实践教学类虚拟仿真软件开发的方法与途径——以激光加工仿真模拟实训系统为例

为解决高职院校激光加工实训基地建设设备体积大、投入高、更新快的问题,设计一套应用于激光加工虚拟仿真实训系统。该实训系统基于Unity3D平台,将涉及到的装备及其它工具使用3DMax软件建模导入,选取学生应掌握的激光设备调试、拆装、装载、维护、检修等项目作为实训系统主体,设计讲授、训练、考核三个步骤,将实际实训项目融入虚拟仿真实训系统,集教、学、做、练、考一体,可满足大多数激光加工专业对学生实践性操作的教学要求。     

复杂曲面零件激光随形熔覆轨迹规划研究

为实现复杂曲面的随形熔覆，针对PDC钻头牙翼部位表面形貌进行了机器人熔覆路径的工艺规划，同时对插补点的位置规划算法进行了研究。通过一组平行截面与曲面相交得到交线，采用非均匀有理B样条(NURBS)描述交线。然后提取交线的特征参数，以离焦量的最大值作为误差阈值进行插补点规划，为实现激光束轴线与插补点所在的曲面法矢尽可能重合，对插补点进行姿态规划，从而得到完整的熔覆路径。最后采用Robotstudio仿真软件建立激光熔覆工作站，并对熔覆路径进行仿真，结果表明熔覆仿真过程中，未出现奇异点，机器人各关节、熔覆头与待熔覆工件之间未发生碰撞，并且能够按照事先规划好的路径进行熔覆，试验表明达到了较好的熔覆效果。     

碳纤维喷射混凝土硫酸盐冻损伤分析

为了研究碳纤维混凝土硫酸盐冻侵蚀损伤，以川藏铁路喷射纤维混凝土工程环境为依托进行室内盐冻试验，盐冻最低、最高温度设置为(-37.12、17℃)，(-32.12、12℃)，(-25.12、5℃)，(-20.12、0℃)，硫酸盐质量分数分别为5%、7.5%、10%，纤维体积分数分别为0、0.10%、0.20%、0.24%、0.30%。通过宏观强度试验结果和微观分析可知，随着硫酸盐浓度的增加，碳纤维混凝土损伤越严重。与普通混凝土相比，碳纤维混凝土能够有效阻止开裂，其中0.3%的体积分数为最佳掺量。通过微观分析，揭示碳纤维在混凝土结构内起到类似梁的作用机制，并据此建立损伤模型。     

煤-油临氢缓和液化半焦晶相结构分析

以鄂尔多斯煤为原料，加氢后的煤焦油为溶剂油，在高压釜内进行煤-油共炼反应，采用元素分析、工业分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜等对原料煤和半焦微晶结构进行分析。结果表明：煤与半焦主要由C和O元素组成，此外还含有少量的H,S,N等元素；与原料煤相比，半焦的H/C摩尔比减少0.23,挥发分和固定碳质量分数分别降低15.77,1.64百分点，灰分升高17.87百分点；煤和半焦的XRD谱图中出现大量无机矿物质特征衍射峰，主要来源于煤和半焦中的灰分；高温、高氢压环境下，煤发生裂解与聚合反应，煤中芳香结构缩聚明显，有机质碳原子排列趋于定向且规则，石墨化程度增加；原料煤表面光滑，排列有序，粒径较大，而半焦表面粗糙，排列无序，粒径较小，表面有大量孔隙。     

两种Skyhook阻尼实现方式在柔性隔振平台中的对比研究

利用Skyhook 阻尼进行柔性隔振平台的主动隔振控制时，可以简单地通过调节控制增益实现对低频段隔振器模态共振响应的抑制，且不影响高频段的隔振性能。在实际使用中，Skyhook 控制有两种常见的实现方式，即积分加速度反馈和积分力反馈。为分析两种实现方式用于柔性隔振平台时所产生的减振效果的差异，基于柔性Stewart 型隔振平台，结合多个ADAMS和MATLAB联合仿真案例开展详细且直观的对比研究。结果表明，对于传统的柔性隔振平台，积分力反馈法会由于实际柔性铰链的残余刚度而不能完全抑制隔振器刚体模态的共振；并且对于有效载荷的低阶模态，同样以抑制低频刚体模态为目的而设计的积分加速度反馈主动控制比积分力反馈法有更好的阻尼效果。最后，给出了对于两种控制方式选取和相应平台设计的意见。     

基于三维模型的NPN双极型晶体管电离辐射效应仿真模拟北大核心

为更加迅速可靠地评估星用双极型晶体管抗电离辐射损伤性能,建立了三维NPN晶体管模型,并对其电离辐射效应进行了数值模拟。仿真计算了电离辐射在晶体管中产生的氧化物正电荷陷阱以及界面陷阱,以此模拟不同总剂量、剂量率电离辐照对晶体管的损伤;以漂移扩散模型计算了晶体管典型性能的响应,验证了晶体管的总剂量效应和低剂量率损伤增强效应。结果表明晶体管对电离辐射敏感的区域位于基区和发射结区附近的Si/SiO_(2)界面,从Gummel曲线提取的归一化增益发现,电离辐射损伤可能使晶体管增益降低50%以上,这对晶体管性能影响很大。该方法可以在降低成本、缩短周期的前提下,为晶体管抗电离辐射可靠性评估提供合理的技术支撑和可借鉴的理论数据。     

动作时序配合优化的安全稳控系统设计

动作时序配合直接影响安全稳控系统的动作准确性,在安全稳控系统设计时,若动作时序配合与系统耦合性不足,在实际运行时可能会出现误动作,导致直流输送段或直流接受端出现严重损坏.通过稳控一次、二次判据时 序的配合与优化,稳控数据调用的有效性辨识与优化,故障演化过程稳控装置动作时序配合与优化,对动作时序配合进行优化,实现安全稳控系统设计的完善.     

考虑温度效应的永磁机构及其控制系统多物理域联合仿真与设计EI北大核心CSCD

电流/位移闭环控制能够有效抑制永磁机构分合闸时间分散性,提高断路器相控操作质量,延长开关使用寿命。可信的仿真模型能够在闭环控制系统设计验证阶段分析、比较、检验不同控制方法的动态特性和分散性抑制能力,指导实际控制器选型和设计,缩短研发周期。该文建立了永磁机构及其驱动控制系统多物理域联合仿真模型,实验分析并获得了关键敏感元件的温度效应数据库,同时考虑涡流效应的影响,论证了不同温度下联合仿真模型的可信性与有效性。在此基础上,设计了反馈线性化控制系统,通过联合仿真平台对比分析了该系统与现有典型控制系统的跟随特性、振荡超调以及分散性抑制能力。基于嵌入式系统的双闭环控制实验结果表明,多物理域联合仿真具备有效的控制器设计指导作用。