检索结果-内蒙古大学图书馆

系统工程与电子技术 2013年第7期35卷 1564-1570页

作者：徐永成李岳陈循国防科学技术大学机电工程与自动化学院装备综合保障技术重点实验室湖南长沙410073

针对国内外研究热点和难点——装备可靠性、维修性、保障性(reliability,maintainability and sup-portability,RMS)一体化设计,提出其中的瓶颈是RMS之间的强耦合机制及其设计知识流动控制问题。为此,分析、论证并提出了一种装备RMS一... 详细信息

针对国内外研究热点和难点——装备可靠性、维修性、保障性(reliability,maintainability and sup-portability,RMS)一体化设计,提出其中的瓶颈是RMS之间的强耦合机制及其设计知识流动控制问题。为此,分析、论证并提出了一种装备RMS一体化设计的创新研究方案:首先采用具有严格数学基础的图论方法———分层加权有向图进行RMS建模,以系统、科学、客观地刻画RMS强耦合关系;引入图书情报、管理工程中的知识流理论以实现RMS耦合设计知识的流动控制;采用模糊粗糙集理论以解决RMS不确定知识问题。可为装备RMS一体化设计理论的发展提供一种创新的、可行的参考思路。

关键词：可靠性维修性保障性一体化设计知识流耦合建模安全服役

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仿生机器鱼水动力学与机构动力学耦合建模研究

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西安交通大学学报 2022年第9期56卷 46-56页

作者：白发刚薛钢黄健堃刘延俊山东大学海洋研究院山东青岛266237 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室济南250061 山东大学机械工程国家级实验教学示范中心济南250061 山东大学机械工程学院济南250061

针对多关节仿生机器鱼自主游动过程的复杂动力学建模问题,利用中枢模式发生器产生机器鱼的关节驱动信号,采用细长体理论和Newton-Euler法建立了机器鱼水动力学和机构动力学耦合模型。将机器鱼物理模型的尾部关节角摆动规律作为动力学模... 详细信息

针对多关节仿生机器鱼自主游动过程的复杂动力学建模问题,利用中枢模式发生器产生机器鱼的关节驱动信号,采用细长体理论和Newton-Euler法建立了机器鱼水动力学和机构动力学耦合模型。将机器鱼物理模型的尾部关节角摆动规律作为动力学模型的运动输入,对比了数值仿真结果与物理模型实验结果,验证了耦合动力学模型的准确性。分析了机器鱼尾部关节间相位差、摆动角频率和摆动幅值对机器鱼游动性能的影响。结果表明:摆动角频率和最大摆动幅度在一定范围内与平均游速近似成正比,与头部稳定性成反比;相较于平均游速,头部稳定性对关节间相位差的变化更加敏感,较大的尾部关节间相位差能够获得更好的游动稳定性。相关结论可为进一步研究仿生机器鱼复杂轨迹跟踪问题提供前提和理论基础。

关键词：仿生机器鱼耦合建模 Newton-Euler法水动力学

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月球车与月壤交互作用的离散元-多体动力学耦合建模

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振动与冲击 2024年第4期43卷 239-249页

作者：徐鸿雷波刘锦阳上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

目前,对于散体颗粒物质与复杂机械系统的耦合作用研究,面临着跨尺度、计算规模庞大以及非光滑表面的接触检测困难等问题。为了探究月球车与月壤交互作用,首先对颗粒-多体耦合系统动力学建模与接触算法进行研究。分别用离散元方法(discre... 详细信息

目前,对于散体颗粒物质与复杂机械系统的耦合作用研究,面临着跨尺度、计算规模庞大以及非光滑表面的接触检测困难等问题。为了探究月球车与月壤交互作用,首先对颗粒-多体耦合系统动力学建模与接触算法进行研究。分别用离散元方法(discrete element method, DEM)和多体动力学(multibody dynamics, MBD)笛卡尔方法建立了散体球形颗粒和含约束多体系统的动力学模型,并基于Hertz-Mindlin模型计算颗粒与刚体的接触力,在此基础上给出顺序耦合策略,建立了离散元和多体耦合的动力学模型。针对月球车齿状车轮的非光滑表面与颗粒之间接触检测规模庞大的问题,提出了非光滑形状物体的分区域局部检测方法,降低了局部检测的规模。通过对比圆柱体冲击颗粒的试验和仿真结果,验证了离散元-多体耦合模型的准确性。在耦合动力学建模和接触算法研究的基础上,对具有齿状车轮的月球车在月壤上行驶过程进行动力学仿真,研究不同驱动参数下的系统动力学特性以及不同轮胎形状对行驶运动的影响,研究结果表明,交错形轮齿的月球车相较直齿形轮齿前进距离多14%,前进效率较高,该研究对月球车的设计具有理论指导意义。

关键词：离散元方法(DEM) 多体动力学(MBD) 月球车耦合建模高效接触检测

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发动机前端附件驱动系统-曲轴扭振系统耦合建模与曲轴扭振分析

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振动工程学报 2011年第5期24卷 505-513页

作者：王小莉上官文斌张少飞陈超华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

为了综合研究曲轴扭振与发动机前端附件驱动的系统(FEAD)的旋转振动,建立了发动机FEAD-曲轴扭振系统的耦合模型。两系统之间的连接是通过曲轴前端的扭转减振器。扭转减振器的惯量环可为驱动FEAD的皮带轮,或独立。利用建立的模型,计算系... 详细信息

为了综合研究曲轴扭振与发动机前端附件驱动的系统(FEAD)的旋转振动,建立了发动机FEAD-曲轴扭振系统的耦合模型。两系统之间的连接是通过曲轴前端的扭转减振器。扭转减振器的惯量环可为驱动FEAD的皮带轮,或独立。利用建立的模型,计算系统的固有特性,研究曲轴前端安装不同形式的扭转减振器时,FEAD对曲轴扭振的影响和FEAD的动态负载波动对曲轴扭振的影响。研究结果表明:FEAD与曲轴扭振系统之间存在振动耦合;发动机的低频激励不会激起曲轴扭振,但易激起FEAD的旋转振动;高频激励易同时激起FEAD和曲轴系统的共振;FEAD对曲轴扭振有一定的衰减作用;考虑FEAD、扭转减振器具有独立的惯量环时,曲轴系统的扭振较皮带轮兼做惯量环时曲轴的扭振要小。只有当FEAD的动态负载波动等于或大于发动机单缸激振力矩的最大值时,FEAD动态负载波动的增大将增大曲轴的扭振。

关键词：发动机前端附件驱动系统发动机曲轴扭振系统耦合建模曲轴扭振

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基于关联特性矩阵的电网信息物理系统耦合建模方法

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电力系统自动化 2018年第2期42卷 11-19页

作者：薛禹胜李满礼罗剑波倪明陈倩汤奕南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106 智能电网保护和运行控制国家重点实验室江苏省南京市211106 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

电网信息物理系统(电网CPS)中信息层和物理层的紧密耦合,使得信息或物理的失效都会对电网CPS的正常运行造成影响。文中提出了一种基于关联特性矩阵的电网CPS建模方法,对电力系统控制应用中信息流与能量流的复杂耦合关系和交互机理进行... 详细信息

电网信息物理系统(电网CPS)中信息层和物理层的紧密耦合,使得信息或物理的失效都会对电网CPS的正常运行造成影响。文中提出了一种基于关联特性矩阵的电网CPS建模方法,对电力系统控制应用中信息流与能量流的复杂耦合关系和交互机理进行梳理与建模。该方法首先对实际电网CPS逻辑进行梳理与抽象,得到电网CPS基本分析单元;然后,采用多元组定量描述信息节点、二次设备节点和通信节点的外特性,采用关联特性矩阵的方法定量描述电网CPS中物理层、二次设备层、通信层、信息层内部及其相互之间的逻辑关联关系及特性,形成完整的电网CPS耦合模型。最后,基于电网CPS模型对实际电网CPS应用系统进行分析,说明模型的使用方法,验证模型的合理性和有效性。

关键词：电网信息物理系统耦合建模关联特性矩阵智能电网

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高超声速运载器宽速域气动/推进耦合建模与分析

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浙江大学学报（工学版） 2019年第5期53卷 1006-1018页

作者：程锋张栋唐硕西北工业大学航天学院陕西西安710072 陕西省空天飞行器设计重点实验室陕西西安710072

为了满足吸气式高超声速运载器在初步设计阶段的宽速域模型需求,基于流线追踪和高超声速气动理论建立独立于构型的宽速域压力和摩擦力壁面分布气动模型;以准一维流理论为基础,建立包含边界层和跨声速特性的宽速域双模态超燃冲压发动机模... 详细信息

为了满足吸气式高超声速运载器在初步设计阶段的宽速域模型需求,基于流线追踪和高超声速气动理论建立独立于构型的宽速域压力和摩擦力壁面分布气动模型;以准一维流理论为基础,建立包含边界层和跨声速特性的宽速域双模态超燃冲压发动机模型.对于典型工况,2种模型的仿真结果与试验结果误差分别不大于2%、3%.在所建立模型的基础上,提出前体/进气道和后体/尾喷管力系的解耦/耦合策略,建立气动和推进学科的宽速域一体化耦合模型及仿真平台.针对某吸气式高超声速运载器的分析发现一体化设计的吸气式高超声速运载器存在严重的非线性气动/推进强耦合,认为所建立的耦合模型在精度满足一定要求的条件下能够定量/定性地评估气动/推进的耦合效应,有助于吸气式高超声速运载器的构型设计、地面仿真和控制研究.

关键词：高超声速运载器宽速域气动/推进一体化耦合建模灵敏度分析

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纯引力轨道验证质量辐射计效应与残余气体阻尼的耦合建模及分析

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中国科学：技术科学 2011年第6期41卷 717-724页

作者：刘红卫王兆魁张育林国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073 清华大学航天航空学院北京100084

纯引力轨道飞行器在精密导航、重力场测量以及基础科学研究等方面具有重要意义.内编队是用于高精度地球重力场测量的纯引力轨道飞行器,其中内卫星干扰力抑制是决定测量水平的关键因素之一.辐射计效应和残余气体阻尼都是内卫星受到的气... 详细信息

纯引力轨道飞行器在精密导航、重力场测量以及基础科学研究等方面具有重要意义.内编队是用于高精度地球重力场测量的纯引力轨道飞行器,其中内卫星干扰力抑制是决定测量水平的关键因素之一.辐射计效应和残余气体阻尼都是内卫星受到的气体分子干扰力,通过分析两者的作用机理,建立了内卫星辐射计效应和残余气体阻尼的耦合模型,该模型反映了内卫星受到的实际气体分子作用力,仿真结果证明辐射计效应和残余气体阻尼的耦合值随内卫星运动速度线性增加.通过分析可知,该耦合值与腔体平均压力和内卫星最大截面积成正比,与腔体平均温度的平方根成反比.

关键词：纯引力轨道验证质量辐射计效应残余气体阻尼耦合建模

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电力信息系统的耦合建模方法

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电力系统及其自动化学报 2021年第3期33卷 89-93页

作者：刘杉谭阳红赵枫帆李杰湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

考虑电力网和信息网的耦合,对建立电力信息系统模型具有重要意义。本文以IEEE9节点系统为例,首先分析系统的运行机理,描述信息网和电力网之间的数据闭环流动全过程。然后,利用矩阵描述系统内部数据传输结构,进而建立考虑电力网和信息网... 详细信息

考虑电力网和信息网的耦合,对建立电力信息系统模型具有重要意义。本文以IEEE9节点系统为例,首先分析系统的运行机理,描述信息网和电力网之间的数据闭环流动全过程。然后,利用矩阵描述系统内部数据传输结构,进而建立考虑电力网和信息网耦合关系的电力信息系统模型。最后,通过PowerFactory分析负荷变化时,该模型仍可保持节点电压稳定这一特点,验证了模型的准确性。

关键词：电力信息系统运行机理耦合建模

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一类复杂机电传动系统的耦合建模方法

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中南工业大学学报 2002年第6期33卷 632-636页

作者：贺建军喻寿益钟掘中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083 中南大学机电工程学院湖南长沙410083

针对一类由多个机电传动子系统组成的复杂机电系统提出了一种耦合建模方法,其步骤为:建立各子系统的数学模型;通过传动对象之间的耦合参数和物理量将各个子系统耦合起来,建立整个机电传动系统的数学模型;根据时间尺度原则,在保留原来系... 详细信息

针对一类由多个机电传动子系统组成的复杂机电系统提出了一种耦合建模方法,其步骤为:建立各子系统的数学模型;通过传动对象之间的耦合参数和物理量将各个子系统耦合起来,建立整个机电传动系统的数学模型;根据时间尺度原则,在保留原来系统模型的主导特征值和重要状态变量的前提下,对模型进行降阶处理,得到系统可实用的数学模型.此外,通过仿真实验,检验了所建模型的正确性和建模方法的可行性.实验结果表明:这种建模方法原理简单,易于实现,所建模型可用于系统特性分析、参数优化以及最优控制等.

关键词：复杂机电传动系统耦合建模轧机数学模型参数优化最优控制

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大功率燃料电池测试系统耦合建模及温湿度控制研究

大功率燃料电池测试系统耦合建模及温湿度控制研究

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作者：方明电子科技大学

学位级别：博士

氢能和燃料电池是未来可持续能源发展最有前景的方向之一,燃料电池测试系统作为共性技术研究与性能评测的核心设备,对燃料电池技术发展起着极大的推动作用。近年来,大功率质子交换膜燃料电池技术快速成熟,而相匹配的测试系统却存在测试... 详细信息

氢能和燃料电池是未来可持续能源发展最有前景的方向之一,燃料电池测试系统作为共性技术研究与性能评测的核心设备,对燃料电池技术发展起着极大的推动作用。近年来,大功率质子交换膜燃料电池技术快速成熟,而相匹配的测试系统却存在测试功率小、温湿度变量控制精度低、动态响应慢以及整体功耗高等问题,严重制约了燃料电池产品进一步商业化的实现。针对以上技术瓶颈,本论文将围绕燃料电池测试系统,采用“模块功能定义-耦合机理剖析-控制策略开发-台架应用验证”技术路线,结合有限时间热力学分析与化工反应过程控制理论,通过系统多模块多参数耦合机理解析、控制策略设计及运行条件优化,实现大功率燃料电池测试系统的高精度、低能耗运行,为燃料电池产品开发提供有力支撑。本论文的主要研究工作如下:1.搭建测试系统集总参数动态模型,为测试系统控制策略开发及优化分析提供支撑。首先基于燃料电池及相关模块运行机理,考虑测试系统内部模块多参数强耦合特性,完成供气及尾气处理模块、加湿模块和热管理模块等模块模型搭建;然后通过关联模块间的输入输出关系,解决模块端口物理变量连接及方向性问题,实现测试系统耦合模型的集成;最后搭建百千瓦级燃料电池测试系统实验台架完成模型验证。仿真与实验对比结果显示,测试系统电堆及温湿度性能最大误差均在4%内,该系统模型符合物理现实,能较好地反映出测试系统的性能特性。2.针对测试系统温度控制的大时滞、大惯性及非线性问题,设计一种基于水冷换热的自适应热管理控制策略,解决燃料电池在不同动态变化工况下的高精度双温控制问题。首先在测试系统热管理模块模型基础上,设计模糊PID控制算法,实现控制参数在线自整定,提高温度控制精度及稳定性;然后引入基于计算流量误差的电堆放热模型前馈补偿算法,改善温度动态响应特性;最后分析在不同测试工况变化场景下系统的温度性能特性。结果表明,该控制策略具有良好的自适应性与鲁棒性,相较传统PID控制算法控制效果更优,稳态温度的控制精度提高至±0.5℃,动态调整时间缩短为30 s,满足温度的稳定、快速及高精度控制要求。3.为实现测试系统湿度的快速响应控制,采用干湿气混合加湿方法,应用反馈线性化理论,实现非线性加湿模块中湿度良好的快速响应控制和干扰抑制。首先引入模块执行器动力学方程,构建加湿模块的动态控制方程;然后通过微分同胚映射,实现非线性加湿模块向完全能控的线性系统的转换,完成多输入-多输出参数间的解耦;最后在解耦系统的每个通道上,引入新的输入向量,设计一个前馈+反馈的2自由度控制器。仿真及实验结果显示,不同运行工况下,测试系统加湿模块可完成全域内的湿度快速响应控制且具有较高的精度跟踪,没有出现较大的振荡,实现了进气湿度±5%RH精度控制和10秒级快速响应。4.针对当前测试系统存在的能耗高效率低难题,基于有限时间热力学理论,完成大功率测试系统的性能优化评价及能量综合利用研究。在测试系统集总参数模型基础上,基于（火用）效率、（火用）损失、生态性能系数及生态分布参数,构建能源利用效率评价函数,分析不同运行负荷下系统能效特性分布,识别系统可避免性能损失和不可避免性能损失,优化部件匹配和筛选系统运行条件,探明温湿度不同控制策略对系统效率及功耗影响规律。研究表明:（火用）损失主要集中在燃料电池堆、加湿器、尾气排放和水冷热交换器等位置,燃料电池堆的性能的提高是优化测试系统的关键。在电流密度为1A/cm2运行条件下,采用本研究温湿度控制策略,可以大幅减小性能波动,能量综合利用测试系统相较当前系统（火用）损失可降低32.1%,能量效率提高34.9%。

关键词：质子交换膜燃料电池测试系统耦合建模温度控制湿度控制性能优化

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