变推力火箭发动机动态响应特性的研究

本文介绍了以可变增益的快速响应电磁阀液压控制系统控制的变推力火箭发动机系统。文中重点对变推力火箭发动机的动态响应特性进行了理论分析和实验研究,并给出了满意的试验结果。     

电控增压泵高速电磁阀电磁力预测模型构建

为科学预测超高压共轨系统电控增压泵高速电磁阀的电磁力性能,采用响应面法构建电磁力预测模型,实现其性能的高效预测与优化。建立电控增压泵高速电磁阀的三维有限元仿真模型,并通过试验进行了验证。基于试验设计思想,选取驱动电流、工作气隙、衔铁厚度、线圈匝数、主磁极半径、阻尼孔半径这些关键因素,通过响应面法制定了54组样本点的电磁力数值试验研究方案,构建电磁力预测模型,经过R检验,且仿真试验验证电磁力预测模型最大误差为1.3%,表明该模型能够准确预测电控增压泵高速电磁阀电磁力,为超高压共轨系统控制系统设计及优化提供理论依据。     

修正的响应面方法优化螺栓法兰连接结构几何参数

采用响应面法对螺栓法兰连接进行优化设计时,考虑到经典响应面模型的局限性,在获得结构优化参数与响应指标内在联系的基础上,提出了修正响应面模型;设计了数值试验并对比了数值试验值与前述两种响应面模型预测值,结果表明修正响应面模型的预测值不仅误差相对比较均匀,且最大误差绝对值要明显小于经典响应面模型的相应值。采用遗传算法对修正响应面模型进行了以法兰质量最轻为优化目标的参数优化,取得了比较理想的优化结果。     

超高压共轨系统燃油喷射控制

为实现超高压燃油喷射,设计了采用两位三通电磁阀控制的燃油增压器,并分析了其工作原理;利用AMESim建立了燃油增压器的仿真模型,分析了燃油增压器的动态特性以及关键参数对其性能的影响;建立了超高压共轨系统的仿真模型,研究了超高压喷射条件下的喷油特性以及喷油规律控制。研究结果表明:超高压共轨系统通过控制燃油增压器可获得超高压燃油,通过控制燃油增压器电磁阀和喷油器电磁阀的工作时序,可灵活改变喷油率形状,获得更加灵活的喷油规律。     

某型履带车辆液压助力变速操纵系统仿真

应用AMESim软件对某型履带车辆液压助力变速系统建立仿真模型，调整系统中部分参数为模型注入故障信息，对系统进行了故障仿真，获得了系统异常动态特性与系统元件故障之间的联系，为该系统的故障诊断提供了参考依据。结果证明该仿真模型可模拟实际系统的故障响应。     

柴油机动态特性的研究方法

分析了柴油机动态特性与稳态特性的不同,系统总结了柴油机动态特性的研究方法,主要有试验研究和模拟计算两种。按照研究目的的不同,对各种动态特性模型的优缺点和适用范围进行了总结,认为:基于稳态试验数据的动态特性模型主要用于整车性能仿真,基于模拟计算的非线性模型主要用于控制分析、参数优化和匹配。     

电控增压泵高速电磁阀电磁力与能耗特性分析

为深入研究电控增压泵电磁阀电磁力与能耗特性,采用有限元分析方法建立了电控增压泵高速电磁阀的三维静磁场仿真模型,并用试验数据验证了模型的准确性;通过数值仿真分析开展了驱动电流和结构参数(线圈匝数、磁极半径、工作气隙)对电控增压泵电磁阀电磁力与能耗的特性研究,得出各参数对电磁阀电磁力与能耗间的权重影响及量化分析。结果表明:主副磁极半径对电磁力影响占比最大,为38.15%;驱动电流次之,占比为31.08%;线圈匝数对电磁力影响占比为17.06%;工作气隙对电磁力影响占比为13.71%。从能耗角度分析了电控增压泵电磁阀驱动电流、线圈匝数、主副磁极半径和工作气隙的占比,其中线圈匝数能耗占比最大,为54.85%;驱动电流次之,为44.99%;主副磁极半径和工作气隙能耗占比最小,仅有0.16%。     

超燃冲压发动机燃烧室构型优化的试验研究

在直连式超燃冲压发动机试验系统上,通过调节超燃冲压发动机燃烧室壁面扩张角和燃料喷注位置,对燃烧室构型优化进行了试验研究。为了提高试验效率,燃烧室形面调节采用正交试验设计方法进行组织,每个形面进行5种喷注位置的试验,每次试验通过文氏管调节3个当量比的燃料流量。利用试验数据构造燃烧室性能关于构型参数的响应面模型,可用于燃烧室构型优化。通过两次渐进优化获得了性能更优的燃烧室构型,并根据试验数据分析了各构型参数对燃烧室性能的影响,结果表明:优化构型燃烧室的推力增益比基准构型增大了10.4%;燃烧室性能受各构型参数的强烈耦合影响。     

薄壳变速箱壳体动态响应仿真分析与试验验证

在ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）中搭建薄壳箱体的刚柔耦合虚拟仿真模型，进行动态响应仿真分析。在相同试验条件下，搭建薄壳箱体动态响应试验台架，并进行动态振动试验。利用Q-400非接触式测试系统测量台架试验结果。对比仿真分析和试验测量结果，验证了仿真分析模型的准确性和计算结果的可靠性。     

磁流变阻尼器响应时间仿真与试验研究

响应时间是磁流变阻尼器（Magnetorheological Damper,MRD）重要性能指标之一。为分析MRD响应时间及影响因素,建立了MRD动态响应模型,提出了一种基于Ansoft和Adams联合仿真分析MRD响应时间的方法,并通过仿真与试验相结合的方法分析了阶跃电流幅值、活塞运动速度以及系统刚度等因素对MRD响应时间的影响。仿真结果和试验数据表明：MRD响应时间随活塞速度和系统刚度的增大呈减小趋势,随阶跃电流幅值的升高呈增大趋势。同时证明通过联合仿真分析MRD响应时间和影响因素的方法是有效的。     

基于响应面法的悬架系统优化研究

提出了应用响应面分析履带车辆悬架系统特性的方法。构建了悬架系统特性参数和整车行驶平顺性及可靠性之间的二阶响应面模型,并依据响应面分析结果,进行悬架系统的优化研究。优化结果表明了该方法的有效性。     

加速度计动态误差系数标定的仿真研究

为了简化加速度计动态误差系数的标定过程,缩短标定试验时间,在建立加速度计动态误差数学模型的基础上,结合三轴转台模型及测试原理,一次性标定出加速度计动态误差系数,同时避免了角振动台的使用。最后利用MATLAB软件进行仿真试验,得到了较好的结果。     

基于响应面与遗传算法的柴油机喷射参数优化

为解决燃油喷射系统参数优化中高效寻求全局最优解问题,综合响应面设计和遗传算法的优点和不足,采用多项式响应面模型代替原始遗传算法中计算量庞大的目标特性分析模型,建立了多项式响应面模型和遗传算法相结合的参数优化方法。结合非线性规划的凸性分析证明了遗传算法在预定优化区间内全局最优解的唯一性。对优化匹配后的喷射参数进行了模拟计算,结果表明:优化后柴油机油耗降低了1.96g/(kW·h),功率上升了0.99%,排气温度降低了21.86℃。表明该方法具有简单可靠、优化效率高等特点。     

军用运输车车架及底板结构动态特性试验及分析

采用单点激振多输出（SIMO）试验模态法（EMA）对某型军用运输车车架底板及其连接部分进行动态特性试验，提取相关参数和特征向量，并进行模态参数识别和各阶振型分析，试验结果与实际振动情况基本吻合。与基于有限元分析软件HyperWorks计算结果进行验证对比，结果基本一致。     

基于有限元模型的机枪结构动态特性仿真

在对机枪进行结构设计时,了解机枪的固有频率和射击载荷作用下的动态响应特性对整个武器射击精度的影响十分必要。利用有限元分析软件对某机枪模型进行模态仿真分析,进而得出该武器对射击精度影响较大的部件。同时对机枪在射击载荷作用下的动力响应特性进行仿真计算,阐述了在机枪结构设计时频率匹配、射向一致的必要性,为机枪结构动力修改提供了理论依据。     

基于ISIGHT和AMESim的燃油增压器优化设计

为了提高增压压力峰值而又抑制增压器的燃油泄漏率,对影响超高压共轨系统燃油增压器性能的控制室进油孔直径和增压室容积等多个结构参数的灵敏度进行了优化.利用AMESim软件建立了超高压共轨系统仿真模型,并根据超高压共轨试验系统对仿真模型进行标定.利用ISIGHT软件的优化功能,选择了NSGA-Ⅱ、NCGA和AMGA等3种算法...     

基于模型的高压共轨喷油器驱动控制研究

为快速、可靠地驱动控制高压共轨喷油器,针对喷油器电磁阀提出了一种新的驱动控制方法;建立了电磁阀的数学模型,并分析了线圈励磁电压对电磁阀驱动响应的影响;在常规高低电压分时驱动电磁阀的基础上,采用电流反馈思路,利用有限状态机实现工具stateflow建立了电磁阀驱动模型,并依此模型设计了电磁阀新型驱动电路,该电路通过比较单片机提供的参考电压与驱动电流的采样电压,可产生"峰值-高维持-低维持"三段式驱动电流,同时还可对电磁阀进行故障检测;针对电磁阀和某型喷油器分别进行了驱动实验,结果表明:基于模型研究喷油器的驱动方法可行,且采用电流反馈控制的高低电压分时驱动电路性能优良。     

基于Maxwell迟滞机理的压电驱动器非线性动态建模研究

为了描述压电驱动器迟滞非线性动态特性,首先基于Maxwell迟滞机理,利用Matlab/SIMULINK建立了压电驱动器的迟滞非线性动力学模型;然后,根据压电驱动器工作机理,把压电驱动器机电耦合动力学系统分为等效电气子系统、机械子系统以及非线性迟滞子系统,利用试验的方法获取了Maxwell迟滞模型的参数,并建立了非线性迟滞子系统的输入电压与电荷之间的Maxwell迟滞模型;最后,耦合电气子系统、机械子系统建立了完整的压电驱动器迟滞非线性动态模型。模型计算结果与试验结果的对比表明:该模型误差在5%以内,能够实时准确跟踪驱动器的动态特性。     

数字模拟核加压器及其压力控制特性

本文应用容积控制模型模拟加压器压力动态响应特性与实际堆上的实验数据比较,结果吻合。本模型既适用加压器的压力动态响应特性分析,还可用于压力控制系统设计的参数整定。文中介绍了参数整定过程。     

某型发电机可靠性试验系统研究

为了对某型发电机进行可靠性试验,根据试验需求,设计了带能量反馈的试验系统。该系统与发电机输出带纯电阻性负载方案相比,大大节约了试验的耗电量,并利用仿真软件PSCAD/EMTDC建立了试验系统的仿真模型,对系统在不同扰动下的动态特性进行了仿真研究。仿真结果与试验结果相吻合,说明所建试验系统模型的正确性,也得出了该试验系统具有良好的运行稳定性的结论。