蓄能器参数对砍蔗-切段负载敏感系统液压冲击的影响研究EI北大核心CSCD

甘蔗机械化收割过程中振幅波动大的载荷,以及对多路换向阀的频繁操纵都会产生较大的液压冲击。该研究以甘蔗联合收割机的砍蔗-切段负载敏感系统为研究对象,提出在泵的出口处增加蓄能器以抑制液压冲击。以蔗地实测载荷数据为基础,基于AMESim建立砍蔗-切段负载敏感系统仿真模型,研究蓄能器参数对砍蔗-切段负载敏感系统液压冲击的影响规律及优化匹配方法,并对仿真结果进行试验验证。研究结果表明,蓄能器的预充气压力越接近工作压力,压力冲击抑制效果越好,压力响应速度也越快,蓄能器的预充气压力最优区间为系统正常工作压力的50%~83%。     

利用速度控制抑制电液位置伺服系统冲击的方法

电液位置伺服系统在起动、换向以及动态过程中,对液压源流量的需求很大,当液压源供油能力相对不足时,产生液压冲击。为解决这一问题,提出利用液压执行器的速度信号抑制冲击的方法。通过检测执行器速度计算出执行器高压腔体积变化所产生的体积流量,当该体积流量大于液压源所能提供的最大实际流量时,冲击过程中出现暂短的压力急降现象,通过调整电液伺服阀输入信号,使执行器实际流量始终小于液压源所能提供的流量,达到抑制冲击的目的。仿真和试验均显示,该方法易于实现,可明显抑制电液伺服系统中因流量不足引起的冲击。     

非线性逆控制在有源噪声控制的应用

利用非线性的自适应逆控制原理,引入人工神经网络对有源噪声控制系统中的执行器非线性系统进行补偿,使其复合系统在大范围内成为线性或接近线性的系统,然后再采用线性系统的控制方法对其进行控制。仿真结果表明,采用神经网络补偿执行器非线性系统是可行的,而且对非线性对象控制效果明显优于线性滤波X-LMS算法。     

峰值负荷不复存在减少流程泵的电力消耗并延长其使用寿命

流程泵在工作时对液体压力突然变化带来的液压冲击非常敏感。因此,在流程泵负载经常变化的应用场合中就要智能化地控制电动机的功率。本文将介绍如何智能化控制流程泵电机的功率。流程泵的直接启动很快就会带来冲击波,导致流程泵火效,严重时导致整个系统受损的液压冲击。一般来讲,启动阶段的扭矩负载可以达到满负荷正常工作时的3．5倍。     

树状非完整多刚体系统冲击运动方程的建立

本文把受到来自外界的一阶线性非完整约束限制的树状完整多刚体系统视为树状非完整多刚体系统,使该系统中标号为1的刚体与惯性参考系用虚铰1连接,就可用文献[1]的方法求出树状非完整多刚体系统冲击运动方程并以算例说明该方程的应用及正确性。     

蓄能器在舰船液压操舵系统中抗冲击作用仿真

在介绍基于Modelica语言和规范的多领域物理统一建模工具MWorks的基础上,进一步对其采用的蓄能器数学模型的形式进行归纳,给出在仿真过程中采用的蓄能器的基本模型、改进模型以及关于时间常数[τ]的讨论。在以往建立的舰船液压操舵系统的仿真模型中,增加蓄能器模型,进行两种模型中换向阀进、出口压力值的对比。仿真结果表明,蓄能器在系统中起到抗液压冲击的作用,能够大大降低系统换向时阀口的压力峰值。     

基于磁流变技术的压桩机吊机回转启动冲击控制

针对压桩机吊机回转启动冲击载荷损坏设备的现象,提出一种基于磁流变技术的冲击振动控制方法。根据压桩机吊机回转启动工况特点和磁流变联轴器工作原理,运用键合图理论建立回转系统的动力学模型。基于MATLAB仿真平台分析输入电流不同时联轴器的传动特性及其对回转系统启动冲击载荷的抑制规律。研究结果表明:小电流时联轴器刚度系数小,系统响应滞后,大电流时联轴器趋近于刚性连接,系统响应快速;联轴器阻尼系数小,传递能量损耗少,对系统传动效率影响很小;联轴器磁滞效应可有效控制系统压力幅值和脉宽,降低齿轮啮合力冲击峰值,提高系统工作稳定性。     

无级变速器起步模糊控制冲击度抑制性能仿真研究

无级变速器起步过程存在较大的冲击,离合器接合压力变化和摩擦片摩擦系数变化是引起起步冲击的主要原因。摩擦系数为不可控因素,控制离合器接合压力可实现对冲击度的抑制。重点研究了起步离合器模糊控制策略对冲击度的抑制效果,建立了基于模糊控制的整车数学模型,完成了平地工况的仿真分析,结果表明模糊控制策略能显著抑制起步时冲击度过大,有较大的应用价值。     

基于AMESim的液氧供应系统启动特性分析

为研究液氧供应系统启动阶段的压力平稳性,使用AMESim对液氧加注启动阶段平稳性进行了仿真,比较了设立启动容器和不设启动容器两种情况下液氧加注启动阶段的压力、流速的稳定性,通过仿真分析了启动容器设立的位置对加注流量稳定性的影响。通过对某型号动力系统试验液氧加注泄出系统进行仿真,将仿真结果与试验数据对比,验证了仿真过程中使用孔板替代发动机模拟负载的正确性与使用AMESim软件进行液氧供应系统仿真的合理性。经仿真分析,设立启动容器可使启动阶段压力震荡时间缩减至设立前的四分之一,设立启动容器后可明显减小启动阶段产生的压力凹坑,启动容器与负载端的距离为启动段平稳性的主要影响因素。     

精密数控机床液体静压导轨油膜波动补偿控制研究

针对加工载荷作用的液体静压导轨油膜厚度波动问题,建立闭式液体静压导轨系统状态空间模型,利用精密数控机床加工载荷可预知特性,提出对静压导轨油腔压力主动预见控制策略。采用MATLAB搭建油膜波动补偿控制系统仿真模型,分析比较不加控制、采用最优控制、引入主动预见控制时导轨油膜厚度波动情况,观测两种控制方式时的油腔压力改变量。结果表明,预见控制作用下油膜厚度波动量较采用最优控制方式时减小73.3%,较不加控制减小94.1%;油腔压力对加工载荷跟随性提升23%。通过以溜板动态偏移量为指标的实测分析,验证主动预见控制策略对油膜波动补偿的有效性。     

基于格子-大涡理论的高频换向阀压力特性研究

为揭示高频换向阀的阀口压力特性,降低压力损失,采用格子Boltzmann方法,并结合大涡理论模拟高雷诺数下的阀口流体流动。建立基于格子-大涡理论的高频换向阀格子模型,模拟阀不同尺寸参数下的阀口特性,得出进油腔体积和最大过流面积均对阀口压力有较大的影响,且对于一定的最大过流面积,开口度对阀口压力影响最大。结果表明格子Boltzmann方法具有准确、计算效率高等优点,可以应用于液压激振系统的分析研究。     

低温加注阀关闭状态确认试验研究

为验证采用传感器监测加注阀入口容腔压力对加注阀关闭状态判断的可行性,建立了低温加注阀关闭状态确认试验系统。研究加注阀无泄漏和加注阀预制泄漏通道两种状态下通过孔板模拟加注连接器顶杆中心小孔排放后加注阀入口容腔压力变化及连接器脱落前后加注阀泄漏量的变化,开展了加注阀关闭状态确认方法原理性试验和数值仿真研究。研究结果表明:加注阀无泄漏和存在泄漏时从压力传感器能明显监测到压力变化,且连接器脱落前后泄漏量变化较大,数值仿真结果与试验结果吻合较好。     

基于线性回归的单柱塞泵单向阀参数优化

针对单柱塞泵系统中配流单向阀参数不合理所导致的吸油不充分、系统响应慢等问题,提出了一种基于线性回归的多参数优化方法。首先,通过AMESim软件进行单柱塞泵系统仿真分析,并利用MATLAB拟合工具箱分别探讨了不同单向阀参数（弹簧预紧力、弹簧刚度和阀芯质量）与进油口流量的关系。然后,在利用主成分分析法消除各参数之间相关性的基础上,以进油口流量为因变量,弹簧预紧力、弹簧刚度和阀芯质量为自变量,各参数的取值范围为约束条件,建立了基于线性回归的单向阀参数优化模型,并采用遗传算法进行优化求解。最后,根据优化前后的单向阀参数,对单柱塞泵系统进行仿真分析和实验验证。仿真结果表明,优化后进油口流量提高了21.3%;实验结果表明,优化后进油口的实际流量提高了16.8%。研究表明,所提出的多参数优化方法是一种有效的方法,可为单柱塞泵系统中配流单向阀的参数优化提供参考。     

Experimental investigation on cold startup characteristics of a rotary compressor in the R290 air-conditioning system under cooling condition

R290 is one of the most alternative refrigerants for the air-conditionings for its negligible environmental impact and high efficiency. This experimental study investigated the cold startup characteristics of the rotary compressor in a R290 air-conditioning system under cooling condition. The characteristics include the pressures and temperatures in the system and the rotary compressor respectively, the mixture of oil and refrigerant viscosity and oil level of the oil sump. The measurements showed that the startup time for the pressures and the temperatures were much longer than that of R410A and R22 systems. A slight liquid slugging happened in the cylinder at the initial time of startup for the pressure during the later exhaust process increasing rapidly to 2.21 MPa in 1.3 seconds. After startup of the system, both the mixture of oil and refrigerant viscosity and oil level of the oil sump in the compressor were within a proper range to guarantee a steady startup of the air-conditioning system.     

机房空调负落差长连管系统膨胀阀前过冷度研究

机房空调在负落差长连管安装方式下会产生启动时低压报警和过冷度较小等问题,对机组运行的稳定性、可靠性和性能产生影响。本文理论计算R407C制冷剂名义工况下不同负落差时膨胀阀前过冷度和压缩机排气压力,发现膨胀阀前过冷度与负落差呈负相关关系,制冷剂在膨胀阀中可能会闪发。基于此,采用带储液罐的空调机组,试验分析储液罐分别位于冷凝器出口处和膨胀阀进口处时膨胀阀前的过冷度,结果表明,储液罐位于膨胀阀进口处可以有效保障膨胀阀前过冷度并降低压缩机排气压力。     

A state-space dynamic model for vapor compression refrigeration system based on moving-boundary formulation

A transient response model for vapor compression refrigeration system has been developed in the paper. The system model contains four sub-models representing condenser, evaporator, compressor and electronic expansion valve (EEV). The condenser and the evaporator are developed based on the moving-boundary formulation. Through linearization, these dynamic models are transformed into state-space representation which is expressed in the form of matrix. The compressor and EEV adopt steady models because their thermal inertia is much smaller compared with the heat exchangers (i.e., condenser and the evaporator). The system model has been validated by experiment in terms of step change of EEV opening degree and heat load as well as ramp increase of inlet temperature of coolant oil of condenser. The results show that the model simulations have a good agreement with the experimental data. The simulation errors compared with the experimental data are mostly less than 10%. Since the model proposed in this study is expressed in the form of state-space matrix, they are featured by strong portability and high computation efficiency. It allows us to investigate the thermal dynamic characteristics of a refrigeration system under any complicated conditions and develop excellent control schemes.     

高频交变压力下先导式溢流阀响应特性研究

为研究液压激振系统中高频交变压力下先导式溢流阀的响应特性,建立了先导式溢流阀数学模型和AMEsim仿真模型,仿真研究了高频交变压力下先导式溢流阀开启情况,并进行试验对比研究。仿真结果表明：交变压力下先导式溢流阀主阀口存在异常开启现象,增大了系统能量损失;主阀口异常开启量随交变压力幅值增大而增大;当交变压力频率达到200 Hz时,溢流阀主阀口未出现异常开启。试验结果与仿真结果基本吻合。研究结果对高频交变压力下先导式溢流阀的使用有重要的理论指导意义和实际工程意义。     

圆形静压油腔流场特性的PIV实验与数值模拟研究

利用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry, PIV)和计算流体动力学(CFD)方法,研究了高档数控机床液体静压支承系统中油腔内部的流场特性,包括入口雷诺数(Re)、油腔深度(H)和封油边间隙(h)对油腔内部流场的涡胞结构、壁面压强及剪应力分布等的影响。研究结果表明:实验结果与数值模拟结果相一致;油腔内部存在复杂的涡胞结构;随Re(70~1400)的增大,涡胞数量由1个增加为3个,涡胞尺寸和位置也不断变化;随着油腔深度H从6mm增大到18mm,涡胞尺寸逐渐增大,但涡胞数量减小;随封油边间隙h的增大,涡胞尺寸明显增大;相同条件下,增大入口雷诺数Re或减小封油边高度h都会增大承载面压强和剪应力。该结论为提高数控机床静压油腔的稳定性和承载力提供理论依据。     

氧压机DCS控制系统启动程序改造

14000m3/h空分设备氧压机在试车过程中,因启动程序存在缺陷,启动过程中不能联锁停车。在修改启动程序的过程中发现了控制系统存在的一些新问题,对氧压机的DCS控制系统进行了相应修改,完善控制功能。着重介绍对氧压机在启动过程中因进气压力低而联锁停车功能的修改,达到安全运行的目的。     

调节阀空化噪声数值分析

针对工程实际应用中调节阀普遍出现的空化及其产生的噪声问题,采用基于流声场声振耦合的数值分析方法,研究了不同开度与不同压差对空化噪声的影响。调节阀的空化噪声是阀门产生噪声的原因之一,传统的方法很难准确的分析和预测这种噪声。首先利用CFD软件计算调节阀内的三维瞬态流场,然后将瞬态流场的计算信息作为声场计算的激励信号施加到调节阀阀体上,最后基于声振耦合的方法对其进行声学响应计算。结果表明：本文所研究的调节阀空化噪声随着开度的增加呈先减小后增大的趋势;当调节阀进出口压差增大时,空化噪声也随之增大,在出口压力为0.45MPa时,噪声达到了93.2dB;通过数值模拟得到云图可作为分析噪声产生位置的依据,计算得到的噪声大小可作为判断空化程度的依据,为声学检测阀门空化程度提供数据支持。