航空发动机变结构全局快速Terminal滑动模态控制方法研究

针对航空发动机这个具有时变不确定性的非线性系统,提出了一种新型变结构全局快速最终滑动模态控制(Variable Structure Global Fast Terminal Sliding Mode Control)的航空发动机控制方法;通过对利用VSGFTSMC理论设计航空发动机最终滑动模态控制器的方法进行了深入研究,设计了航空发动机变结构全局快速滑动模态控制器;仿真结果表明,所设计的控制器的控制效果良好,对外界干扰有很强的抑制能力,使被控系统在整个控制阶段都具有较强的鲁棒性.     

某型航空发动机燃油调节器改型设计研究

航空推进系统仿真技术在发动机预研和型号研制中具有重要的作用。某型现役飞机飞行高度增加,需对其燃油调节器进行改型设计,而关于航空发动机燃油调节仿真的问题,大多数是以传递函数及插值表等形式来描述的,计算量大,物理意义不直观,仿真效果不明显。针对以上不足,在对某型发动机燃油调节器的组成、功能、工作原理进行了详细分析的基础上,以流量连续方程及力平衡方程为基础,结合Adaptive Simpson积分方法,基于AMEsim仿真软件,采用图形化时域仿真建模方式建立了相关部件的数学模型,对其高空工作特性进行了仿真分析。结果表明,保证了发动机的正常工作,为燃油调节器的设计与改进提供了依据。     

表面活性剂对钛合金A-TIG焊熔深的影响

采用卤化物（CaF2，ZnF2，MnCl2）、氧化物（SiO2，TiO2，V2O5）和单质Te作为表面活性剂进行钛合金A—TIG焊，研究了表面活性剂对焊接熔深的影响规律。结果表明：3种卤化物都能增加焊接熔深，其中MnCl2使得焊接熔深达到传统TIG焊的2倍以上：3种氧化物对焊缝成形几乎没有影响；Te能明显增加焊接熔深，减小焊缝熔宽。认为电弧收缩是卤化物但不是Te增加钛合金A—TIG焊熔深的主要机理。     

铝/钢异种金属焊接接头界面Al-Fe金属间化合物生成及其热力学分析

对铝/钢异种金属焊接接头界面进行了XRD和EDS分析,结果表明:在Al-Fe界面上主要生成Fe2Al5和FeAl3两种金属间化合物,以热力学基本定律为基础,建立了基于相图的Al-Fe金属间化合物形成的吉布斯自由能计算模型,利用该模型分别计算了各Al-Fe金属间化合物形成的吉布斯自由能随温度变化的关系。结果表明,生成Fe2Al5的吉布斯标准自由能比生成FeAl3的低,所以在铝/镀锌钢板的焊接过程中,Fe2Al5要比FeAl3优先生成。     

铝合金MIG焊丝伸出长度视觉提取算法及动态过程辨识

建立了一种基于视觉传感的铝合金MIG焊丝伸出长度检测系统,并提出了相应的图像处理算法,通过使用CCD摄像机,实时获取焊接区图像,根据焊丝特征定位其在图像中的纵坐标,然后对图像进行剪切,移位并叠加,使焊丝特征与背景之间的差别得到强化并提取焊丝伸出长度信息,结果表明,该算法快速有效.在以上工作的基础上,设计了阶跃响应试验,对焊丝伸出长度受送丝速度的影响规律进行了辩识,得到了数学模型,为铝合金MIG焊接过程中焊丝伸出长度传感与控制奠定了基础.     

数控焊接变位机示教再现控制系统

叙述了数控焊接变位机示教再现控制系统的实现过程。利用工业控制计算机和单片机实现了示教盒、操纵杆和计算机键盘等三种示教装置，同时设计了一套包括程序控制指令、轨迹描述指令和I／O通讯指夸的数控焊接变位机控制指令系统。变位机工作时首先通过示教装置完成所有焊接位置的示教并存储各示教点的坐标。然后通过指令系统描述各示教点之问的运动关系和运动顺序，并通过指令控制I/O通讯接口协调变位机与自动焊设备或焊接机器人的配合，从而实现复杂焊件的变位和焊接。     

活性剂对镁合金交流A-TIG焊的影响

分别以单质Te,Ti和Si,氧化物SiO2,TiO2和V2O5,卤化物MnCl2,CdCl2和ZnF2作为表面活性剂进行了镁合金交流A-TIG焊,研究了活性剂对焊缝成形和组织的影响规律.Te粉,ZnF2和CdCl2都能明显增加熔深,其中Te粉使熔深达到传统TIG焊的1.6倍,焊缝深宽比达到0.43.Ti粉对焊缝熔深熔宽几乎没有影响.V2O5,SiO2,TiO2,MnCl2和Si粉都使得焊缝熔深熔宽减小.在三种明显增加熔深的活性剂中,Te粉和ZnF2都使得焊缝组织晶粒细化,而CdCl2使得焊缝组织晶粒略有粗化.结果表明,活性剂增加镁合金ATIG焊熔深主要与活性剂粒子和电子复合导致电弧收缩有关.     

工艺参数对异厚度铝合金激光拼焊板残余应力场的影响

采用小孔释放法检测异厚度铝合金激光拼焊后的残余应力场,分析残余应力产生的规律和原因,对比薄厚两板残余应力场的差异,分析激光功率、焊接速度、离焦量、添加粉末对残余应力场的影响.测量分析结果表明:异厚度铝合金激光拼焊残余应力场分布规律与普通熔焊方法相似,但分布区域较窄.对于不同的工艺参数,焊接功率越小、焊接速度越快、离焦量越大、不添加粉末时,残余应力场分布范围越窄.     

不锈钢活性激光焊工艺研究

以不锈钢SUS304作为试验对象,分别研究了焊接速度、散焦离焦量、激光功率和保护气体等工艺参数以及活性剂和活性元素硫对不锈钢YAG激光焊焊缝成形的影响.试验结果表明,各焊缝表面成形良好,焊接速度和激光功率能明显影响焊缝成形,散焦离焦量和保护气体种类对YAG激光焊焊缝成形的影响较小.与硫含量较低的情况相比,活性剂和活性元素硫含量较高的情况下均能使得焊缝熔宽发生明显收缩,随着热输入量增加,活性剂增加熔深的效果也越明显,表明活性剂对熔深的影响效果与焊接过程的热输入量有密切联系.     

用于铝合金MIG焊的机器人熔池视觉传感系统

建立了用于铝合金脉冲MIG焊熔池图像检测的机器人视觉传感系统。介绍了传感系统的光学参数应用窄带滤光的方法成功解决了强弧光干拢。通过大量试验，获取了清晰的焊接熔池区图像，并利用形态学方法获得了满意的熔池边缘图像，为进一步实现铝合金MIG焊接过程控制创造了条件。