的15.5%节流阀开度扩展至喘振控制下的14%。通过模拟激振的方式辨识了喘振频率,并研究了PID控制器中控制参数对喘振控制性能的影响规律。

基于SSA-SVD降噪和卷积神经网络的行星齿轮箱故障诊断研究

行星齿轮箱作为重要的机械传动部件,其健康运行关系着整个工程机组的安全运作。卷积神经网络常用于解决行星齿轮箱故障分类问题,但由于实际监测中有各种噪声源的存在,振动信号成分复杂,信噪比下降,仅仅使用卷积神经网络进行故障诊断效果不佳。因此提出一种麻雀搜索算法优化的奇异值分解降噪方案,采用该方案对监测的振动信号进行降噪处理,突出低频的故障特征,结合卷积神经网络实现对含噪声振动信号的故障诊断。实验结果表明,两种方法结合可使卷积神经网络模型收敛速度更快,并将诊断准确率提升至97.43%。

基于EFM8BB2的无刷直流电机控制策略研究

介绍了一种基于EFM8BB2单片机平台的无位置传感器无刷直流电机软硬件控制系统,通过搭建虚拟中性点电路,进行反电动势过零比较后,延迟30°后实现六步换相及调速功能。该方案硬件电路简单有效,软件易于编程实现。重点介绍了反电势过零检测的基本原理以及实现方法,过零检测成功后电机能够快速切入闭环控制,说明了该方法高效可靠。

MVR技术在海水淡化中的应用研究

通过分析国内外海水淡化技术发展现状,本研究提出了基于MVR的海水淡化方法,与传统的多效蒸馏、多级闪蒸等方法相比,其节能优势明显。该技术可以实现海水淡化,使其达到生活饮用水标准,经济性接近膜法水平,同时弥补了膜法的诸多不足,具有工艺简单、操作要求低、更换周期长等优势,在不具备余热的环境下具有广阔的应用和推广价值。

500kW超临界CO_(2)再压缩循环热力性能分析及优化

为研究分析超临界二氧化碳(CO_(2))再压缩循环发电系统循环的特性和规律,建立了500 kW超临界CO_(2)再压缩循环计算模型,研究了各循环参数对热效率和分流比的影响,并以达到最高热效率为目标对各参数进行优化。计算结果表明:最低压力、最低温度、最高压力、分流比均存在使循环热效率达到最高的最佳值;热效率随着最高温度的升高而升高。对各循环参数进行优化后,工质质量流量减少了0.92 kg/s,热效率从39.51%提高到43.85%。

止推动压气体轴承试验系统设计及性能试验

箔片式动压气体轴承采用气体作为润滑介质,具有摩擦小、结构简单、工作转速高、寿命长、免维护等优点,广泛应用于超高速涡轮机械中。本文设计并搭建了可测试不同类型、不同尺寸的动压气体轴承试验系统,用于测试动压气体轴承的承载力、摩擦力、起飞转速等性能参数。通过止推动压气体轴承性能试验表明,Φ75mm外径止推轴承随着其楔形区域入口高度的减小,轴承摩擦力矩、起飞转速同步减小,同时轴承承载力更高,在30000r/min的转速下,楔形区域入口高度0.1mm的止推轴承承载力达240N。

高速轴系迷宫密封仿真分析

燃料电池空压机系统中迷宫密封具有转速高、压差大的特点,本文对其不同结构参数的迷宫密封进行了流场仿真分析,发现随着齿厚和齿数增加,泄漏量降低;增加密封腔宽度和深度也有利于降低泄漏量,但是密封腔的深度超过1mm时影响较小,缩小密封间隙可以降低泄漏量,但是需要从整个轴系进行考虑。同样的长度下,采用更多的密封齿比增加齿腔长度和齿厚更能降低密封结构的泄漏量。

燃料电池用爪式氢气循环泵性能影响因素分析

文章设计了3种间隙的爪式氢气循环泵,在氢气环境试验台上完成了氢气循环泵的性能测试,并且采用相同的方法测试了某罗茨式氢气循环泵。结果表明:进气压力和压升不变时,转速增加时,流量、容积效率、功率和系统效率均增加;转速和压升不变时,间隙越小的氢气循环泵的流量和容积效率越大,功率越低,系统效率越高;压升和转速不变时,流量随进气压力增加而增加。与罗茨氢泵相比,在相同进气压力和最高转速下,爪式泵的流量受压升的影响更小,容积效率和效系统率更高。

液下泵平衡孔位置对轴向力及外特性影响

分析了不同位置平衡孔对液下泵轴向力及水力学特性的影响,平衡孔的位置在泵叶轮和导轴承座上。首先用理论公式计算泵轴向力,然后利用商业仿真软件Fluent对泵全流道进行定常计算,计算各方案在不同流量下轴向力大小,利用绘图软件作出液下泵外特性曲线。结果表明:在设计工况下,叶轮开孔或叶轮兼导轴承座开孔时的轴向力相对于导轴承座开孔位置下降约50%;设计流量下,3种开孔方式的泵扬程绝对误差小于0.7m。在导轴承座开孔和叶轮、导轴承座均开孔时泵效率近似为84.4%,而仅叶轮开孔的泵效率为80.4%;设计工况下泵轴向力相对误差小于1.1%,泵叶轮或泵体开孔位置对轴功率无影响。实际工作中,在叶轮、导轴承座开孔时液下泵比叶轮开孔多运行1440h,相对于仅在导轴承座开孔多运行4848h。综合轴向力与泵外特性,叶轮与导轴承座均开平衡孔时更适合工程实际。

自适应蚁群算法的移动机器人路径规划

针对传统蚁群算法在路径规划中存在收敛速度和寻优能力不平衡,算法易陷入局部最优等问题,提出一种自适应改进蚁群算法。为了提高算法收敛速度,在栅格环境下,根据最优路径的特点以及实际环境地图的基本参数,对初始信息素进行差异化分配;为了提高蚂蚁搜索效率,在状态转移概率中引入转角启发信息并对路径启发信息进行改进;重新制定信息素更新策略,设定迭代阈值,调整信息素挥发系数和信息素浓度,使算法在迭代后期依然具有较强的搜索最优解能力;采用分段三阶贝塞尔曲线对最优路径进行平滑处理以满足机器人实际运动要求。通过实验仿真与其他算法进行对比分析,验证了改进算法的可行性、有效性和优越性。

柴油机供油凸轮滚轮接触分析及滚轮母线优化

采用ABAQUS软件对柴油机供油凸轮滚轮机构进行有限元分析仿真,得出凸轮滚轮间接触应力(CPRESS)及等效应力(VON MISES)分布情况。为解决边界应力集中问题,通过Isight优化软件集成ABAQUS软件对滚轮母线进行优化设计,并对优化结果进行有限元仿真分析。分析结果表明:通过对滚轮的母线修形可以减小边界应力集中,提高凸轮滚轮的疲劳寿命。

基于MCD的煤矿机电设备虚拟仿真系统设计

为了解决煤矿关键机电设备运行维护人员的培训问题,设计了一套基于MCD的煤矿机电设备虚拟仿真系统。利用西门子NX软件提供的MCD设计平台,可实现用实物PLC及触摸屏对虚拟的机电设备控制对象进行监控。系统按照实际的机电设备控制系统设计,可以尽可能真实地实现对该机电设备集控系统的仿真。虚拟仿真系统的应用可以随时为机电设备运维人员提供实际操作的机会,从而提高相关人员的专业技术能力。

船用高速多缸柴油机不均匀性控制策略

为有效解决某船用多缸发动机因燃油喷射系统制造、装配误差和性能退化而产生的各缸工作不均匀性问题,将瞬时转速作为控制目标,利用反馈量(各缸排气温度)获取不均匀性信息,以各缸喷油量为控制量,通过修正喷油脉谱图实现不均匀性控制。建立AVL Cruise M模型并对其有效性进行验证,在SIMULINK中开发基于瞬时转速和各缸排气温度的不均匀性控制策略,进行软件在环仿真,并将控制效果与气缸压力闭环控制结果相对比。结果表明,基于瞬时转速和各缸排气温度的不均匀性控制策略能显著提高发动机各缸工作的均匀性,虽然提升效果不及气缸压力闭环控制,但成本大幅下降,实用性和可靠性更好。

基于Workbench的搅拌器支撑结构优化分析

基于Workbench平台,针对用于秸秆沼气工程中生物质搅拌的某型号桨式搅拌器原始支撑结构及两种优化支撑结构方案进行仿真分析,通过合理识别边界约束和载荷条件,获取原始结构方案、中部结构优化方案及双重结构优化方案数值模拟结果。由计算结果可得,双重结构优化方案相较于原始结构方案形变量幅值降低53. 44%,应力最大值降低45. 70%。

超临界二氧化碳布雷顿循环热力学分析

超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术具有高效、清洁、结构紧凑等优点,是一种极具发展前景的新型发电循环技术。文章建立了超临界CO_(2)回热循环和分流再压缩循环的计算模型,分析了最低温度、最低压力、最高温度、最高压力对热效率的影响。结果表明,回热循环和分流再压缩循环热效率随着最低温度的升高而降低,随着最高温度的升高而升高。分流再压缩循环热效率随着最佳最低压力和最佳最高压力的升高出现先增大后减小的情况。

超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术进展

超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术具有高效、清洁、结构紧凑等优点,是一种极具发展前景的新型发电循环。介绍了超临界二氧化碳布雷顿循环的特点、发展历史和国内外实验及示范项目,并探讨了5个核心研究方向的进展。

基于响应曲面法风电齿轮箱行星架拓扑优化设计

行星架是行星齿轮传动的关键性零件,行星架的自重、应力分布及形变量对行星齿轮啮合具有较大影响。为提高某型号风电齿轮箱行星架综合性能,基于响应曲面法进行拓扑优化,开展有限元分析,并以结构轻量化、减小最大Von Mises应力值及降低最大形变量作为优化目标,获得该型号行星架结构的最佳方案。最终拓扑优化结果表明,该型号行星架自重可降低2.35%,最大Von Mises应力值降低20.58%,形变量降低7.87%,行星架综合性能得到了改善。

智能生产线设备验收指标与验收方法

智能生产线设备的验收往往因为验收指标或验收方法的不一致给设备使用方和生产方带来纠纷,因此,对解决类似问题的验收指标与验收方法进行了研究。首先,基于设备使用方关心的生产能力和所占用的劳动力,提出了成品率、基于可用度的生产能力和故障频率3个敏感参数;其次,结合设备特点和可靠性基本理论,将3个参数转化为可靠度、平均无故障间隔时间(MTBF)和平均故障修复时间(MTTR) 3个验收指标;然后,基于标准的统计试验方案,制定了智能生产线设备验收方法;最后,在某型智能生产线设备上进行了应用验证。验证结果表明:基于可靠度、 MTBF和MTTR的验收方法可以很好地评价设备的交付状态,可为类似智能生产线设备的项目验收提供借鉴和参考。

基于S-CO_(2)流体的PCHE低雷诺数换热特性仿真分析

在S-CO_(2)布雷顿循环中,S-CO_(2)流体的回热和预热将对循环效率和功率产生很大的影响,因此换热器的换热量、结构参数最终会影响循环的效率、功率等性能参数。本文以S-CO_(2)布雷顿循环中常用的直流式印刷板式换热器(PCHE)为研究对象,采用仿真分析的手段,分析了低雷诺数下换热器结构参数对双侧S-CO_(2)流体换热性能的影响,结果表明随着管道的增长热流体的出口温度有明显的下降,流程阻力有明显的增加,随着管道直径的增加,换热效果有所增加,但单位换热量有所下降。