狭缝涂布理论建模与数值模拟

狭缝涂布是一种精密涂布技术,目前已经被广泛地应用在柔性电子、功能薄膜、平板显示器、微纳制造、印刷等众多领域.通过对狭缝涂布系统稳定流动后的涂布层进行纳维-斯托克斯方程理论分析,建立了上游和下游的流速、流量关系的理论模型,揭示了涂布层的流动机理,并通过对涂布过程的数值模拟,得到涂布开始后不同时刻流体的流动界面,阐述了基底运动速度对涂布层质量的影响规律.该研究为进一步提高狭缝涂布质量和效率,优化狭缝涂布的生产工艺奠定了理论基础.     

均匀设计试验方法及其在Ni-P-MoS2化学镀上的应用

均匀设计是基于试验点在整个试验范围内均匀散布的一种试验设计方法。介绍了该法的特点及其软件的基本功能与基本操作过程。从均匀设计试验方案的建立、试验结果的回归分析及优化、镀液最佳配方的试验验证3个方面介绍了均匀设计法在Ni-P-MoS2化学复合镀中的应用，并得到了最佳的Ni-P-MoS2化学复合镀液配方。该法应用于化学镀的工艺试验，简便可行。     

软碳负极材料锂电池在储能电站应用研究

为了分析软碳负极材料锂电池用作储能电池的优势,首先利用电化学工作站对单体电池基本动态性能进行实验测试,然后利用集装箱储能系统对储能电站工作特性进行实验测试。实验结果表明,单体电池在3C放电时,放电电压可以保持2.5 V以上,3C放电容量为37 611 mA·h,放电比率可以达到77.17%。电池充放电内阻相对较小,电池具有较高的充放电效率。储能电站电池模组在充放电过程中簇电压曲面平滑升降,电池的充入容量均值为50.45 A·h,标准差为0.75,放出的容量均值为49.60 A·h,标准差为0.82,各单体间温差较小,充放电温度变化一致性良好。因此,软碳负极材料锂电池单体具有优异的充放电性能,同时该电池串并联使用时一致性良好,满足作为储能电池的设计要求。     

激光光路控制电磁作动器的模糊PID控制特性分析

为了实时控制激光切割中激光焦点与辅助气体中轴线的相对位置,提出了一种模糊PID控制的电磁作动永磁复位式3自由度电磁作动器。介绍了电磁作动器结构,建立了相应系统数学模型。采用模糊PID控制算法以仿真与实验相结合的方式研究了电磁作动器的控制特性,并在PID控制器参数完全相同情况下,与传统PID控制算法的控制特性进行对比分析。仿真与实验结果表明：在x轴方向,与传统PID控制算法位置响应时间相比,仿真位置响应时间变化不大,实验位置响应时间减少1.50 s;在y轴方向,与传统PID控制算法位置响应时间相比,仿真位置响应时间减少0.48 s,实验位置响应时间减少1.88 s. 经过对模糊PID控制器参数的进一步优化,作动平台在x轴方向响应时间可达0.10 s. 与传统PID控制器相比,模糊PID控制器响应时间更短、响应速度更快。     

基于组合近似模型的GCHE连杆结构优化设计

缸间齿轮联动液压发动机是一种新型液压发动机,曲柄连杆机构是主运动部件之一。对连杆进行优化,以使其满足工程需要。基于Isight软件中的几种近似模型方法,采用组合近似模型的方法对连杆进行结构优化,优化后体积减小26.13%。经验证满足设计要求,优化结果合理。基于组合近似模型的方法对GCHE连杆结构进行优化设计后,能更好地得到输出响应值,得到最优解。     

可控磁路式永磁悬浮系统的串级控制

可控磁路式永磁悬浮系统具有强非线性、控制难度大等特点。根据该永磁悬浮系统的特点,设计了一种由角度环和位置环组成的串级控制器。利用该控制器对永磁悬浮系统进行位移外扰仿真和实验。实验结果表明应用该串级控制器,系统具有良好的鲁棒稳定性,当给系统一较小阶跃外扰时,系统可以在短时间内跟踪输入位移信号,达到新的稳定悬浮状态。     

磁阻发生装置设计及其在功率车中的应用研究

针对现有功率车在测试训练过程中由于踩踏速度的变化无法维持功率恒定的问题,设计了一种新型磁阻发生装置。 首 先,基于永磁同步电机的原理对磁阻装置基本结构进行设计,通过功率车的整体结构确定装置的基本结构尺寸,结合测试时所 需的最大功率确定电磁负荷,选择永磁体,再进行定转子的结构尺寸以及绕组连接形式设计,并确定径向气隙参数,最后,分析 了系统恒功率控制原理,并通过模糊 PID 控制与迭代学习控制(ILC)对系统恒功率控制效果进行了仿真与实验。 结果表明,新 型磁阻式功率车在踩踏速度在 60( ±10) r/ min 的范围内变化时,功率误差控制在±5 W 以内,可以接受。 采用新型磁阻发生装 置的功率车提高了恒功率控制效果,验证了其在维持恒功率方面的先进性。     

可变磁路式永磁悬浮系统的防跌落防吸附控制

永磁悬浮系统是一种典型的非线性系统,随着导磁体与悬浮物之间的气隙变化,控制特性发生变化,影响系统的稳定性。为防止外界干扰引起系统偏离平衡点时,悬浮物跌落或吸附到导磁体上,提出一种基于气隙变化的防跌落防吸附控制方法。在整个悬浮气隙内选取多点预设悬浮力,基于各设计点预设的悬浮力计算控制参数,并依据插值原理得到完整的防跌落防吸附控制律,有效补偿悬浮物运动时不均匀变化的悬浮力,提高系统的可控性,稳定性和鲁棒性。仿真和实验表明,防跌落防吸附控制方法能缓和冲击,提高防跌落性能,当外扰使气隙变大时悬浮力迅速变大,防止悬浮物跌落,当外扰使气隙变小时悬浮力迅速变小,防止悬浮物吸附于导磁体上。     

永磁悬浮技术的实现机理与发展现状

永磁悬浮技术利用磁体与磁体或铁磁体之间力的作用实现无接触支撑,具有无摩擦、低能耗等显著特点。随着稀土永磁材料的发展,具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积的永磁体大幅提高了系统的承载性能,国内外学者相继开展了永磁悬浮技术的研究工作。我国的稀土储量居世界首位,发展永磁悬浮技术具有天然优势和重要意义。首先,明晰了永磁悬浮技术的机理和特点;其次,系统性回顾了永磁被动悬浮和永磁主动悬浮技术的发展历史,并重点阐述了气隙调节式、磁阻调制式、磁源调整式三种永磁主动悬浮系统的磁路结构、悬浮特性及研究现状;再次,分析了磁路设计与优化、磁力精确建模、系统性能与控制方法等技术难点,并提出相应的解决策略;最后,展望了永磁悬浮技术在重力补偿器、轻载微型轴承、低频隔振等领域的未来应用前景及发展趋势。     

双永磁轮直线驱动装置的磁力特性仿真分析

双永磁轮非接触永磁力直线驱动装置是一种依靠永磁力进行长距离直线传动的磁力驱动装置。双永磁驱动轮与铁质导轨齿条之间没有直接的表面接触,通过控制伺服电机带动永磁驱动轮转动,依靠永磁体对铁质导轨齿条凸齿产生的磁力实现装置的直线驱动。首先,根据双永磁轮磁力驱动装置的结构建立磁力数学模型;其次,利用有限元方法对驱动装置的水平驱动力和竖直干扰力进行仿真分析,将仿真结果与单永磁轮驱动装置的仿真结果进行对比分析。对比分析的结果说明,双永磁轮非接触永磁力直线驱动装置不仅消除了纵向竖直干扰力的干扰,增大了驱动装置的水平驱动力,同时消除了驱动装置在驱动过程中的反向间隙,使导轨在水平方向受力平衡,大大提高了驱动装置的驱动效率。