新型耐高压电涡流位移传感器的研究

常用的电涡流位移传感器线性范围小且不耐高压，因此不能应用于电液伺服阀的阀芯位置检测，而差动变压器式位移传感器的频响相对较低，本文提出一种高频响、耐高压电涡流位移传感器结构，理论仿真和实验结果表明：该位移传感器具有良好的线性度、重复性和较高的频响，适用于高性能电液伺服阀和比例阀的阀芯或短行程液压缸活塞的位置检测。     

一类耐高压电涡流位移传感器的温度补偿研究

电涡流传感器的温度漂移制约了其测试精度,因此需要给以温度补偿;理论分析出导致传感器温度漂移的主要原因在于线圈电阻的温度系数过大,因此提出采用无感线圈进行补偿的方法,并给出了设计实例;实验表明该方法在20～90℃温度范围内补偿效果良好,温度稳定性达到0.7%;该方法简单、有效且成本低,可扩展应用于其他类型电涡流传感器.     

垂直螺旋输送机输送特性及其参数优化研究

为了研究黏性物料(以潮湿的煤炭颗粒为例)在垂直螺旋输送机输送过程中的输送特性,以及以输送效率最大与叶片最大磨损深度最小的多目标优化问题,基于离散单元法(DEM)和非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ)的方法,研究了不同输送参数对螺旋输送特性的影响规律,并对垂直螺旋输送参数进行了优化。首先,基于DEM仿真研究了不同螺旋转速、螺距与间隙对垂直螺旋输送特性的影响;然后,对拟合后的回归模型进行了方差分析(ANOVA),并采用NSGA-Ⅱ算法对多目标模型进行了优化求解;最后,运用熵权法与灰色关联法对螺旋输送机进行了综合评价,确定了螺旋输送机的最佳输送参数。研究结果表明：煤炭平均质量流率随螺旋转速、螺距或者间隙的增加而增加,其影响程度顺序为：螺旋转速>螺距>间隙;叶片最大磨损深度随螺旋转速或者间隙的增加而增加,随螺距的增加而先减小后增加,其影响程度顺序为：螺旋转速>间隙>螺距;最佳垂直螺旋输送参数：螺旋转速n=360 r/min、螺距S=236.5 mm和间隙C=8.5 mm。以上研究成果可以为垂直螺旋输送特性的研究及设备优化提供一定的借鉴。     

气动模拟左心室建模和控制

体外模拟循环系统是心室辅助装置研发的重要测试平台。为了实现体外模拟循环系统中气动模拟左心室压力的控制,从密封容器腔气体压力和温度微分方程以及电比例阀节流口流量公式出发,建立了气动模拟左心室装置完整的数学模型,设计了基于双闭环反馈的模拟左心室压力控制器。控制器和模拟左心室模型在MATLAB/Simulink软件中进行了联合数值模拟。数值模拟的结果表明,模拟左心室压力控制误差小,验证了气动模拟左心室装置及其压力控制方法的可行性。     

高频动铁式电-机械转换器的研究

在对比分析动铁式电-机械转换器的结构性能基础上,提出了新型高频动铁式电-机械转换器的具体结构和实现方案。新型电-机械转换器采用π型衔铁、悬臂梁式弹簧、全桥磁路、单线圈等结构,具有结构简单、可靠、运动部件质量小、频响高等特点。通过动态数学模型进行了仿真分析,针对新型电-机械转换器频响高、输出位移较小的特点,采用简便实用的反射光测量方法,实验研究了其静态滞回特性和幅频响应特性。研究结果表明,高频动铁式π型电-机械转换器最大输出位移为±45μm,滞环小于6.5%,幅频宽可达1300 Hz。     

电磁铁力特性测试系统的研究

鉴于力特性是表征电磁铁性能的基本特性,基于力传感器和位移传感器等器件,提出了一种电磁铁力特性测试系统,介绍了其结构及原理,建立了测试系统模型,对测试系统误差进行了分析.通过试验研究了测试系统的动态系统误差,并对单向和双向两种特定结构的比例电磁铁的静动态力特性进行了测试.试验结果表明:该系统测试方便、测试结果准确可靠,适用于单向和双向电磁铁静动态力特性的测试.     

基于线阵CCD的新型微位移传感器的研究

常用的激光三角法微位移传感器适用于直线位移测量,不适用于微小角位移的动态测量.因此研制了一种新型的基于线阵CCD的微小角位移传感器,采用平行光斜射式激光三角法,由准直透镜、聚焦透镜及光栏等光学器件、高速线阵CCD及由CPLD、信号发生电路和采样保持电路等构成的实时信号处理电路组成,具有结构简单,线性度好,灵敏度高,测量频率高,分辨率高和实时性好等特点;介绍了其结构和工作原理,实验测试其特性,并将其应用于高频电-机械转换器动态特性的测量.研究表明该传感器的最大量程为0.2rad,分辨率为0.0002rad,最高测量频率为10 kHz,可应用于高频电-机械转换器等元件的微小角位移的特性的动态检测.     

黑油高压物性参数模拟方法及应用

高压物性参数是评价储层流体性质、计算储量、开发设计、预测油田动态及三次采油不可缺少的资料.根据工程热力学原理,建立了适用于油藏烃类气-液-固三相相平衡的热力学方程,模拟计算黑油高压物性参数,并确定了气、液、固各相逸度的计算方法.胶质和沥青质是复杂的混合物,其化学结构和物理化学性质目前尚不完全明了,其物性参数在一定范围内变化.通过改进原油特征化方法,根据胜利油区原油所含胶质和沥青质的综合实验数据,选取了其物性参数及临界性质参数.利用井流物组成模拟计算黑油油藏流体的泡点压力、气油比、地层原油密度和体积系数等参数.模拟计算的高压物性参数与实验数据的相对误差均小于5%,符合程度较高.     

基于GMA喷嘴挡板伺服阀的动态特性

提出基于GMA喷嘴挡板伺服阀的新结构,研制了GMM电－机械转换器及其喷嘴挡板伺服阀,分析其结构特点与需要解决的关键技术,建立动态数学模型。构建基于GMA喷嘴挡板伺服阀动态特性的试验系统,试验研究GMA喷嘴挡板伺服阀的阶跃和幅频响应特性,试验测得其阶跃响应上升时间为1 ms、幅频宽达680 Hz;将试验结果与仿真结果进行对比分析,两者基本吻合,论证动态数学模型的正确性。研究结果表明,用GMM设计新型电—机械转换器,可提高喷嘴挡板阀乃至整个电液伺服系统的频响和精度。     

基于遗传算法的发动机冷却液泵优化及数值模拟研究

针对某型号发动机冷却液泵建立扬程最大、效率最高、汽蚀余量最小的多目标优化数学模型。以扬程曲线无驼峰及叶轮参数为约束条件,利用多目标遗传算法对目标模型进行优化求解,获得全局最优解。运用Fluent仿真软件对优化前后冷却液泵内部流场进行数值模拟,结果表明:优化后叶轮内部压力分布更均匀,叶片间回流现象明显减少,能量损失降低;在额定工况下,优化后冷却液泵扬程提高0.86 m、效率提升6.6%、汽蚀余量降低0.09 m。仿真结果验证了该方法对发动机冷却液泵优化较有效,为冷却液泵的结构优化提供参考。