基于强迫换流原理的新型真空直流限流断路器

提出了一种基于现有强迫换流型真空直流断路器的改进方案,并通过在高速真空开关两端并联反向续流二极管,使真空开关在电弧电流强迫过零后由于二极管的续流作用得到零电压介质强度恢复时间,提高了真空灭弧室电流过零后的介质强度恢复速度,使真空开关得以在小间隙下分断高上升率的短路电流,提高了传统真空直流断路器的限流、分断能力。设计了限流断路器样机,进行了短路分断试验。试验结果表明:所设计的限流断路器能将最大上升率为20A/μs的短路电流限流至10kA以下,限流分断时间小于1.1ms,满足了现代舰船极限短路故障的保护要求。     

电磁斥力机构运动特性的试验研究

为了真实反映电磁斥力机构的运动特性,有效验证仿真模型的正确性,首先建立了基于5 000V电磁斥力机构样机的二维仿真模型。然后,分别采用压电式加速度传感器、磁栅式位移传感器以及直线位移传感器对样机的运动轨迹进行实测,通过仿真结果与几种测量结果的对比,验证了后两种测量手段的准确性与可靠性以及基于Ansoft有限元仿真软件建立的二维仿真模型的正确性。最后,高速摄像完成了对机构样机的微观动态观测,同时分析出机械件加工和安装的不精密是导致试验波形出现不同程度上翘的主要原因。     

旋转永磁式机械低频天线的系统设计与验证

为实现低频电磁发信系统的小型化和低功耗,面向旋转永磁式机械天线的理论研究和技术实践,提出了基于多物理场耦合仿真的系统设计和性能校验方法。设计了包含永磁磁源、高效驱动电机及其控制器在内的旋转永磁式机械天线系统方案。研制了实验样机,并对其系统性能和近区磁场进行了实验测试,验证了相关设计方法和系统方案的可行性与有效性。结果表明,该样机的磁场场强和尺寸等主要指标达到了美国“机械天线”项目在射频穿透技术领域的要求,为旋转永磁式机械天线方案研究和样机设计提供了一种可行思路。     

一种新型直流电网短路限流装置的设计与分析

针对直流电网短路故障时迅速产生的短路电流,利用IGBT器件为核心,设计出一种新型的直流短路电网限流装置并阐述了其工作原理.在分析了该装置的各种工作状态后,给出了对应的数学解析模型,为直流电网短路限流装置各参数的设计提供了理论依据.研制出小功率实验样机,并经过实验验证了解析模型的正确性和所设计的限流装置工作的快速有效性.     

新型微小管道机器人驱动特性分析

研制了一种具有"大驱动、快速、长距离运动"综合性能的新型微小管道机器人。机器人采用电机驱动蠕动式爬行方案,主要包括自调节支撑机构、柔性保持机构、软轴驱动机构、卸载机构等,适用于直径为15~20mm的微细管道。在介绍了工作原理及机构组成的基础上,对各机构的力学特性进行了分析。虚拟仿真和样机试验表明,机器人能顺利通过曲率半径不小于80mm的弯管,移动速度为8~10mm/s,具有0~90°爬坡能力,可双向移动,其负载能力不小于10N,载重自重比可达6.67∶1。     

自动离合器控制系统中高速开关电磁阀的特性研究

高速开关电磁阀是一种结构简单,易于实现数字控制的电液伺服系统控制元件.尝试在自动离合器控制系统中用高速开关电磁阀对离合器进行控制;设计了驱动机构,由高性能单片机产生脉宽调制信号控制高速开关电磁阀的工作;建立了高速开关电磁阀的数学模型并进行了仿真计算.     

一种卫星对接装置空间凸轮机构传动分析验证

针对某新型GEO卫星与其他航天器的对接过程,设计了一种卫星对接装置。该对接装置主要采用空间凸轮机构,首先对其进行详细结构设计,并建立空间凸轮曲线的数学模型,通过理论计算分析空间凸轮机构传动特性。制造样机进行试验验证,通过高速摄影对凸轮机构传动特性进行记录。通过对比表明,试验结果与理论结果高度吻合,验证了空间凸轮曲线数学模型的合理性以及对接装置的可行性。对接装置具有碰撞接触力小、锁紧力大、运动平稳可靠等优点,能够有效地满足GEO卫星对接任务的要求。     

大中口径舰炮敏捷供弹系统虚拟样机仿真研究

文中提出了一套完整的大中口径舰炮敏捷供弹系统。应用三维实体建模软件PRO/E完成了整个供弹系统各个子系统的模型设计及建立;进行了装配检查,排除了零部件之间的干涉,完善了零部件设计;再利用PRO/E和ADAMS相结合,建立供弹系统各部分的驱动系统,并与实体模型结合,对此系统进行机构的运动学、动力学和驱动系统仿真,对设计的可行性和合理性进行深入研究.通过以上研究,建立了一个完整的大中口径舰炮敏捷供弹系统虚拟样机,为供弹系统的进一步深入研究以及实际生产提供了坚实的基础,同时给军械设计提供了一条高效率、低成本的设计方法.     

电磁主动悬架的建模及仿真研究

根据电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构.在1/4汽车悬架基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对模型进行分析、仿真.结果表明,电磁悬架能够实现一般主动悬架的功能,满足车辆平顺性的要求,可以应用于汽车的悬架系统.     

某新型大口径机枪浮动技术研究

为研究大口径机枪的浮动技术,在深入分析的基础上针对某新型大口径机枪,设计方便可行且结构合理的弹簧式浮动机构.通过设置独特的复进打断装置,实现了浮动过程中稳定的前冲击发.建立机枪枪身的虚拟样机模型,通过与试验结果进行对比,验证了其可信性.利用所建立的虚拟样机模型对浮动与不浮动状态下的浮动自动机进行运动分析,并对2种状态下的后坐力进行对比.结果表明,该机枪浮动自动机能实现稳定的浮动,并且减后坐力效果明显.