一、基于虚拟技术的二阶系统动态特性时域测试仪的设计(论文文献综述)
李轰[1](2020)在《光幕阵列动态测试校准与补偿》文中提出在靶场测试方面,光幕阵列测试系统有着非常重要的作用。为了更有效地提高光幕阵列的测试精度,需要对光幕阵列进行有效的校准。传统的光幕阵列校准主要集中在结构参数上,而本文是从动态测试的角度聚焦光幕阵列的时域信号的校准。主要研究内容如下:1)分析了光幕阵列信号的产生过程及其校准的必要性。研究了光幕阵列以及相关动态测试的国内外发展现状,总结了目前光幕阵列校准方法的优缺点,分析了过幕信号的物理过程,指出了过幕通道的不一致会导致光幕阵列过幕信号触发时刻特征点在时间上的延迟,从而导致光幕阵列测量结果出现较大误差。2)研究了光幕传感器与过幕信号的特性,确定了校准方法实现方案。通过仿真分析过幕信号的时、频域,发现影响过幕信号失真和畸变最重要的是低通滤波器。分析了传感器的动态特性,确定了传感器产生误差的原因。并通过实际的电路图对一阶和二阶低通滤波器进行实例分析,讨论了现有过幕时间提取算法的优缺点。3)设计了脉冲校准原理的校准方案,并搭建仿真实验平台,将光幕的传递函数由不同校准成为相同。选取合适的校准信号并利用脉冲校准原理获得系统的传递函数,仿真实验验证了方法可行性。4)利用逆系统辨识原理对光幕传感器进行补偿,得到最初的光通量变化信号。采用粒子群算法实现了逆系统辨识,详细设计了基于粒子群算法的补偿系统,仿真试验验证了补偿效果。通过本论文的研究提高了光幕阵列过幕时间提取精度,提高了光幕阵列在外弹道飞行参数方面的测量精度,拓展了光幕阵列在靶场的应用范围,从而促进兵器试验测试水平的提高。
顾廷炜[2](2020)在《压电式压力电测系统校准及不确定度评定关键技术研究》文中进行了进一步梳理动态压力测量在武器系统性能评价中应用广泛,如枪炮的膛内压力测量、各类弹药的爆炸冲击波压力测量等。压电式传感器具有优秀的动态性能,因此针对这类动态压力测试对象,目前普遍采用压电式压力电测系统。然而,由于压电式压力电测系统低频特性较差,不宜采用静态校准,且不同测试对象对应的压电式压力电测系统中传感器的安装方式、所处的测试环境以及实测压力的波形特征均不相同,因此,需根据实际测试对象的特点,研制合适的压力校准装置,研究相应的准静态和动态压力校准技术,提出对应的工作特性参数和动态传递特性求取方法,以提高校准工作效率和压力校准精度。此外,对于压电式压力电测系统而言,不确定度是表征其测试结果质量好坏的重要指标,动态压力的时域瞬变性使得现有的静态不确定度计算方法已无法准确地衡量动态测试结果的好坏,因此,需开展准静态和动态校准条件下的压电式压力电测系统不确定度评定技术研究。基于上述考虑,本文以火药燃气压力、空中冲击波压力和水下冲击波压力等典型压电式压力电测系统为研究对象,基于动力学建模理论、BP神经网络、遗传算法、灰色理论和有限元仿真等方法,开展相关的校准技术、工作特性参数求取方法、动态修正方法和不确定度评定方法研究。论文的主要工作如下:(1)针对压电式压力电测系统存在的低频特性不佳、不宜采用静态标定的问题,研究了一种基于落锤装置的比对式准静态校准方法。通过分析压电式压力电测系统的电路特性,为准静态校准方法在降低静电泄漏,抑制输出漂移方面的有效性提供了理论依据;介绍了落锤装置的工作原理和比对式准静态校准方法,组建了标准压力监测系统,并分量程段进行了量值传递,量传结果表明,标准压力监测系统在高低两个量程段内均有着较高的压力监测精度;通过相关的比对式准静态校准试验求取了被校系统的灵敏度、非线性和重复性等工作特性参数,验证了比对式准静态校准工作特性参数求取方法的可行性。(2)针对传统比对式准静态校准方法存在的标准压力监测系统成本高、试验效率低等问题,提出了一种基于遗传神经网络(GABP)算法的校准装置参数配置及压力电测系统准静态校准方法。通过训练准静态校准试验样本数据,建立了落锤装置的工作参数与所产生的压力峰值和脉宽之间的数学模型,模型的压力峰值和脉宽预测误差分别低于0.7%和0.2%;基于GABP神经网络预测模型求取了被校压力电测系统的工作特性参数,求取结果与传统的比对式准静态校准方法相近,验证了该校准方法的可行性。(3)针对传统比对式准静态校准方法和基于遗传神经网络算法的准静态校准方法存在的不足,研究了一种基于自研力传感器的绝对式准静态校准方法。分析了力传感器安装连接方式所导致的预紧力、惯性力和动态性能下降对力值测量的影响,以现有落锤装置中的锤头结构作为弹性敏感元件研制了一种高精度应变式力传感器,通过理论研究、仿真分析和静动态校准试验,验证了力传感器的机械强度、抗弯性能和静动态特性均满足要求;通过分析影响压力校准精度的各个因素对力和压力的关系模型进行了研究,并提出了相应的参考压力峰值修正方法,修正后的压力峰值和参考压力峰值之间的误差不超过0.7%;基于绝对式准静态校准方法求取了被校系统的工作特性参数,求取结果与前文校准方法相近,验证了该校准方法的可行性。(4)针对空气和水下冲击波压力电测系统动态校准存在的问题,开展了基于空气激波管和预压水激波管的压力电测系统动态校准及动态补偿方法研究。通过有限元仿真分析了水下冲击波压力的传播规律、水激波管内平面波的形成规律以及水激波管内腔长度、静态预压值和炸药装药量等因素对冲击波压力的影响;组建了标准和被校压力电测系统,基于空气激波管和预压水激波管进行了动态压力校准试验,在此基础上对被校压力电测系统的动态传递特性进行了求取;对被校系统传递函数的数学模型进行系统辨识,并采取了相应的动态补偿措施,补偿后,被校系统的动态特性指标得到了改善,动态误差明显减少。(5)为了解决基于比对式、GABP模型和力传感器三种不同准静态校准方法的压力测量不确定度评定问题,分析了准静态校准中参考压力值和被校压力电测系统测量不确定度的影响因素,并基于传统的GUM方法、Monte Carlo法以及不确定度传播定律对典型火药燃气压力典型系统的不确定度进行了求取;针对压电式压力电测系统不确定度评定中存在的“以静代动”现象和小样本测量问题,提出了一种基于灰色理论和神经网络算法的动态测量不确定度评定方法,并运用该方法对典型空中和水下冲击波压力电测系统的动态不确定度进行了计算。
陈增瑞[3](2020)在《内弹道压力测试系统环境适应性校准技术研究》文中研究指明内弹道压力测试系统包括膛压测试系统与弹底压力测试系统,测试对象为身管武器发射时火药燃烧产生的膛压和作用于弹丸底部的弹底压力,其测量结果对于评估火炮设计与验证发射药性能有十分重要的意义。但是,由于内弹道压力设备的实际使用环境极其恶劣,理想实验室环境下的校准结果不能很好的满足实际使用环境的需求,因此提出了在模拟恶劣环境下进行校准的环境适应性校准技术,研制了用于模拟火炮内弹道环境的模拟膛压发生器,组建校准系统并对内弹道压力测试系统进行环境适应性校准,以保证测试系统在高温、高压、高冲击等实测恶劣条件下的工作可靠性和测试结果的准确性。本文针对环境适应性校准技术做了细致的研究,主要阐述了以下四方面的内容:首先详细研究了压力测试系统的脉冲校准原理和准静态校准准则等校准理论;基于恶劣环境中使用的仪器系统需在相似的恶劣环境中进行校准考核的考虑,提出环境适应性校准的方法,并分析火炮内弹道过程的环境因子。其次,针对现有静态校准设备校准效率不高与高压压力实现困难的问题,设计研发了基于一款螺纹杆推进加压原理的手摇式压力发生器,依托该设备对高压压力传感器和内弹道压力测试系统进行静态特性的研究。再次,对内弹道压力测试系统的环境适应性校准原理及校准技术进行研究,确定校准流程并对校准合理性进行充分论证,针对现有依传感器精度赋权的加权平均数据融合方法所存在的局限性,提出使用充分考虑测试数据统计规律的贝叶斯估计法对测量结果进行数据融合,开展试验验证数据融合方法的改进效果。最后对模拟膛压发生器的波形调节方法进行研究,从理论计算与仿真分析的角度对火药装药量、泄压膜片厚度与泄压膜片安装方向等变量对生成波形的影响进行定性分析,通过控制变量试验对分析结果进行定量验证,进一步对试验数据进行处理,归纳总结了各影响因素的经验公式,以此指导波形调节。
张永立[4](2019)在《冲击波场测试关键技术研究》文中提出本文主要研究如何获取枪、炮等武器发射时产生的冲击波及超压场分布,从而为评估毁伤、评价武器和对暴露于武器冲击波超压场中的人耳损伤与防护提供定量的规范化可靠数据。随着大威力新型压制型武器的设计定型,冲击波超压场测试存在诸多问题,例如大区域面积内测试系统的搭建及多通道数据的实时监控;低量程传感器的动态校准和补偿;噪声环境中的冲击波信号检测与提取;稀疏数据下的冲击波超压场建模等问题。针对以上问题,本文设计了基于LXI总线的分布式测试系统架构,提出了自适应压缩算法,建立了所有通道(64路)的大量数据实时监测机制,并在此基础上对传感器及冲击波信号进行了深入研究。通过实验、仿真及理论验证,本系统达到了大区域面积内冲击波超压场的所有通道同步采集及实时监控,实现了低信噪比下冲击波复杂信号的提取和超压场的高精度建模。本文主要研究内容如下:(1)传感器动态校准方面。本文提出了基于增广最小二乘算法的辨识方法对传感器建立高阶动态数学模型,通过零极点补偿拓宽传感器工作频带,修正了因压力传感器频响不足导致冲击波测试信号严重失真的问题。进而提出了基于烟花算法的动态补偿算法,改进适度函数,提高了校准精度,与基于粒子群算法的动态补偿效果进行对比,验证了算法的可行性和有效性。通过实验验证,经烟花算法动态补偿后的激波管校准信号超调量降低为7.83%,上升时间为17.5μs,满足了超调量≤10%,上升时间≤20μs的技术指标。(2)冲击波信号检测方面。本文提出了基于高阶谱幂律检测和双树复小波变换去噪的方法,通过高阶谱幂律检测器,分析不同信噪比和不同频率的冲击波信号,得到适合于冲击波信号的阈值判别门限,再经双树复小波变换,根据最大后验估计的软阈值去噪。通过仿真验证,该方法可检测并提取出淹没在噪声中冲击波信号(瞬态信噪比低于-10db),均方误差降低了1.13%。(3)冲击波超压场建模方面。本文提出了基于径向基函数插值的冲击波超压场建模方法,分别对爆炸、大口径武器和小口径武器三种不同类型冲击波超压场进行了建模。通过交叉验证,对比径向基函数插值算法、反距离加权插值算法、普通克里金插值算法、三次样条函数插值算法的冲击波建模效果,得出径向基函数插值算法效果最优的结论。并利用走时定位原理,采用径向基函数插值算法对某武器发射后36ms时间内的冲击波超压场进行建模,模拟了冲击波在中、远场的传播历程,为数值计算仿真冲击波中、远超压场提供了参考。
李哲[5](2019)在《数控刀架动静态及可靠性分析》文中提出数控刀架是数控机床中核心的功能部件,作为一个集多种刀具装夹、快速转换刀位和直接参与切削作业的装置,数控刀架的出现大大缩短了切削加工的辅助时间,可有效降低加工过程中带来的误差,刀架本身的性能会对机床整体水平的评判起到关键的作用。我国作为数控刀架产业的后起之秀,近些年持续加大对中高档数控刀架的投入和研究,我国刀架产品在取得了较大进步的同时也暴露出了诸多不足之处。本论文以一台国产新型高档数控刀架为研究对象,采用有限元仿真与动静态测试相结合的方法对刀架对动静态特性做出评估;针对刀架端齿盘螺栓连接可靠性进行了分析优化;对端齿盘疲劳强度及由啮合面磨损带来的精度退化问题进行了建模分析。本文的主要研究内容及成果归纳总结如下:(1)对刀架进行了动静态有限元分析,首先在三维软件SolidWorks中对刀架模型进行了必要的简化及装配。结合数控刀架本身的结构特性和工作特点,在HyperMesh中建立起刀架的有限元模型,在对刀架动态特性影响较大环节的处理上,本文对螺栓连接采取了等效粘接的建模方法,运用虚拟材料的方法对轴承连接进行了建模,把非线性连接做了等效线性处理,取得了较好的仿真效果。随后将有限元模型导入Abaqus中,对刀架进行了模态分析、谐响应分析及静刚度校核计算。通过对仿真结果的分析初步对刀架的动静态特性做出了评估,发现了刀架结构中较为薄弱的环节。(2)搭建了一套可保障刀架处于工作状态的动态测试平台,该平台包括一个数控中心一个液压站及两个可实现刀架不同状态约束载具。刀架在该平台内可实现转位换刀及液压锁紧功能,脱离机床床身独立安装。平台内的两种刀架载具,可以较为精准的实现刀架在不同约束状态下的模态分析。接着依托该动态测试平台,对刀架进行了自由模态和约束模态分析,获得了刀架的固有频率与固有振型等动力学参数。随后搭建了刀架静刚度测试平台,对刀架进行了切向静刚度测试,获得刀架的切向变形参数。在获得了上述实验参数之后与前文的有限元仿真结果进行了对标分析,分析结果验证了有限元仿真结果的准确性,印证了刀架结构中的薄弱环节。使我们对刀架的静动态特性有了全面深入的了解。(3)运用可靠性设计原理,建立了刀架子系统可靠性模型,结合生产加工的实际情况及对刀架进行的仿真测试结果分析了刀盘与端齿盘间螺栓连接对刀架整体可靠性的影响。并依据应力-强度干涉模型,对刀盘与内齿盘间螺栓连接可靠性进行了分析,基于分析结果对螺栓的公称直径、强度级别和螺栓组数目进行了优化,提高了刀盘螺栓连接处的可靠度。(4)针对端齿盘机构在刀架结构中的核心地位,对端齿盘疲劳强度和精度退化现象进行分析。将刀架模型导入疲劳分析软件Fe-Safe中,求解得到刀架端齿盘的疲劳寿命,由结果可以看出内齿盘的寿命较长。接着基于Archard模型对端齿盘啮合面进行磨损模型的建模,建立起啮合面磨损程度和刀架精度间的映射关系,分析得到刀架换刀次数与端齿盘精度退化之间的关系。该模型可对端齿盘啮合面间磨损的趋势及由磨损对刀架精度退化造成的影响进行预估。
韦星[6](2019)在《新型中频恒流型静电除尘电源的设计与研究》文中研究说明随着现代工业的不断发展,有效治理煤炭、化工等行业的烟尘排放已成为全球环境保护的重要课题。静电除尘系统作为工业粉尘治理的重要设备,可较好地实现工业现场细微粉尘颗粒的过滤及控制,其内部静电除尘电源的调控方式、输出性能及损耗特性对系统除尘效率有着显着影响。传统静电除尘电源存在着电压脉动高、动态响应速度慢及谐振损耗大等缺陷,而中频静电除尘电源因其安全性高、功率密度大、电能损耗小及改造成本低等特点,已成为各类静电除尘电源方案中的理想选择。本文以提高中频静电除尘系统除尘效率为目标,围绕新型中频恒流型静电除尘电源的静态特性、瞬态特性及损耗热特性进行深入研究。主要研究内容如下:1.给出新型中频静电除尘电源主电路拓扑及除尘器本体等效负载经验参数。对新型电源中单相全桥逆变器的中频PWM调制策略进行研究分类,同时考虑不同调制策略对系统电流谐波畸变因数及中频高压整流变压器额外损耗的影响,引入SPWM自然采样调制进行对比分析。根据新型除尘电源状态方程建立系统开环仿真模型,分析出不同调制策略下新型电源系统在输出特性、谐波特性及开关损耗特性上的静态特性指标差异,选用移相调制作为新型电源调制方式并引入功率开关管的软开关技术。2.根据移相调制下新型中频恒流型静电除尘电源的工作原理在复频域建立系统大信号模型。以系统最小动态响应误差平方积为目标引入全状态反馈控制,优先设计电流内环并等效为新功率级。根据控制对象及典型环节对系统瞬态特性的影响对系统调节补偿网络进行设计。建立系统闭环仿真模型,考虑电源起动过程、直流母线电压突升突降及等效负载突增突卸等工况,利用时域瞬态性能指标对系统瞬态特性进行分析,验证新型电源系统在大信号扰动下具有稳、准、快及抗干扰性强等瞬态性能。3.针对新型电源中母线电容器及中频整流变压器两类电阻性电能损耗进行分析,通过对母线电容器阻性纹波电压的解耦提出电容器ESR提取方法,并根据Dowell假设及空载试验对中频变压器绕组损耗及磁芯损耗进行解析。对逆变器开关管及高压整流管引起的半导体开关损耗进行研究,根据实际所选器件推得各类半导体开关总热损耗及总平均损耗功率表达式,并在Thermal Library中建立3D、2D损耗模型。实现了对新型电源在正常运行状态下,系统内部各模块电能损耗及热特性的仿真分析。4.在理论分析与仿真验证的基础上,对新型电源系统硬件架构及软件程序进行设计并制作实验样机。编写DSP-CPLD主控程序及火花保护程序,实现新型电源实验样机的闭环控制及保护策略。根据实验样机正常运行实验数据及闪络实验数据,结合计算公式解析结果验证了课题设计方案的可行性及合理性。
杨磊[7](2019)在《薄煤层采煤机摇臂动态特性分析及优化设计》文中研究指明摇臂是薄煤层采煤机的重要组件,在受到滚筒截割力冲击下会产生强烈的振动,导致组件的磨损或断裂,而滚筒在截煤过程中载荷是随机波动的,对摇臂的影响也是随机变化的。目前对摇臂的研究大多是静态分析及优化设计。其中隐含了很多的假设和简化,使得优化后模型的动态可靠性与实际应用存在较大的偏差,因此对薄煤层采煤机的动态特性分析以及动态优化设计具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以MG80/120-BWD薄煤层采煤机摇臂为对象,研究其运行过程的动态特性。并在此基础上进行了优化,通过仿真以及实验对优化后的摇臂的可靠性加以验证,取得了以下主要成果:(1)运用Matlab编写数学算法,得到截齿截割煤岩时的载荷属性,对滚筒受力情况进行了模拟运算得到实际工况下的随机载荷,为摇臂的动态特性分析提供了数据支撑;(2)运用ADAMS动力学软件,建立截割部的刚柔耦合模型,对摇臂进行动力学分析。找到了摇臂壳体应力最大的位置,输出应力的时程曲线,根据曲线的波动情况分析出了摇臂应力的变化规律;(3)针对摇臂壳体有限元模型仿真效率的提高,运用Hypermesh建立了摇臂壳体的六面体网格,将各级传动系统运用等效的质量点代替,其余支撑部分运用刚度弹簧代替,仿真效率得到了很好的提升;(4)运用ANSYS软件对摇臂壳体进行了拓扑优化,减少了摇臂壳体的质量,通过在输出端底部加筋板来保证其强度,从而改善第二阶模态频率,提高了摇臂壳体的刚度。对优化后的摇臂进行谐响应分析,其动态应力峰值明显降低,摇臂壳体一阶固有频率也得到了提升;(5)对优化后摇臂壳体进行振动实验,运用Matlab对时域信号进行处理提取了摇臂壳体的运行模态和空载状态下的位移响应,通过与优化模型仿真模态频率与位移响应进行对比误差相差很小,验证了优化模型的可靠性。该论文有图86幅,表11个,参考文献62篇
黄明[8](2019)在《亚秒级高精度角度计量转台关键技术研究》文中研究表明角度计量广泛应用于各类科技领域,随着技术发展,角度计量的精度要求越来越高。尤其是在高端装备研制过程中,圆分度的测量精度有从秒级向亚秒级延伸趋势。传统机械式的量块、量尺、分度盘等角度测量和校准工具早已不能满足现代科学技术和工业发展的需求,取而代之的是集光学、机械、电子、计算机等多学科尖端技术复合而成的新型角度计量平台。本研究针对亚秒级高精度角度计量转台的系统需求,对相应的支承及驱动等关键技术开展了深入的研究和探讨。首先,针对真空预载气浮支承的特殊结构,建立相应的数学模型,提出基于出流函数法的静压气浮轴承静态特性计算方法,有效地提高了静压气浮支承静态特性的计算效率。提出并使用刚度波动区间这一指标对转台的性能一致性进行了定量描述,研究了各项参数对承载力、刚度及刚度波动区间的影响规律,通过正交仿真的方法,以刚度及刚度波动区间为设计目标,对真空预载气浮支承的结构参数进行优选。其次,在静态特性分析的基础上,开展了真空预载气浮支承动态特性分析。基于小扰动法,分析了真空预载气浮轴承在受到微小扰动之后的动力学特性,对轴承的稳定性进行判定。研究了不同参数对真空预载气浮支承稳定性的影响规律,为设计真空预载气浮支承时避免不稳定状态提供了相应依据。然后,针对真空预载的气浮支承转台,为同时实现计量转台的大角度快速定位与极高的稳态精度,提出了一种基于扩张状态观测器的多模式控制策略:速度模式(AC)下以较快的速度运行到指定的目标位置;到达目标位置附近时,平滑过渡到另一种直接控制模式(DC),实现小范围内位置的精密调整。分析并辨识了转台的数学模型,设计了基于LESO的AC与DC控制算法,并基于Matlab对提出的多模式控制算法进行仿真。经实验对比分析得到:AC模式能以较快的速度运行到指定的目标位置。在到达目标位置附近时,切换到另一种控制模式DC模式,DC模式可以在小范围内对位置进行精密调整,最终实现转台的高稳态精度±0.003角秒。最后,基于上述研究,构建了亚秒级角度计量原型装置并搭建了圆分度误差测量系统;利用圆封闭原理和最小二乘原理分析了基于无实物基准的圆分度误差的测量算法;讨论了测试过程中环境、仪器及仪器安装误差对测量结果的影响及抑制方法;在构建的测量系统上进行了圆分度误差校准,将校准结果分别与中国计量科学研究院(NIM)、制造厂家的结果进行比对分析,验证了装置的亚秒级角度计量性能。
姚鹏[9](2018)在《机床进给系统刚柔耦合机电联合仿真及其模态参数识别》文中提出高精密、高速数控机床是装备核心产品,而滚珠丝杠进给系统由于其高刚度、高稳定性和高精度的优点,被广泛应用在数控机床领域。随着对加工零件的质量和精度要求的提高,对进给系统动静态性能也有较高的要求。进给系统是一个复杂的机电耦合系统,控制系统性能的优劣同样会影响系统的动态性能。本文从以下几个方面对机床进给系统进行研究。首先,基于集中质量法,建立进给系统集中质量模型,应用拉格朗日能量法建立系统动力学方程;利用吉村允孝法计算固定结合部法向刚度,基于赫兹接触理论,对丝杠螺母结合部和丝杠轴承结合部受力分析并计算其结合部刚度。在ANSYS中划分滚珠丝杠网格,分析其固有频率和振型,采用刚性区域法在丝杠上建立刚性区域并导出模态中性(MNF)文件。在ADAMS中用丝杠MNF文件替换刚性体丝杠,添加接触摩擦力,建立进给系统刚柔耦合模型,并对进给系统刚柔耦合模型低速爬行现象进行分析。其次,建立交流永磁同步电机d-q坐标系下数学模型,利用伺服系统三环控制结构,建立进给系统机电耦合三环PID控制模型,分别整定电流环、速度环、位置环控制器参数,得到较优的PID控制参数。针对机床进给系统中非线性摩擦力的影响,在机电联合仿真系统中施加Stribeck摩擦力矩,得到非线性摩擦力对伺服进给系统低速运动的影响,并且系统在跟踪正弦位移信号时速度响应出现过零畸变现象。最后,在Workbench中利用弹簧(Spring)单元模拟结合部刚度,进行模态仿真分析,仿真加工中工作台位置变化和负载质量变化,对进给系统进行模态参数计算。搭建进给系统实验平台,利用DEWEsoft动态测试仪进行模态实验,将进给系统实验固有频率与仿真结果进行对比,验证了仿真结果正确性以及结合部处理的合理性。针对进给系统参数辨识,通过动态测量实验得到进给系统不同驱动速度下的工作台速度和加速度,利用最小二乘法辨识系统在不同位置处刚度和阻尼参数。
张超[10](2017)在《太阳能微耕机动力特性及其控制系统研究》文中研究指明目前,在小马力微耕机上越来越多的使用电动机作为动力源,且与电动微耕机配套的电动农具使用越来越广泛,如电动水泵,电动树枝修剪机等。但目前电动微耕机蓄电池的容量阻碍了电动微耕机的续航能力,如使用太阳能电动微耕机,则能解决能量源这一问题。而在我国鲜有见到关于太阳能微耕机方面的研究。因此,深入研究太阳能微耕机驱动系统设计理论及其光伏控制器设计、太阳能微耕机驱动特性和驱动系统控制策略,对太阳能微耕机的研究与开发具有重要意义。本文基于太阳能微耕机的工作和驱动特性要求,结合当前国内外在电动微耕机驱动系统方面的研究现状,设计并制造了适用于太阳能微耕机的轮边驱动系统,在此基础上,研制了一种以毂电机为动力输入,锂电池组为主要能量源,光伏组件为辅助能量源的太阳能微耕机。所完成的工作和取得的结论归纳如下:1、太阳能微耕机驱动系统设计计算理论研究。根据太阳能微耕机的工作特性和作业特点,提出了一种轮边驱动太阳能微耕机驱动系统新方案,并给出了太阳能微耕机的动力性和经济性评价指标及计算公式,对太阳能微耕机驱动系统主要参数的设计进行了探讨,提出了设计计算方法,建立了太阳能微耕机主要部件的理论模型。以研制的太阳能微耕机为设计实例,在晴朗天气下,分析了太阳能微耕机的动力性和经济性。研究结果表明,太阳能微耕机在低速工作时能够提供犁耕作业所需的牵引力,微耕机可正常作业。微耕机在运输作业过程中能够保持较高的运输效率。当光伏组件水平放置时,太阳能微耕机通过光伏组件平均每天所能获得的能量最多的月份为六月份,最少为一月份。不同速度、质量、坡度下太阳能微耕机在水平运输、坡道运输、水平犁耕、坡道犁耕4种不同工况下,作业负荷越轻,全天累计作业时间越长;作业速度越快,全天累计作业时间越短;使用质量越大,全天累计作业时间越短;坡度越大,全天累计作业时间越短。2、太阳能微耕机动态特性仿真研究。运用多学科领域系统动力学仿真软件SimulationX和MATLAB,对太阳能微耕机各部件分别进行建模和参数设置,开发了太阳能微耕机仿真系统,对太阳能微耕机光伏组件动态特性和微耕机动力性能进行仿真分析,分别进行空载运输作业和犁耕作业仿真,同时设计了太阳能微耕机双轴优化控制方法,研究结果表明,太阳辐射强度和环境温度对太阳能微耕机光伏电池输出特性有一定影响;在相同时刻下会有一个倾斜角使太阳能微耕机接收太阳总辐射最大;在南京地区太阳能微耕机光伏组件全年各月对应的最佳倾角差异较大,太阳能微耕机光伏组件的倾斜角与方位角在不同地理位置对太阳能微耕机所能接收的太阳辐射强度有较大的影响,从而影响微耕机所能获得的能量;太阳能微耕机驱动扭矩仅随外部载荷的变化而变化。在匀速作业时,驱动扭矩恒定;当匀速犁耕作业时,不同的工作土壤条件下,太阳能微耕机各部件输出转矩有较大的差别,与太阳能微耕机进行空载运输作业时相比,各转矩均增大;太阳能微耕机总驱动力随着外载负荷的增大而增大,但在匀速行驶工作环境相同时,总驱动力恒定不变,而在加速或减速作业行驶时,总驱动力会有一定的波动;不同的负载和转速所对应的牵引效率有较大差别。3、提出太阳能微耕机光伏控制器的总体方案设计。包括控制器的硬件电路和软件控制算法两方面的设计,控制器硬件电路设计包括主控芯片的选择、采样模块设计、驱动模块设计和供电模块设计等;同时对系统软件进行了分模块设计,提出双向扰动观察法,进行最大功率追踪仿真,系统能够快速跟踪到最大功率点并稳定工作,验证算法的可行性和正确性。4、开发了太阳能微耕机驱动系统试验台。根据太阳能微耕机试验要求,对试验台中的各个传感器进行了标定,对磁粉制动器的控制电压-转矩特性进行了试验研究,同时根据太阳能微耕机试验台的需求开发了相应的测控系统。在模拟量控制模块中的电机模拟量控制采用手动控制和自动控制,其中手动控制包括定值阶跃控制和固定步长微调控制,自动控制包括采用变步长算法和增量式PI控制算法两种方法。可以根据试验的需求对电机进行不同的控制。磁粉制动器模拟量控制采用采用定值加载、阶跃加载、斜坡加载和正弦加载四种加载方法,方便在太阳能微耕机试验时,对驱动轮加载,模拟太阳能微耕机不同的工作环境。5、太阳能微耕机动态特性试验研究。试验研究包括太阳能微耕机充电试验研究、双轴优化追踪试验研究、太阳能微耕机动力特性试验研究和太阳能微耕机模拟作业试验研究。研究结果表明,一天内太阳辐射强度变化成近似正态分布,当光伏控制器开启时,光伏控制器能够较好的实现光伏电池组件最大功率点追踪。在充电过程中,锂电池组端电压逐渐的增大,充电起始阶段锂电池组端电压增长较为明显,充电过程中,光伏组件输出电流与锂电池组充电电流的变化趋势是一致的。锂电池组的充电电流与光伏电池组件输出电流成正比关系。当太阳能微耕机作业时,姿态发生变化,双轴跟踪系统可迅速做出响应,计算出修正优化角,对双轴舵机进行调节,修正优化角与实际响应角具有相同的变化趋势,但实际响应角要滞后0.1s,具有较好的跟随效果,使其时刻保持在最优角。左驱动轮和右驱动轮的行驶速度随着电油门踏板和加载转矩的变化具有相同的变化趋势。当驱动轮加载扭矩相同时,太阳能微耕机行驶速度随着电油门踏板开度增大而增大。当电油门踏板开度一定时,太阳能微耕机行驶速度随着驱动轮上负载的增加而降低。当电油门踏板开度不变时,驱动轮功率与负载转矩成正比关系,。当电油门踏板开度不变时,锂电池组电压与驱动轮负载扭矩成反比关系。当驱动轮负载扭矩不变时,锂电池组电压随着电油门踏板开度的增大成缓慢减小趋势。当电油门踏板开度不变时,电机电流与驱动轮负载扭矩成正比关系,电流随着驱动轮负载扭矩的增大而增大,且踏板开度越大,电流的增大越明显;在相同驱动轮转速和加载扭矩下,左驱动轮和右驱动轮牵引效率基本相同,具有相同的变化趋势。在牵引试验中,太阳能微耕机具有较好的牵引性能;在带负载启动试验中,在较大带载启动情况下,太阳能微耕机能够快速的启动,有较好的带负载启动能力。在突变载荷试验中,太阳能微耕机有较好的抵抗冲击载荷的能力。6、开发了太阳能微耕机驱动控制策略并进行了台架及样机试验。以LabVIEW为研究平台,开发了太阳能微耕机驱动控制策略,划分了太阳能微耕机驱动模式,建立了驱动模式判别和切换控制策略模型。结合太阳能微耕机驱动系统试验平台,对太阳能微耕机驱动系统控制策略进行了研究。台架试验结果表明,驱动系统在电油门踏板行程达到10%后,系统进入启动模式并对电油门踏板位置及变化率进行解析,驱动系统能够较好的解析驾驶员的启动意图,有较好的启动品质;田间作业模式下,驱动系统能够根据负载的变化调节驱动电机,驱动系统能够按照效率最佳曲线运行;运输作业模式下,驱动系统能够迅速做出响应并稳定在目标转速;能量限制模式下,驱动系统能够快速的做出响应并维持在额定功率的一半;在模式切换试验中,驱动系统能够在不同的环境中平顺的切换工作模式,具有较好的切换品质。样机试验结果表明,样机在田间作业模式下左右驱动轮转矩稳定在110N·m并有20N·m左右的波动,驱动轮实际转速根据目标转速变化进行相应调节,有较好的跟随效果;左右驱动系统在2s后将驱动系统效率控制在0.8左右。控制系统能够根据负载的变化自动调节驱动系统,使驱动系统能够适应负载的变化并在效率较高范围内稳定工作;样机在运输模式下驱动系统能够迅速做出相应并稳定在预设目标转速。通过本课题的研究,可以为太阳能微耕机驱动系统及控制系统开发提供理论依据和技术支持。
二、基于虚拟技术的二阶系统动态特性时域测试仪的设计(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于虚拟技术的二阶系统动态特性时域测试仪的设计(论文提纲范文)
(1)光幕阵列动态测试校准与补偿(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 动态测试在火炮膛压的应用 |
1.2.2 动态测试在冲击波的应用 |
1.2.3 动态测试在高速撞击的应用 |
1.2.4 动态测试在光幕阵列的应用 |
1.3 本文研究内容 |
2 光幕过幕信号特性分析 |
2.1 弹丸穿过光幕产生过幕信号 |
2.2 光幕信号处理电路分析 |
2.3 双V形六光幕阵列工作原理及过幕时间提取误差影响分析 |
2.3.1 X轴坐标误差分析 |
2.3.2 Y轴坐标误差分析 |
2.3.3 速度误差分析 |
2.3.4 方位角误差分析 |
2.3.5 俯仰角误差分析 |
2.4 过幕信号时域和频域特性 |
2.4.1 不同时宽的时域与频域特性 |
2.4.2 同一时宽、不同信噪比时域与频域特性 |
2.4.3 经过带通和高通滤波后的时域与频域特性 |
2.4.4 经过低通滤波后的时域与频域特性 |
2.5 本章小结 |
3 光幕动态模型与时间提取误差分析 |
3.1 光幕动态模型分析 |
3.1.1 光幕传感器动态模型 |
3.1.2 一阶传感器系统动态响应及动态性能指标 |
3.1.3 二阶传感器系统动态响应及动态性能指标 |
3.1.4 传感器动态响应误差 |
3.1.5 设计一阶低通滤波电路 |
3.1.6 设计二阶低通滤波电路 |
3.2 过幕时间提取算法分析 |
3.3 时间提取误差分析 |
3.4 本章小结 |
4 光幕阵列均衡补偿方法 |
4.1 光幕阵列校准原理 |
4.1.1 校准理论 |
4.1.2 配平校准理论 |
4.1.3 系统逆辨识校准理论 |
4.2 光幕阵列均衡校准实施方案 |
4.2.1 任意波形发生器选择 |
4.2.2 波形的编辑与生成 |
4.3 仿真验证 |
4.4 本章小结 |
5 粒子群算法设计 |
5.1 系统逆辨识原理 |
5.2 PSO算法原理 |
5.3 仿真验证 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
6.1 论文总结 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
致谢 |
(2)压电式压力电测系统校准及不确定度评定关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题的背景及意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 选题意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 压力校准方法研究现状 |
1.2.2 测量不确定度评定方法研究现状 |
1.3 现有研究存在的主要问题 |
1.4 论文的主要研究内容及章节安排 |
2 压电式压力电测系统比对式准静态校准方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 比对式准静态压力校准方法 |
2.2.1 压电式压力电测系统输出特性分析 |
2.2.2 准静态校准压力源概述 |
2.2.3 压力脉冲频谱特性分析 |
2.2.4 比对式压力校准量传途径分析 |
2.3 标准压力监测系统组建及其静态校准 |
2.3.1 标准压力监测系统组建 |
2.3.2 标准压力监测系统静态校准 |
2.3.3 标准压力监测系统工作特性参数求取 |
2.4 典型被校压力电测系统组建及其校准试验 |
2.4.1 典型被校压力电测系统组建 |
2.4.2 压电式压力电测系统静压加载试验 |
2.4.3 典型被校压力电测系统校准试验 |
2.5 基于准静态校准的工作特性参数求取方法研究 |
2.5.1 工作特性参数求取方法研究 |
2.5.2 典型被校压力电测系统工作特性参数求取 |
2.6 本章小结 |
3 基于GABP算法的压电式压力电测系统准静态校准方法研究 |
3.1 引言 |
3.2 神经网络算法概述及其优化方法研究 |
3.2.1 人工神经网络的概念及特点 |
3.2.2 神经网络算法优化方法研究 |
3.3 GABP神经网络预测模型研究 |
3.3.1 GABP神经网络预测模型的建立 |
3.3.2 GABP神经网络预测模型的训练 |
3.3.3 GABP神经网络预测模型的测试 |
3.3.4 GABP神经网络预测模型与BP神经网络模型的比较 |
3.3.5 GABP神经网络预测模型与多元非线性回归模型的比较 |
3.4 基于GABP神经网络预测模型的准静态压力校准实践 |
3.4.1 基于GABP模型的压力电测系统校准方法 |
3.4.2 基于GABP模型的压力电测系统工作特性参数求取 |
3.5 本章小结 |
4 压电式压力电测系统绝对式准静态校准方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 基于力传感器的压力电测系统绝对式校准原理 |
4.2.1 基于力传感器的压力校准原理 |
4.2.2 力传感器安装连接方式对力值测量的影响分析 |
4.3 力传感器安装连接方式对力值测量的影响试验研究 |
4.3.1 基于HBM力传感器的力值测量系统 |
4.3.2 基于HBM力传感器的压力校准试验 |
4.3.3 基于GABP算法的力值修正方法研究 |
4.3.4 基于HBM力传感器的压力校准局限性 |
4.4 专用力传感器设计与有限元仿真 |
4.4.1 专用力传感器设计 |
4.4.2 专用力传感器的理论研究和仿真分析 |
4.5 专用力传感器静动态特性分析 |
4.5.1 基于专用力传感器的力值测量系统 |
4.5.2 专用力传感器静态特性分析 |
4.5.3 专用力传感器动态特性分析 |
4.6 基于专用力传感器的力和压力关系模型研究 |
4.6.1 力和压力关系模型理论研究 |
4.6.2 压力校准精度影响因素分析 |
4.6.3 参考压力峰值修正方法研究及试验验证 |
4.7 基于专用力传感器的准静态压力校准实践 |
4.7.1 基于专用力传感器的压力电测系统校准方法 |
4.7.2 基于专用力传感器的压力电测系统工作特性参数求取 |
4.8 本章小结 |
5 压电式压力电测系统动态校准方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 基于空气激波管的动态压力校准方法 |
5.2.1 基于空气激波管的动态压力校准原理 |
5.2.2 典型空中冲击波压力电测系统组成 |
5.2.3 空中冲击波压力电测系统动态校准试验及传递特性求取 |
5.2.4 空中冲击波压力电测系统动态补偿方法研究 |
5.3 基于预压水激波管的动态压力校准原理 |
5.3.1 水下爆炸冲击波理论 |
5.3.2 预压水激波管动态压力校准装置 |
5.3.3 预压水激波管动态压力校准原理 |
5.4 水激波管爆炸冲击波压力场特性仿真研究 |
5.4.1 有限元仿真模型建立及其参数设置 |
5.4.2 水下爆炸冲击波压力传播规律研究 |
5.4.3 预压水激波管爆炸冲击波压力影响因素研究 |
5.5 水下冲击波压力电测系统动态传递特性求取方法研究 |
5.5.1 标准和被校压力电测系统组建 |
5.5.2 水下冲击波压力电测系统动态校准试验 |
5.5.3 压力电测系统动态特性影响因素分析 |
5.5.4 水下冲击波压力电测系统动态传递特性求取 |
5.6 水下冲击波压力电测系统动态补偿方法研究 |
5.7 本章小结 |
6 压电式压力电测系统不确定度评定方法研究 |
6.1 引言 |
6.2 基于准静态校准的压力测量不确定度影响因素分析 |
6.2.1 准静态压力校准系统组成 |
6.2.2 压力测量不确定度影响因素分析 |
6.3 基于准静态校准的压力电测系统测量不确定度评定 |
6.3.1 参考压力值测量不确定度评定 |
6.3.2 典型被校压力电测系统测量不确定度评定 |
6.4 基于水激波管动态校准的压力电测系统测量不确定度评定 |
6.4.1 水下冲击波压力电测系统测量不确定度影响因素分析 |
6.4.2 水下冲击波压力电测系统动态不确定度评定方法研究 |
6.4.3 水下冲击波压力电测系统动态测量不确定度评定 |
6.5 基于空气激波管动态校准的压力电测系统测量不确定度评定 |
6.5.1 空中冲击波压力电测系统测量不确定度影响因素分析 |
6.5.2 空中冲击波压力电测系统动态不确定度评定简析 |
6.6 本章小结 |
7 全文小结 |
7.1 论文主要工作及研究成果 |
7.2 论文的创新点 |
7.3 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(3)内弹道压力测试系统环境适应性校准技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题的背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 高压压力校准方法的国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 环境适应性校准技术研究现状 |
1.4 本课题的研究思路及研究内容 |
2 内弹道压力测试系统校准理论 |
2.1 动态压力测试系统的脉冲校准原理 |
2.1.1 压力校准的基本概念 |
2.1.2 压力校准动态激励信号的分析与选择 |
2.2 动态压力测试系统的准静态校准准则 |
2.3 环境适应性校准的提出与环境因子分析 |
2.3.1 环境适应性校准及环境因子的思想的提出 |
2.3.2 内弹道压力测试系统的环境因子分析 |
2.4 本章小结 |
3 内弹道压力测试系统的静态校准 |
3.1 静态校准的目的和实现方法 |
3.2 基于手摇式压力发生器的高压压力静态校准系统的设计 |
3.3 试验结果与分析 |
3.4 内弹道压力测试系统实施静态校准存在的问题 |
3.5 本章小节 |
4 环境适应性校准原理及校准技术 |
4.1 模拟膛压发生器 |
4.1.1 火炮的内弹道过程 |
4.1.2 模拟膛压发生器的设计方案 |
4.1.3 模拟膛压发生器生成波形与实测膛压波形时域上的差异性分析 |
4.2 环境适应性校准系统的组成及工作原理 |
4.3 环境适应性校准的合理性论证 |
4.4 环境适应性校准数据融合方法 |
4.4.1 现有融合方法的不足和解决方法 |
4.4.2 贝叶斯估计法的数据处理过程 |
4.5 试验结果与分析 |
4.6 本章小结 |
5 模拟膛压发生器波形调节方法的研究 |
5.1 发射药对模拟膛压波形的影响分析 |
5.1.1 装填密度与火药药力对最大膛压的影响 |
5.1.2 发射药种类与火药形状对压力上升时间的影响 |
5.2 泄压膜片对模拟膛压波形的影响研究 |
5.2.1 泄压膜片的结构设计 |
5.2.2 破膜压力估算与缺口的应力集中 |
5.2.3 泄压膜片的断裂模式与裂纹模式 |
5.2.4 线弹性断裂分析 |
5.3 破膜过程的有限元分析 |
5.4 试验与数据分析 |
5.4.1 装药量调整试验 |
5.4.2 泄压膜片调整试验 |
5.4.3 经验公式推导 |
5.5 本章小结 |
6 总结 |
6.1 全文总结 |
6.2 本文的创新点及不足 |
6.2.1 本文的创新点 |
6.2.2 本文的不足 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表论文及所取得的研究成果 |
致谢 |
(4)冲击波场测试关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 国内外现状 |
1.2.1 冲击波超压测试技术现状 |
1.2.2 传感器动态特性研究现状 |
1.2.3 冲击波信号处理研究现状 |
1.2.4 冲击波超压场建模研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 论文结构 |
第二章 传感器动态补偿 |
2.1 传感器辨识及补偿模型 |
2.1.1 辨识及补偿流程 |
2.1.2 校准设备 |
2.1.3 辨识模型 |
2.1.4 补偿模型 |
2.2 基于烟花算法的动态补偿算法 |
2.2.1 爆炸算子 |
2.2.2 变异因子 |
2.2.3 选择策略 |
2.2.4 适度函数改进 |
2.2.5 算法对比 |
2.3 动态补偿应用 |
2.3.1 数据预处理 |
2.3.2 模型辨识结果 |
2.3.3 动态补偿结果 |
2.4 小结 |
第三章 冲击波信号检测与提取 |
3.1 冲击波信号模型 |
3.1.1 信号带宽 |
3.1.2 信号完整性 |
3.2 冲击波信号检测 |
3.2.1 幂律检测器 |
3.2.2 高阶累积量谱 |
3.2.3 1-1/2 谱幂律检测器 |
3.3 冲击波信号提取 |
3.3.1 复小波原理 |
3.3.2 双树复小波原理 |
3.3.3 与小波对比优势 |
3.4 检测与提取分析 |
3.4.1 判别检测 |
3.4.2 信号提取 |
3.5 实测信号处理 |
3.6 小结 |
第四章 冲击波超压场建模 |
4.1 冲击波超压场分布特性 |
4.2 插值算法原理 |
4.2.1 反距离加权插值 |
4.2.2 克里金插值 |
4.2.3 径向基函数插值 |
4.2.4 三次样条函数插值 |
4.3 插值精度分析 |
4.3.1 误差评价 |
4.3.2 插值精度分析 |
4.4 小结 |
第五章 系统搭建与测试仿真 |
5.1 测试系统框架 |
5.1.1 硬件框架 |
5.1.2 软件框架 |
5.1.3 触发总线 |
5.1.4 数据传递 |
5.2 冲击波超压场测试 |
5.3 冲击波超压场仿真 |
5.3.1 绘制等压线 |
5.3.2 模拟场传播历程 |
5.4 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士期间的相关工作成果 |
(5)数控刀架动静态及可靠性分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.1.1 课题研究背景 |
1.1.2 课题研究意义 |
1.2 数控刀架产品发展现状及技术研究现状 |
1.2.1 国内外数控刀架产品发展现状 |
1.2.2 数控刀架技术研究现状 |
1.3 课题来源及本文主要研究工作 |
1.3.1 课题来源 |
1.3.2 课题研究内容 |
第二章 数控刀架动态仿真分析 |
2.1 数控刀架结构及工作原理 |
2.1.1 数控刀架的主要结构 |
2.1.2 端齿盘机构 |
2.1.3 数控刀架液压控制及工作原理简介 |
2.2 数控刀架动态仿真分析 |
2.2.1 模态分析有限元模型的建立 |
2.2.2 数控刀架自由模态分析 |
2.2.3 数控刀架约束模态分析 |
2.2.4 数控刀架谐响应分析 |
2.4 数控刀架静刚度校核计算 |
2.5 本章小结 |
第三章 数控刀架动态实验平台搭建及测试 |
3.1 刀架动态测试平台搭建 |
3.1.1 实验平台应具备的条件 |
3.1.2 平台配套的数控中心及液压系统 |
3.1.3 刀架安装载具 |
3.1.4 实验辅助装置 |
3.2 数控刀架的动态测试实验 |
3.2.1 模态理论及测试原理 |
3.2.2 刀架的动态测试 |
3.3 刀架的静刚度实验平台搭建及测试 |
3.3.1 测试方案及实验台搭建 |
3.3.2 静刚度实验步骤 |
3.3.3 数控刀架静刚度测试结果及数据处理 |
3.4 本章小结 |
第四章 数控刀架可靠性分析优化 |
4.1 机械可靠性设计原理 |
4.2 刀架结构的可靠性建模 |
4.2.1 刀架可靠性模型建立的目标及方法 |
4.2.2 刀架子系统的可靠性模型 |
4.3 基于应力-强度干涉模型的可靠度计算 |
4.3.1 可靠度表达式 |
4.3.2 服从几种分布的可靠度计算 |
4.4 基于可靠性计算的螺栓连接优化 |
4.4.1 优化对象与目标 |
4.4.2 可靠性优化条件 |
4.4.3 螺栓组数目优化 |
4.4.4 螺栓直径的优化 |
4.4.5 螺栓强度级别的优化 |
4.5 本章小结 |
第五章 数控刀架端齿盘疲劳强度及精度退化分析 |
5.1 端齿盘疲劳特性分析 |
5.1.1 线性疲劳累积损伤理论 |
5.1.2 数控刀架端齿盘疲劳寿命求解 |
5.2 端齿盘精度退化分析 |
5.2.1 磨损的特征和类型 |
5.2.2 黏着磨损机理 |
5.2.3 端齿盘磨损模型的建立 |
5.2.4 精度退化模型计算结果与运转试验结果的对照 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 创新性工作小结 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(6)新型中频恒流型静电除尘电源的设计与研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 静电除尘工作原理 |
1.3 课题研究意义 |
1.4 静电除尘电源研究现状 |
1.5 论文主要研究内容 |
第二章 中频静电除尘电源静态特性分析 |
2.1 中频静电除尘电源主电路拓扑 |
2.2 单相全桥逆变器调制策略 |
2.3 主电路工作原理 |
2.4 系统静态特性仿真分析 |
2.4.1 输出特性 |
2.4.2 谐波特性 |
2.4.3 软开关特性 |
2.5 本章小结 |
第三章 新型中频除尘电源瞬态特性分析 |
3.1 主电路瞬态大信号建模 |
3.2 调节系统频域设计 |
3.2.1 谐振恒流内环调节系统设计 |
3.2.2 输出电压外环调节系统设计 |
3.3 系统瞬态特性仿真分析 |
3.3.1 系统静态性能指标分析 |
3.3.2 系统动态性能指标分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 新型中频除尘电源损耗及热特性分析 |
4.1 直流母线滤波电容器电能损耗分析 |
4.1.1 直流母线滤波电容器损耗模型 |
4.1.2 直流母线滤波电容器ESR提取策略 |
4.2 中频静电除尘变压器电能损耗分析 |
4.2.1 中频变压器导线交流效应 |
4.2.2 中频变压器磁芯损耗 |
4.3 高压整流电路损耗分析 |
4.3.1 高压硅整流二极管损耗模型 |
4.3.2 高压硅整流二极管选型 |
4.4 逆变开关管电能损耗分析 |
4.4.1 逆变开关管损耗模型 |
4.4.2 逆变开关管选型 |
4.5 系统损耗及热特性仿真分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 系统样机设计及实验分析 |
5.1 系统硬件设计 |
5.1.1 DSP-CPLD主控构架设计 |
5.1.2 过流检测电路设计 |
5.1.3 保护电路设计 |
5.2 系统软件设计 |
5.3 实验分析 |
5.3.1 实验平台 |
5.3.2 运行实验分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文及成果 |
(7)薄煤层采煤机摇臂动态特性分析及优化设计(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外薄煤层采煤机发展现状 |
1.3 国内外摇臂研究动态 |
1.4 研究内容及技术路线 |
2 采煤机截割部模型建立及受力分析 |
2.1 采煤机摇臂简介 |
2.2 采煤机截割部三维实体建模 |
2.3 采煤机摇臂滚筒受力模型建立 |
2.4 本章小结 |
3 采煤机摇臂刚柔耦合动力学分析 |
3.1 ADAMS刚柔耦合动力学理论 |
3.2 采煤机摇臂刚性模型建立 |
3.3 仿真模型建立 |
3.4 ADAMS柔性件转化理论与意义 |
3.5 摇臂载荷施加与动力学仿真 |
3.6 本章小结 |
4 采煤机摇臂壳体动态特性分析 |
4.1 采煤机摇臂壳体模态分析 |
4.2 摇臂谐响应分析 |
4.3 摇臂壳体疲劳分析 |
4.4 摇臂振动分析 |
4.5 本章小结 |
5 摇臂壳体优化设计及实验验证 |
5.1 摇臂壳体拓扑优化及可靠性验证 |
5.2 摇臂振动测试实验台建立 |
5.3 运行模态提取方法 |
5.4 摇臂壳体运行模态实验验证 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(8)亚秒级高精度角度计量转台关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究背景及意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 亚秒级高精度角度计量转台研究现状 |
1.3.2 高精度角度计量转台关键技术:高精度气浮轴承分析设计方法研究现状 |
1.3.3 高精度角度计量转台关键技术:纳米级驱动定位控制方法研究现状 |
1.4 亚秒级高精度角度计量转台关键技术研究面临的问题 |
1.5 亚秒级角度计量转台总体方案 |
1.5.1 亚秒级精度对转台性能的需求分析 |
1.5.2 转台总体方案分析 |
1.5.3 支承系统设计 |
1.5.4 驱动系统设计 |
1.6 本文的研究内容及结构 |
第二章 基于真空预载的气浮轴承静态特性分析 |
2.1 引言 |
2.2 真空预载气浮轴承静力学模型 |
2.2.1 真空预载气浮轴承的原理及结构 |
2.2.2 真空预载气浮轴承静态分析模型 |
2.3 基于出流函数法的静力学模型求解 |
2.4 真空预载气浮轴承静态特性影响规律研究 |
2.4.1 真空度的影响 |
2.4.2 真空腔占比的影响 |
2.4.3 正压的影响 |
2.5 刚度波动区间分析 |
2.5.1 刚度波动区间定义 |
2.5.2 不同参数对刚度波动区间的影响分析 |
2.5.3 基于正交理论的轴承参数优选 |
2.6 真空预载气浮支承静态特性实验 |
2.6.1 静态特性测试系统 |
2.6.2 静态特性测试结果分析 |
2.7 小结 |
第三章 基于真空预载的气浮轴承动态特性分析 |
3.1 引言 |
3.2 真空预载气浮轴承动力学模型 |
3.3 基于小扰动法的动力学模型求解 |
3.3.1 压力分布方程线性化 |
3.3.2 动力学方程处理 |
3.3.3 流量平衡方程处理 |
3.3.4 动力学模型计算流程 |
3.4 计算结果分析 |
3.5 真空预载气浮轴承动态特性影响因素分析 |
3.5.1 不同参数对动态特性的影响规律 |
3.5.2 真空预载气浮支承稳定域分析 |
3.6 真空预载气浮支承动态特性实验 |
3.6.1 动态特性测试系统 |
3.6.2 动态特性测试结果分析 |
3.7 小结 |
第四章 角度计量转台的亚秒级高精度控制策略 |
4.1 引言 |
4.2 基于LESO的多模式组合控制策略 |
4.2.1 组合控制策略 |
4.2.2 数学模型分析与辨识 |
4.2.3 多模式切换控制算法 |
4.2.4 基于LESO的 AC模式控制器设计 |
4.2.5 基于LESO的 DC模式控制器设计 |
4.3 控制算法仿真 |
4.3.1 基于simulink的仿真模块 |
4.3.2 LESO对位置、速度及干扰的观测性能仿真分析 |
4.3.3 基于LESO的 AC模式控制性能仿真分析 |
4.3.4 基于LESO的 DC模式控制性能仿真分析 |
4.3.5 组合模式控制性能仿真分析 |
4.4 驱动性能实验与分析 |
4.4.1 实验伺服参数优化 |
4.4.2 LESO观测性能实验与分析 |
4.4.3 基于LESO的 AC模式控制实验与分析 |
4.4.4 基于LESO的 DC模式控制实验与分析 |
4.4.5 组合模式高精度控制实验与分析 |
4.5 小结 |
第五章 高精度角度计量转台集成与检测 |
5.1 引言 |
5.2 基于EDA方法的反馈系统设计 |
5.3 圆分度误差检测系统构建 |
5.3.1 圆分度误差检测原理 |
5.3.2 检测系统硬件构成与安装 |
5.3.3 检测系统逻辑及软件实现 |
5.4 检测误差影响因素分析及抑制策略 |
5.4.1 环境因素 |
5.4.2 安装因素 |
5.4.3 仪器因素 |
5.5 试验与验证 |
5.5.1 转台校准试验 |
5.5.2 不确定度评定 |
5.5.3 试验结果与比对 |
5.6 本转台的适用性及局限性 |
5.7 小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文工作总结 |
6.2 本文的创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
致谢 |
(9)机床进给系统刚柔耦合机电联合仿真及其模态参数识别(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 机床进给系统建模研究现状 |
1.2.2 非线性摩擦、运动副间隙等研究现状 |
1.2.3 伺服控制系统研究现状 |
1.2.4 机电联合仿真研究现状 |
1.3 本文主要研究内容 |
2 机床进给系统动力学建模与结合部参数计算 |
2.1 机床进给系统总体分析 |
2.2 基于集中质量法的进给系统动力学建模 |
2.3 机械结合部受力分析与参数计算 |
2.3.1 固定结合部刚度计算 |
2.3.2 滚动结合部刚度计算 |
2.4 本章小结 |
3 进给系统刚柔耦合建模 |
3.1 进给系统ADAMS动力学模型建立 |
3.1.1 进给系统虚拟样机三维模型的建立 |
3.1.2 系统虚拟样机ADAMS仿真模型 |
3.2 滚珠丝杠柔性化并导入ADAMS |
3.2.1 滚珠丝杠建模与网格划分 |
3.2.2 丝杠模态分析 |
3.2.3 模态中性文件生成 |
3.2.4 柔性体导入ADAMS |
3.2.5 摩擦力的处理 |
3.3 进给系统低速动力学仿真 |
3.3.1 不同驱动速度对爬行现象的影响 |
3.3.2 不同系统刚度对爬行现象的影响 |
3.3.3 不同系统阻尼对爬行现象的影响 |
3.3.4 不同摩擦系数对爬行现象的影响 |
3.4 抑制爬行现象的措施 |
3.5 本章小结 |
4 伺服进给系统机电联合仿真 |
4.1 ADAMS与 MATLAB联合仿真简介 |
4.2 基于SIMULINK的伺服控制系统建模 |
4.2.1 伺服系统三环控制结构 |
4.2.2 交流永磁同步电机建模 |
4.2.3 电流环建模与参数整定 |
4.2.4 速度环建模与参数整定 |
4.2.5 位置环建模与参数整定 |
4.3 考虑非线性摩擦对进给系统的影响 |
4.3.1 非线性摩擦模型建模 |
4.3.2 非线性摩擦力对进给系统影响分析 |
4.4 本章小结 |
5 机床进给系统模态参数识别 |
5.1 进给系统有限元模态分析 |
5.1.1 模态分析基本理论 |
5.1.2 材料属性定义与网格划分 |
5.1.3 结合部建模与系统边界条件设置 |
5.1.4 进给系统模态有限元仿真 |
5.2 进给系统动态特性影响因素分析 |
5.2.1 工作台位置对固有频率的影响仿真分析 |
5.2.2 工作台质量对固有频率的影响仿真分析 |
5.3 进给系统实验模态分析 |
5.3.1 实验平台建立 |
5.3.2 进给系统模态实验 |
5.3.3 模态实验结果分析 |
5.3.4 工作台位置对固有频率的影响实验分析 |
5.3.5 工作台质量对固有频率的影响实验分析 |
5.4 本章小结 |
6 机床进给系统动力学参数辨识 |
6.1 机床进给系统动力学模型 |
6.1.1 伺服电机输出力矩方程 |
6.1.2 滚珠丝杠副力矩方程 |
6.1.3 机床进给系统工作台振动模型 |
6.2 机床进给系统动力学参数辨识实验 |
6.3 进给系统等效刚度和等效阻尼参数辨识 |
6.4 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
(10)太阳能微耕机动力特性及其控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.1.1 太阳能在农业工程应用背景 |
1.1.2 课题研究的意义 |
1.2 太阳能电动车辆国内外研究动态 |
1.2.1 太阳能电动车研究现状 |
1.2.2 太阳能农用车辆研究现状 |
1.3 太阳能农用车电驱动系统论述 |
1.3.1 太阳能农用车电驱动结构形式 |
1.3.2 太阳能农用车辆驱动相关技术 |
1.4 课题研究主要内容和技术路线 |
参考文献 |
第二章 太阳能微耕机驱动系统设计理论研究 |
2.1 太阳能微耕机驱动系统结构设计 |
2.2 太阳能微耕机性能评价指标 |
2.2.1 动力性能评价指标 |
2.2.2 经济性能评价指标 |
2.3 太阳能微耕机驱动系统理论模型 |
2.3.1 光伏电池模型 |
2.3.2 光伏电池工作温度模型 |
2.3.3 太阳总辐射逐时化模型 |
2.3.4 蓄电池模型 |
2.3.5 电机模型 |
2.3.6 驱动轮模型 |
2.4 太阳能微耕机驱动系统参数设计 |
2.4.1 轮毂电机额定功率 |
2.4.2 减速器传动比的确定 |
2.4.3 蓄电池参数的确定 |
2.4.4 光伏电池功率确定 |
2.5 太阳能微耕机实例设计 |
2.5.1 主要参数的设计 |
2.5.2 计算结果分析 |
2.6 本章小结 |
参考文献 |
第三章 太阳能微耕机动态特性仿真研究 |
3.1 太阳能动力车辆仿真技术 |
3.2 太阳能微耕机仿真模型的建立 |
3.2.1 太阳辐射强度逐时化仿真模型 |
3.2.2 光伏组件仿真模型 |
3.2.3 光伏组件双轴追踪优化仿真模型 |
3.2.4 轮毂电机仿真模型 |
3.2.5 行星减速器仿真模型 |
3.2.6 车轮仿真模型 |
3.2.7 整机仿真模型[34] |
3.3 太阳能微耕机光伏电池动态特性仿真研究 |
3.3.1 环境因素对光伏电池输出特性的影响 |
3.3.2 太阳辐射强度的影响因素 |
3.3.3 光伏组件全天发电量分析 |
3.3.4 双轴追踪优化分析 |
3.4 太阳能微耕机动力性能仿真研究 |
3.4.1 空载运输工况仿真 |
3.4.2 犁耕作业工况仿真 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第四章 太阳能微耕机光伏控制器设计 |
4.1 太阳能微耕机光伏控制器总体设计 |
4.2 太阳能微耕机光伏控制器硬件设计与实现 |
4.2.1 光伏控制器PIC模块 |
4.2.2 DC-DC模块 |
4.2.3 检测模块 |
4.3 光伏控制器软件设计与实现 |
4.3.1 软件开发环境 |
4.3.2 光伏控制器软件程序设计 |
4.3.3 最大功率点跟踪算法设计与实现 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 太阳能微耕机试验台及测控系统设计 |
5.1 试验台总体设计 |
5.1.1 试验要求 |
5.1.2 试验方法 |
5.1.3 试验台结构设计 |
5.1.4 试验台模块划分 |
5.2 光伏组件模块设计 |
5.2.1 太阳辐射强度传感器 |
5.2.2 便携式太阳能电池测试仪 |
5.2.3 太阳辐射强度传感器标定 |
5.3 电机及其控制器测试模块设计 |
5.3.1 电流电压传感器 |
5.3.2 电流电压传感器标定 |
5.4 负载模拟模块设计 |
5.4.1 磁粉制动器 |
5.4.2 转矩特性试验 |
5.4.4 磁粉制动器控制器 |
5.5 数据采集输出模块设计 |
5.5.1 试验台待测物理量 |
5.5.2 传感器的选择及标定 |
5.5.3 数据采集设备的选择 |
5.6 太阳能微耕机试验台测控系统开发设计 |
5.6.1 参数设置模块 |
5.6.2 采集输出模块 |
5.6.3 数据处理模块 |
5.6.4 模拟量控制模块 |
5.6.5 显示存储模块 |
5.7 本章小结 |
参考文献 |
第六章 太阳能微耕机动态特性试验研究 |
6.1 太阳能微耕机充电试验研究 |
6.1.1 试验目的及设备 |
6.1.2 试验地情况 |
6.1.3 试验方案 |
6.1.4 试验结果与分析 |
6.2 太阳能微耕机双轴追踪优化系统试验研究 |
6.2.1 试验目的及设备 |
6.2.2 试验结果与分析 |
6.3 太阳能微耕机动力特性试验研究 |
6.3.1 试验目的及设备 |
6.3.2 试验方案 |
6.3.3 试验结果与分析 |
6.4 太阳能微耕机模拟作业试验研究 |
6.4.1 牵引性能模拟试验研究 |
6.4.2 带负载启动模拟试验研究 |
6.4.3 突加载荷模拟试验研究 |
6.5 本章小结 |
参考文献 |
第七章 太阳能微耕机驱动系统控制策略研究与试验 |
7.1 驱动模式识别及驱动切换策略 |
7.1.1 驱动模式识别 |
7.1.2 驱动模式切换策略 |
7.2 整机驱动控制策略设计 |
7.2.1 启动模式控制策略 |
7.2.2 田间作业模式控制策略 |
7.2.3 运输作业模式控制策略 |
7.2.4 能量限制模式控制策略 |
7.3 太阳能微耕机驱动系统控制策略台架试验与分析 |
7.3.1 试验目的与试验设备 |
7.3.2 试验结果与分析 |
7.4 太阳能微耕机驱动系统控制策略样机试验与分析 |
7.4.1 样机试验系统总体结构设计 |
7.4.2 样机驱动系统控制策略试验研究 |
7.5 本章小结 |
参考文献 |
第八章 结论与展望 |
8.1 研究结论 |
8.2 主要创新内容 |
8.3 后续研究建议及展望 |
附录A 太阳能微耕机试验台与样机试验 |
附录B 双轴追踪优化Matlab GUI与m文件程序 |
附录C 光伏控制器部分程序代码 |
致谢 |
博士研究生期间发表的论文 |
四、基于虚拟技术的二阶系统动态特性时域测试仪的设计(论文参考文献)
- [1]光幕阵列动态测试校准与补偿[D]. 李轰. 西安工业大学, 2020(04)
- [2]压电式压力电测系统校准及不确定度评定关键技术研究[D]. 顾廷炜. 南京理工大学, 2020(01)
- [3]内弹道压力测试系统环境适应性校准技术研究[D]. 陈增瑞. 中北大学, 2020(12)
- [4]冲击波场测试关键技术研究[D]. 张永立. 长春理工大学, 2019(01)
- [5]数控刀架动静态及可靠性分析[D]. 李哲. 东南大学, 2019(05)
- [6]新型中频恒流型静电除尘电源的设计与研究[D]. 韦星. 东南大学, 2019(06)
- [7]薄煤层采煤机摇臂动态特性分析及优化设计[D]. 杨磊. 辽宁工程技术大学, 2019(07)
- [8]亚秒级高精度角度计量转台关键技术研究[D]. 黄明. 上海交通大学, 2019(06)
- [9]机床进给系统刚柔耦合机电联合仿真及其模态参数识别[D]. 姚鹏. 西安理工大学, 2018(01)
- [10]太阳能微耕机动力特性及其控制系统研究[D]. 张超. 南京农业大学, 2017(07)