舰载箱式无人机电控传送系统设计

在现今的自动控制领域,PLC的应用已十分广泛。首先对舰载箱式无人机的设计进行简要介绍。为实现舰载箱式无人机发射系统传动的高精度、高效率,提出PLC电控传送系统并进行相应设计。通过对液压执行系统硬件结构设计,高精度电液比例控制设计,控制流程设计,PLC选型,控制软件设计等完成了整个电控系统设计过程,在对控制系统程序调试后,控制系统完成了相应的功能需求,达到了设计要求。     

面向控制的电控单体泵柴油机仿真

为拓宽电控单元硬件在环仿真应用范围,进行了电控单体泵柴油机建模仿真。提出了面向控制的电控柴油机建模的要求和模型选择,在Matlab/Simulink中,建立了柴油机简化非线性模型以及电控单体泵系统模型,模型验证表明所建的柴油机模型具有较好的准确性;以计算时间和计算参数为衡量指标,分析和对比了不同的计算步长和计算方法对模型计算结果的影响;进行了实例模型应用试验,结果表明模型能实时准确地满足ECU硬件在环仿真要求。     

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。     

采用遗传算法的电控增压器电磁阀优化设计

运用Ansoft Maxwell软件建立电磁阀的动态响应特性仿真模型，并通过试验验证模型的准确性。利用模型集成ISIGHT软件的方法，对影响电磁阀动态响应特性的参数进行灵敏度分析，得出各个参数对动态响应特性的Pareto图。基于遗传算法对电磁阀进行多参数优化设计，获取最佳参数组合，并利用电磁阀动态响应特性试验台架，开展参数优化前后电磁阀动态响应特性的对比试验研究。试验结果表明：相比于原参数方案，参数优化后的电磁阀动态响应特性得到大幅度提升，其开启响应时间缩短了59.1%，关闭响应时间缩短了47.2%。     

电控喷油器针阀升程自动测试

为了满足电控喷油器喷油特性测试要求,研究设计了电控喷油器针阀升程的自动测量装置.在简要说明了电控喷油器的结构和工作原理的基础上,提出了基于激光传感器的针阀升程非接触式测量方法,构建了喷油器针阀升程测试系统,研究了测试系统的测量机理并完成了硬件和软件的设计.在高压共轨喷油试验台进行了测试试验,结果表明:该方法能较好地满足电控喷油器针阀升程测试要求.     

面向可调喷油速率的超高压共轨系统建模及仿真分析

针对常规高压共轨系统在喷射过程内喷油压力较低、无法灵活实现喷油速率改变等问题,提出并设计了立足国内加工能力和技术工艺的面向可调喷油速率的超高压共轨系统。在介绍其工作原理的基础上,基于AMEsim软件建立了系统的仿真模型,并利用试验验证了模型的准确性;通过模型研究了系统的压力特性和喷油控制特性,同时分析了电控增压器的关键结构参数对系统性能的影响规律。结果表明：面向可调喷油速率的超高压共轨系统可以将燃油压力放大至超高压状态,并且通过改变系统内电控增压器和喷油器各自电磁阀的控制信号作用时间,能够实现灵活可控的喷油速率曲线形状。相比于控制室容积和阀芯质量,出油孔直径和阀芯位移对系统性能的影响较大,随着出油孔直径和阀芯位移的增加,增压室压力和喷油速率峰值增大,而燃油泄漏率先上升后下降。     

柴油机模糊控制设计仿真与分析

针对柴油机难以采用常规PID控制的问题,应用模糊控制理论,对柴油机进行了模糊控制器的设计,在建立的模拟仿真系统上,进行了模糊控制下的柴油机的空载自由加速过程的模拟,并与PID控制下相同过程的速度、扭矩、燃油量随时间变化曲线进行了比较和分析。结果表明：与常规PID控制相比,模糊控制的效果满足要求,能解决柴油机的复杂控制问题。     

电控喷油器电磁阀关闭过程的阀芯力学分析

应用液压流体力学原理,对电控喷油器中普遍采用的几种阀芯形式进行了受力分析,推导出了阀芯所受液压力的公式,并且计算了阀芯在关闭过程中所受液压力的变化情况,最后通过比较发现:平面阀在关闭过程中所受液压力最大,锥阀最小,球形阀介于其间,但是关闭以后各种形式的阀芯受力一样大。响应特性测试结果表明:平面阀与锥阀的密封性较好,控制油耗率为28%左右;两者的开启响应时间基本相同,但在关闭响应方面锥阀要好于平面阀。     

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%。     

柴油机电控冷却系统性能仿真

为了精确控制柴油机出水温度，降低冷却系统功率消耗，以某型柴油机冷却系统为研究对象，建立了该型柴油机冷却系统仿真模型，并将机械水泵改为电控水泵进行了变工况仿真计算。结果表明：电控水泵耗功小于机械水泵，平均效率提高1．31％，能够精确控制柴油机出水温度。通过该型柴油机热平衡实验，在外特性上验证了该冷却系统仿真模型是可信的。