基于AMESim的筒盖系统建模与特性分析

筒盖系统的机械机构和液压系统的设计直接影响到潜载导弹的战术指标,开盖时间和开盖角度是筒盖系统的主要开盖特性。本文通过数值模拟揭示了筒盖系统的关键参数对开盖特性的影响规律,利用AMESim软件建立筒盖系统的仿真模型,得出电机转速、液压泵排量、溢流阀压力、筒盖质量、油缸行程等关键参数对开盖特性的影响规律,研究结果表明:液压系统允许的最大流量决定了筒盖系统的开盖时间,开盖过程中承受的负载受筒盖的重力和比例调速阀形成的背压共同决定,油缸的行程对开盖角度起到决定性作用,比例调速阀的额定流量与控制策略共同决定液压系统的最大流量。     

筒口气泡对发射筒盖影响数值计算与分析

针对发射筒盖因受力产生卸载而影响筒口气泡外形和筒盖受力的问题,采用VOF模型和动网格技术,建立筒盖三维轴对称模型和筒盖系统受力模型。在基于实测数据校验模型的基础上,计算并分析了筒口气泡对发射筒盖的影响,获取了不同速度条件下筒口气泡作用在筒盖上的载荷变化和运动变化特性数据。结果分析表明,在发射过程中由于筒口气泡演变,筒盖承受了相当程度的扰动,且受载方向存在周期性变化特性。研究方法及其结论可为筒口压力场预测以及筒盖设计提供有益的指导。     

基于ADAMS的水下扩展机构动力学仿真

为了分析水下扩展机构在不同驱动条件下的动态响应特性，本文建立了水下扩展机构的运动学模型和动力学模型，并利用ADAMS进行动力学仿真。通过仿真得到了水下扩展机构分别在恒速驱动与恒力驱动下，扩展臂的运动参数动态响应曲线，以及机构组成杆件运动副处的约束力随时间变化曲线。结果表明：在恒速驱动下，机构运动时间较长，到位时角速度较小机构能快速稳定；在恒力驱动下，机构动作较为平稳且运动时间短，但角加速度变化复杂，到位时角速度较大，到位后有震荡运动产生。本文的研究为后续驱动控制系统的设计提供理论基础，具有重要的工程实际价值。     

水下航行体垂直发射筒口压力场L/E耦合数值模拟

采用Lagrange结构网格和Euler流场网格(L/E)耦合的数值仿真方法,对潜射航行器出筒后筒口压力场进行三维数值仿真分析。计算模型考虑海水的横向来流和航行体出筒过程对筒口气泡脉动的影响。仿真计算获得了筒口压力场气泡脉动主要特征,试验与计算的2个主要压力波峰曲线形状基本一致。通过对比计算表明,考虑横向流作用可以有效减少筒口压力场计算偏差。本文的计算方法及结论可为发射筒口压力场分析提供有益指导。     

水下航行体垂直发射筒口压力场 L/E耦合数值模拟

采用 Lagrange 结构网格和 Euler 流场网格（L/E）耦合的数值仿真方法,对潜射航行器出筒后筒口压力场进行三维数值仿真分析。计算模型考虑海水的横向来流和航行体出筒过程对筒口气泡脉动的影响。仿真计算获得了筒口压力场气泡脉动主要特征,试验与计算的2个主要压力波峰曲线形状基本一致。通过对比计算表明,考虑横向流作用可以有效减少筒口压力场计算偏差。本文的计算方法及结论可为发射筒口压力场分析提供有益指导。     

某型导弹发射装置筒盖系统降载技术研究

通过分析筒盖系统模态和筒口压力场规律,得出筒盖系统最大载荷是由耦合共振引起的结论。根据该结论,提出了在筒盖锁定器与其连接支撑之间增加阻尼器的降载方案。经理论分析,该方案可大大降低筒盖系统在筒口压力场作用下的最大载荷。     

考虑可变刚度的CST齿轮传动刚柔耦合动力学研究

可控软启动齿轮传动系统的稳定运行能够有效保障船用电机启动的安全运行。为提高可变刚度对可控软启动齿轮传动性能的效果,以齿轮传动系统作为研究对象,应用ADAMS仿真软件建立刚柔耦合模型,并进行动力学特性分析。获得各级传动角速度曲线,将刚性体与柔性体角速度曲线进行对比,可以看出柔性化后曲线产生明显波动,刚柔耦合仿真结果与理论计算误差范围在5%以内,验证了模型的正确性。齿轮时变啮合刚度对传动系统的影响较大,通过改变不同的啮合刚度,齿轮啮合力波动明显,局部陡峭曲线的出现频率增加。     

考虑可变刚度的CST齿轮传动刚柔耦合动力学研究

可控软启动齿轮传动系统的稳定运行能够有效保障船用电机启动的安全运行.为提高可变刚度对可控软启动齿轮传动性能的效果,以齿轮传动系统作为研究对象,应用ADAMS仿真软件建立刚柔耦合模型,并进行动力学特性分析.获得各级传动角速度曲线,将刚性体与柔性体角速度曲线进行对比,可以看出柔性化后曲线产生明显波动,刚柔耦合仿真结果与理论计算误差范围在5%以内,验证了模型的正确性.齿轮时变啮合刚度对传动系统的影响较大,通过改变不同的啮合刚度,齿轮啮合力波动明显,局部陡峭曲线的出现频率增加.     

一种筒盖系统载荷计算方法

水下发射导弹时,筒口压力场是发射装置筒盖系统的主要外负荷,关系着筒盖的安全,因此计算筒盖上的最大载荷及力矩显得尤为重要.本文利用某型产品11发试验的实测数据,结合前期筒口压力场的研究成果,运用最小二乘法给出了计算筒盖最大载荷及最大载荷力矩的经验公式,能在导弹发射前一定程度上预示某型筒盖受到的最大载荷及最大载荷力矩.     

水下滑翔机的反步与反馈线性化控制对比研究

水下滑翔机是高阶非线性系统,传统的线性控制方法在滑翔机俯仰角大幅度转换过程中易出现调整时间变长,控制精度下降等问题。通过研究水下滑翔机动力学模型,在保留模型非线性特征的前提下,分别设计了基于反步法以及基于输入输出反馈线性化的水下滑翔机纵倾运动控制器。数值仿真表明,在俯仰角大范围转换动态过程中,2种方法均能实现滑翔机纵倾运动的控制,反步控制器更适宜用于俯仰角的控制,而输入输出反馈线性化对压载水囊质量的控制则更胜一筹。     

基于ADAMS的某舰炮供弹系统仿真研究

基于三维造型设计软件PRO/E建立了炮弹供弹系统的参数化模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中,在ADAMS中建立了炮弹供弹系统的虚拟样机模型.并对虚拟样机模型进行动力学仿真研究,得到了各级传动件的啮合力曲线.结果表明,在进行复杂机械系统仿真研究时,运用PRO/E三维复杂形体的参数化建模功能与ADAMS强大的机械系统仿真功能相结合,可方便、快捷、精确地建立系统仿真模型,能较好地解决复杂机构的运动学和动力学求解问题.     

考虑模型偏差和时变扰动的水下机器人轨迹跟踪控制

本文针对考虑模型不确定性和时变外界环境扰动的水下机器人轨迹跟踪问题展开研究。首先基于水下机器人水平面运动学和动力学方程,结合有限时间控制方法设计一个有限时间扰动观测器用于对总扰动进行实时估计。随后基于反步滑模控制完成带扰动观测器的轨迹跟踪控制律设计,并采用二阶滤波器对虚拟控制信号进行过滤,增设滤波补偿系统用于保证滤波信号的精度。选择高增益扰动观测器和传统反步滑模控制器分别作为扰动观测器和控制器的对比项。最后在Matlab Simulink平台中进行了轨迹跟踪仿真实验。仿真结果表明,所设计的扰动观测器能够对总扰动实现快速且准确的观测估计,且水下机器人能够对目标轨迹能实现较好的跟踪效果。本文所设计的控制器可以使水下机器人快速地跟踪上目标轨迹,且相较于传统反步滑模控制器有着更小的跟踪误差。     

提高某型导弹发射装置筒盖系统开盖平稳性研究

从分析某型弹道导弹发射装置筒盖系统开盖过程入手,分析了现有筒盖系绩的开盖平稳性,并给出了一套提高开盖平稳性的方法。     

舰艇机动性能的定量评定问题

当前的现代舰船使用经验表明，要对舰船操纵性进行全面评定，仅限于评定舰船的角速度与操舵角的关系，以及利用回转曲线的几何要素是不够的。提出了应引入既可以表征舰艇的操纵性，又可以表征机动性的通用新判据。列举了３般潜艇的角速度与时间，航向角与时间，以及角速度与航向角的变化曲线，提出了评价航向变化快慢可采用的两个指标。     

基于ADAMS的锥形筒体周向稳定性动态仿真分析

通过对滚轮中心角与锥形筒体单位质量圆周力的分析,从理论上对锥形筒体周向稳定性进行研究。根据锥齿轮传动原理利用UG三维建模软件与ADAMS动力学仿真软件的优势进行动态仿真,研究不同滚轮中心角与锥形筒体周向稳定性之间的关系,得出滚轮中心角与锥形筒体单位质量圆周力动态仿真曲线,通过对仿真结果的分析,得出保证筒体稳定运转的中心角范围。     

十二相同步发电机的电路模型及仿真

在十二相同步发电机基本数学模型的基础上,根据整流绕组各参数间的等值关系,推导出其磁链方程及等效电路,并基于MATLAB/simulink的仿真环境建立了该型发电机的仿真模型。该模型考虑了整流绕组之间互感不相等的情况,使其更符合实际。利用此模型可以更方便地研究十二相同步整流发电机系统的各项性能。最后通过实机试验检验了模型的正确性。     

欠驱动无人艇的全局时变反馈镇定控制

欠驱动水面船舶的镇定控制大多采用切换控制的方法,对该问题的研究普遍存在需要角速度持续激励的问题,时变控制可以有效解决该问题,但时变系统存在构造李雅普洛夫函数的困难,为此提出了一种时变状态变换,并基于反步法构造了该系统的李雅普洛夫函数,从而设计了一种全局时变反馈镇定控制器,取消了对初始条件角速度不能为零的约束。仿真结果验证了所提出方法的有效性。     

十二相不控整流发电机并联运行的建模与仿真

多相整流发电机因其直流供电品质高、可靠性高,在船舶电力推进中得到了越来越多的应用,整流发电机的并联运行对于提高船舶电力系统的容量和安全性具有重要意义。推导了十二相同步发电机的数学模型,在MATLAB/Simulink中建立了两台带不控整流的十二相同步发电机并联运行的仿真模型。探讨了两台并联运行发电机间功率分配的控制策略,设计了电压—电流下垂特性曲线和曲线截距的自动补偿,并将其应用到励磁控制系统中。通过仿真实验,验证了该控制系统的有效性。     

飞轮储能系统建模与仿真研究

为研究独立电力系统采用飞轮储能系统对大功率脉冲负载的供电性能,本文在分析了飞轮储能系统工作原理基础上,对飞轮储能系统建模与仿真开展了研究。采用了PSCAD/EMTDC软件搭建按照其实际组成搭建了SPWM控制的变流器及触发控制信号仿真模型,利用具有大转动惯量、小摩擦系数和小阻力转矩的负载模拟飞轮转子,建立了飞轮储能系统的全系统模型。通过对建立的模型进行仿真,给出了飞轮储能系统在储能状态、放能状态及两者之间的转换过渡时刻的转速、转矩、电流及母线直流电压响应曲线,深入分析表明,该仿真结果与理论完全一致,证明了飞轮储能负载的仿真模型是正确有效的。研究的相关结论可用于相关电力系统供电稳定性的仿真设计。     

反水雷装备系统维修性建模分析探讨

提出了反水雷武器装备系统的维修性建模的种类和建立模型的原则.论述了反水雷武器装备系统维修模型中的平均修复时间(MTTR)模型、系统维修时间与系统维修事件的维修时间的关系模型、维修事件的维修时间与相关维修活动时间的关系模型以及维修工时的数学模型4种模型.探讨了任务维修性模型的特点及其维修策略.