汽源参数变化对储汽筒充汽系统变工况性能的影响

对储汽筒充汽系统变工况性能进行分析,是系统控制策略研究的重要环节。基于变质量热力学及粘性流体动力学理论,分别建立了系统各组成单元的数学模型;提出了一种基于共同运行参数作为初始迭代点的系统模型求解方法:先初定各组成单元的共同运行参数(即瞬时充汽流量),然后依据该初定值计算给定控制策略下的系统各性能参数,并通过迭代计算调整初定值,直至满足系统的用汽要求。在此基础上,针对用汽源参数对系统变工况性能的影响进行了仿真计算。仿真结果表明:汽源蒸汽温度对系统变工况性能影响较小;而汽源蒸汽压力减小,会造成系统在原有控制策略下储汽筒终了压力将达不到用汽要求。     

PID在柴油发电机组输出稳定性控制中的应用研究

针对目前移动式柴油发电机组机械式调速器响应速度慢、精度差以及负载变化较大时发电机组输出电压和频率波动较大的问题,研究了PID在柴油发电机组稳定性控制中的应用,进行了电子调速器电路的研究与设计。对75kW柴油发电机组进行了空载、半载及满载实验,实验结果验证了设计电路和控制方法的正确性。该电子调速器采用PID方法对发动机转速进行控制,达到了改善柴油发电机组输出稳定性的目的,并且具有响应速度快和准确度高的特点。     

变工况条件下鱼雷涡轮发动机控制方法

鱼雷在变速或变深等变工况下工作时,涡轮机的主要工作参数的变化会引起其他参数一系列的变化,导致涡轮机效率下降,为了获得较好的系统运行效率和平稳性,必须对变工况过程中的鱼雷动力系统进行相应的调节。通过建立涡轮机的功率模型,对模型中在变工况条件下的可调参数进行了研究,采用了同时调节推进剂流量和工作喷嘴数目的控制方法,同时对工作喷嘴数目的调节采取了一定的优化措施。仿真结果验证了控制方法的可行性。     

一种废气涡轮增压柴油机的动态仿真模型

针对采用RQV调速器、进气中冷器以及MPC排气系统的废气涡轮增压柴油机进行研究,提出了其动态工作的仿真模型.利用所提出的模型编程计算了柴油机油门突增和负荷突减2种典型工况下调速器齿条位移、柴油机转速、有效扭矩和有效比油耗的瞬时变化.结果表明该废气涡轮增压柴油机动态仿真模型可用来详细研究该类柴油机的动态工作过程,能够为研究、设计及改进柴油机性能提供一种新的途径.     

考虑湿蒸汽特性的饱和蒸汽汽轮机建模与仿真

为分析湿蒸汽对饱和蒸汽汽轮机运行特性的影响,首先根据饱和蒸汽汽轮机内汽液两相流的流动特点,分析了汽轮机在变工况过程中由于流通部分压力、蒸汽湿度以及金属壁面与水膜间换热等因素引起的蒸汽流量变化;然后,以某型舰用核动力装置主汽轮机为例进行仿真实验,并计算得到了该型汽轮机在典型变工况过程中的输出功率、螺旋桨转速、高压缸出口压力等外特性参数,以及水膜动态蒸发凝结量、蒸汽挟带液滴流量、金属壁面换热引起的蒸汽凝结蒸发流量等内部参数的变化。该研究成果在核电站和船用核动力装置仿真方面有一定的参考价值,对饱和蒸汽汽轮机的性能分析、运行优化和控制策略研究有一定的指导作用。     

基于FPGA的多功能双正交编码模拟模块开发

针对现有实时仿真系统只能模拟直线电机动子位置检测系统正常工况的问题,开发了基于FPGA的多功能双正交编码模拟模块。该模块可通过指定故障位置区间、传感器的工作状态、输出位置脉冲信号的占空比,以及相位差模拟位置传感器模块在各种故障工况下输出的位置脉冲信号,从而检验位置检测系统后续功能模块和直线电机系统各底层控制器在各种故障工况下的软硬件性能以及算法的准确性和有效性,降低了设备研发与调试风险,加快设备研发进度。仿真与实验结果表明：多功能双正交编码模拟模块可模拟位置传感器在各种故障工况下输出的位置脉冲信号,满足了模块的预定功能要求。     

变频驱动电机系统的参数匹配性及静态稳定性分析

基于变频驱动异步电机系统小扰动下的数学模型,采用Hurwitz判据及根轨迹法分析了异步电机参数、变频器参数、滤波器参数以及不同运行工况等对系统稳定性的影响规律,并通过仿真和实验证明了理论分析的正确性,最后基于Middlebrook输入输出阻抗判据对该类级联系统的静态稳定性进行了研究,即从物理上对系统失稳进行了分析,结果表明:滤波环节的引入是导致系统静态稳定性下降的主要因素。     

电驱动车辆反馈线性化自适应滑模滑移率控制

针对驱动和制动工况下电驱动汽车的滑移率控制这一强非线性和不确定性控制问题,提出了一种基于反馈线性化的自适应滑模控制(ASMC)方法。针对车辆驱动、制动工况下的车轮滑移率进行了动力学分析,建立了统一的状态方程。充分利用系统已知模型和参数,采用线性化反馈消除非线性变化的控制量增益系数的影响,通过对反馈项增益参数的自适应调整,适应附着路面不确定参数变化的控制要求,克服系统控制中存在的主要非线性和不确定性部分,对于系统难以建模描述部分,视为扰动,利用滑模控制抑制系统该部分的不确定性因素,同时保证系统响应的快速性,并对算法进行了Lyapunov稳定性分析。最后,以某型电动汽车为对象进行了仿真分析,结果表明采用ASMC控制系统动态响应快、精度高、抗扰能力强,对路面参数变化具有较强的鲁棒性,同时输出控制量抖振小。     

声纳主动工况下拦截弹作战模型与能力研究

根据鱼雷报警声纳主动工况能够探测鱼雷距离和方位的特点,提出了悬浮式拦截弹的布放时机、拦截提前量和布放间隔的确定和优化问题。在分析悬浮式拦截弹作战过程的基础上建立了目标运动参数的滤波解算模型、布阵参数解算模型以及作战能力仿真模型。运用蒙特卡洛法仿真计算了采取不同布阵参数对不同舷角来袭鱼雷的拦截概率。通过结果分析解决了布阵参数的优化问题,为提高鱼雷报警声纳主动工况下悬浮式拦截弹的作战能力提供了理论参考和建议。     

核动力折中稳态运行方案下稳压器压力控制的模糊控制器

运用模糊控制理论,针对稳压器压力控制的特点,为解决核动力装置折中稳态运行方案下低工况运行时一回路压力随负荷变化波动较大的问题,设计了压力模糊控制器。即利用模糊控制器实现稳压器压力调节系统工作参数的在线优化自整定,并以某核动力装置为对象进行了仿真实验。仿真结果表明,本控制器在对原系统不作大改动的前提下,能有效地抑制一回路压力波动,比原有调节系统具有好得多的调节品质。     

基于ModelCenter的顶置武器站稳定精度优化

顶置武器站具有系统组成类型复杂、子系统间存在耦合作用的特点,导致多学科协同仿真的优化模型难以建立。通过Adams、Simulink分别建立了顶置武器站机械系统及控制系统模型,并在多学科优化设计平台Model Center中对该机电联合仿真模型进行系统集成;在此基础上,以顶置武器站稳定精度为目标函数,采用一阶差分模型对炮控系统比例系数及积分系数进行了灵敏度分析,并采用设计探索优化器对该参数进行了优化设计。仿真结果表明,所建立的顶置武器站稳定精度多学科协同优化模型设计周期短、计算效率高,为下一步进行顶置武器站多工况、多结构参数的优化设计提供技术支撑。     

变工况下轴承健康监测的相关向量机与自适应阈值模型方法

工况在旋转机械运行过程中通常是变化的。变化的工况和故障一样,也会引起机械振动特征发生改变,从而引起诊断误差。为此,提出一种用于变工况下轴承健康监测的新方法。该方法使用相关向量机拟合振动特征的统计量随工况参数的变化,得到特征统计量与工况参数之间的连续函数关系;基于不同工况下的特征统计,构建自适应阈值模型。将该方法用于不同转速下的轴承健康监测,结果表明,当转速超过某一个较小的值时,该方法有效。     

基于双通道伪键合图的压气机建模与仿真研究

针对压气机系统建模复杂、多能域耦合的特点,首先以规范化的形式统一分析了系统中存在的热功转换、热传递和质量迁移等多种能量作用;然后,以图形化和模块化的方式建立了压气机各部件数学模型,进行了仿真试验并与试验数据进行了对比分析,分析结果表明:计算值与试验数据吻合较好,证明了该模型具有较高的精度,能够真实地反映实际对象的稳态和动态工作特性;最后,分析了不同稳压室容积对压气机喘振工况下出口压力振幅和频率的影响。     

基于状态反馈的导弹滚转通道变结构控制

针对导弹滚转通道参数时变性和快速性要求,提出了一种易于实现状态反馈变结构控制器的设计。将系统分为确定部分和不确定部分,然后分别对这两部分进行变结构控制。结果表明,适当的校正规则不仅保证滑模的存在,而且具有对参数扰动和外部扰动的不变性;状态信号的反馈提高了滚转通道的响应能力;伪滑模大大削减了变结构控制的抖动。并通过仿真证明了该方法的正确性和有效性。     

电气设备虚拟维修训练系统中电路实时仿真方法的研究

针对虚拟维修训练系统中电气控制线路的电路实时仿真方法进行了研究,介绍了电气虚拟维修系统中电路元件阻抗等效方法,通过综合应用节点电压法、网络拓扑结构表示等方法提出一种适用于电气设备虚拟维修系统的电气控制电路实时仿真方法。该方法首先根据模型中各功能部件之间的电网络连接关系构建网络拓扑图,由网络拓扑图生成关联矩阵;然后,根据关联矩阵及模型的参数计算各节点电压或各支路电阻,并采用虚拟万用表测量模型中任意两节点之间电压或电阻;最后,根据测量结果对故障信号进行判断,实现电气设备虚拟维修训练仿真。为了验证该方法,以海水淡化装置电气线路为仿真对象构建了海水淡化装置虚拟维修训练系统,并进行了实时仿真研究,仿真结果表明:该方法能正确有效地模拟海水淡化装置电气线路的运行工况。     

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。     

柴油发电机组并联运行的混沌控制

船舶电力系统通常是多台柴油发电机组并联运行,在轻载工况运行时会发生非周期性、貌似随机的、突发或阵发性的电力系统混沌振荡现象.为了对船舶电力系统的混沌现象进行分析,建立了两台柴油发电机组并联运行的非线性数学模型,该模型准确地反映了两台柴油发电机组各变量的变化规律,能够体现两者之间相互作用和相互影响的关系.在此基础上,利用Lyapunov指数法对船舶电站两台柴油发电机组轻载并联运行工况进行了分析,证明了混沌现象的存在.以柴油发电机组的非线性数学模型为基础设计了非线性鲁棒综合控制器,将直接反馈线性化和鲁棒控制理论相结合应用于柴油发电机组综合控制器的设计,获得了柴油发电机组非线性鲁棒综合控制律.计算机仿真结果表明:设计的非线性鲁棒综合控制器有效地抑制了电力系统的混沌现象,改善了船舶电力系统的稳定性.     

潜艇变深运动的变结构控制研究

采用变结构控制方法.考虑舵的响应特性,对潜艇变深控制进行了仿真研究.给出变结构控制的切换函教和控制律的设计方法,分析了各控制参数对控制性能的影响,以及舵的响应特性对控制性能的影响.仿真结果表明.变结构控制对潜艇变深运动具有良好的控制作用,且具有良好的鲁棒性.     

电传动车辆牵引电机弱磁控制与半实物仿真

为使车用牵引电机在弱磁控制模式下的输出转矩跟随电机最大输出能力,在采用基于磁链的定子电流控制方法的基础上,提出一种最优转矩控制算法,实现时间最优控制,提高系统响应的快速性。基于dSPACE构建了快速控制原型半实物仿真系统,对控制算法进行了多种工况下的仿真试验验证。试验结果表明：该控制系统能够快速、无差地跟踪速度给定信号,实现弱磁区转矩优化控制。     

自行火炮扭力轴载荷谱的测量及疲劳寿命预测

为预测自行火炮扭力轴寿命,对某型自行火炮在不同工况下进行实车试验,获得了多工况下扭力轴的载荷谱。受力分析表明,表面最大拉应力是扭力轴的破坏应力;提出基于随机响应面对扭力轴寿命进行预测的方法,将低周疲劳寿命表达式中的随机参数表示为标准随机变量,引人随机响应的Hermite多项展开式进行拟合,建立了扭力轴疲劳寿命的显式函数。通过对实测载荷谱进行统计分析,依据寿命表达式可以预测扭力轴疲劳寿命,并给出概率分布。该方法弥补了传统响应面法以一般多项式拟合时不能保证收敛性的缺陷。