基于Kriging算法的压气机健康参数主从式插值建模

针对航空燃气轮机压气机数字化建模过程中由于缺少压气机流量系数导致模型精度偏低的问题,基于Kriging插值算法构造了面向压气机流量系数估计的主从式建模方法,分析了高维空间下对应于不同压气机换算转速的流量系数分布特征;基于流量系数的特征提取方法探索了流量系数、换算转速、增压比之间的映射关系,并提出了关于这三类参数的多维样本向量构造方法;基于Kriging算法建立了适用于燃气轮机过渡工况下压气机流量系数主从式插值模型. 研究结果表明:与传统的Kriging插值方法及牛顿插值法相比,基于主从式模型的流量系数计算结果更接近实际值,计算精度提高了近10%;主模型可输出流量系数的估值向量,插值效率相比传统Kriging模型提高了近15%.      

汽油机恒转矩增转速瞬态工况燃烧特性的实验研究

针对汽油机瞬态工况所面临的某些问题,采用实验的手段,研究了汽油机恒转矩增转速瞬态工况下的燃烧过程.通过与稳态工况进行比较,对其示功图、平均指示压力、最高燃烧压力及其对应的曲轴转角、瞬时放热过程和累计放热过程等参数进行了分析,得出了汽油机恒转矩增转速瞬态工况下的燃烧特性.     

基于积分校正网络算法的直流电机调速控制研究

直流电机作为一种执行机构越来越广泛的应用在机电控制的各个领域。为提高直流电机的调速性和转速稳定性,将积分校正网络算法应用于直流电机控制器的设计,运用MAT-LAB的SIMULINK软件构建了直流电机调速控制系统,并进行了计算机仿真。仿真结果表明,控制系统具有较好的稳态性能与瞬态性能。     

Boost DC/DC的低压启动能力

为了准确预测Boost DC/DC低压启动能力,采用稳态分析方法,分析了电流负载、寄生参数、功率开关饱和电流及导通阻抗、开关频率、启动电路最低工作电压等因素对Boost DC/DC低压启动能力的影响,提出了预测Boost DC/DC恒流负载下最小启动电压的解析模型.将该模型应用于采用0.6μm CMOS工艺的Boost DC/DC设计中,模型计算结果相对HSPICE仿真结果的最大误差为4.5%.本模型可推广至恒定电阻负载的情况.     

气体燃料发动机空燃比的H∞控制

为了抑制外部扰动,改善空燃比控制精度,将H∞控制理论应用于气体燃料发动机空燃比控制系统中,通过对发动机空燃比控制系统的数学建模,进行H∞空燃比控制器的设计,然后对所设计出的H∞控制器进行仿真比较与实验测试。仿真与实验结果表明:H∞控制器能有效地提高系统的跟踪性、鲁棒稳定性与抗干扰能力,能改善稳定工况与过渡工况时发动机空燃比的控制精度。     

船舶主机调速器复合算法仿真

为了研究船舶主机在整个工作范围内的调速性能,进行全工况、多算法的调速系统建模与仿真,研制了主机数字调速仿真器,开发了主机调速、工况监测、安全保护等满足低速二冲程主机的所有调速任务,实验结果表明,主机数字调速仿真器能实现数字PID、非线性、模糊和神经网络PID多种算法.     

船用电子设备电磁兼容性设计

为满足中国船级社<电气电子产品型式认可试验指南>对船用电子设备电磁兼容性的要求,以船载航行数据记录仪为例,对机箱、内部部件、走线以及电路板等影响船用电子设备电磁兼容性的关键点进行了电磁兼容设计.该设备通过了电磁兼容测试.分析了这种基于经验法则的设计存在一定盲目性,提出今后还应进行基于建模仿真的电磁兼容性预测研究.     

基于支持向量机的发动机气路故障预诊断

为实现航空发动机气路故障在线预诊断,分析了地空数据链系统中发动机气路参数报文的协议格式,建立了基于支持向量机算法的发动机气路参数在线预测模型。以便携式地空数据链收发系统为硬件基础,构建发动机报文并行处理系统,获取建模所需的训练样本。利用最终误差预报准则确定样本数据嵌入维数,实现时序样本数据的相空间重构。提出自适应网格搜索法优化支持向量机建模参数,获得气路参数在线预测模型,与航路飞机建立地空数据链通信,预测气路参数趋势。预测结果表明:参数低压转子转速、高压转子转速、尾气温度与燃油流量的相对预测误差分别为2.5%、2.1%、1.9%与2.3%,因此,支持向量机模型具有较高预测精度。     

自然循环转强迫循环时反应堆功率瞬态特性研究

采用一套完整的仿真分析系统,研究了船用核动力装置一回路自然循环向强迫循环过渡时反应堆功率变化的瞬态特性.计算结果表明,初始反应堆功率水平对过渡过程有着重要的影响,较高的初始功率水平有可能威胁反应堆的安全.针对过渡过程中的潜在风险,提出了手动下插控制棒的人为干预措施.分析结果表明,该干预措施可以有效地改善过渡过程的安全性.     

基于AdaBoost算法的重型车辆侧翻预警研究

为有效解决复杂行驶工况下无法准确预测重型车辆侧翻的难题,设计了基于机器学习方法的自适应提升(AdaBoost)算法,实现了复杂行驶工况下重型车辆非绊倒型侧翻判据的实时准确计算.首先建立了基于重型车辆仿真模型与侧翻预警模型;其次,利用AdaBoost学习算法理论,设计了基于单层决策方法构建多个弱分类器的架构并对其进行了模拟训练与加权求和;最后,结合商业软件TruckSim?动力学软件,对比分析了双移线(DLC)与鱼钩(Fishhook)工况下重型车辆侧翻预警失效的侧翻效果.仿真结果表明:所设计的基于AdaBoost算法侧翻预警判据可在复杂行驶工况下有效预测重型车辆侧翻,且对应的测试集正确率比Logistic回归算法预测精度改善24.9％,且模型评估预测 ROC(receiver operation characteristic)曲线面积为0.958.     

基于MATLAB的增压发动机动态排放仿真模型研究

介绍了研究增压发动机动态排放问题的意义以及研究方法.采用了增压发动机动态性能模拟与稳态试验相结合的方法,建立了涡轮增压柴油机的准线性动态模型,利用稳态试验数据建立神经网络排放模型,提出了一种将2种模型结合起来在MATLAB/SIMULINK环境下的增压发动机动态排放预测仿真模型.     

大功率PEMFC空气系统电流跟随分段PID控制方法研究

为优化大功率燃料电池系统空压机控制效果,基于离心式空压机系统模型,提出了大功率质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)空气供给系统的电流跟随分段PID控制方法.该方法以离心式空压机响应特性为基础,以实际工作电流为跟随目标,在动态响应与稳态控制阶段采用不同的PID参数进行闭环控制,并进行了模拟仿真研究.最后,在实验室已有的150 kW燃料电池系统基础上的实验验证,模拟仿真与实验验证结果表明,仿真模型计算误差控制在5%以内,准确的反映了离心式空压机与空气供给系统的特性,所提出的大功率PEMFC空气供给系统的电流跟随分段PID控制方法不仅能够满足PEMFC电堆稳态控制要求,同时将动态响应时间缩短至3 s以内,控制效果良好.      

预喷式数控气动发动机的工作特性（英文）

为了解决传统气动发动机配气机构的密封问题,开发一种新型预喷式数控气动发动机,建立了它的热-动力学模型,模型由预喷气缸与工作气缸的热-流量方程和发动机的动力学方程组成,通过变参数动态仿真定量研究了预喷式数控气动发动机的工作过程与效率影响因素。研究结果表明：进气结束时预喷气缸的温度约为383.5 K,即预喷气缸期望控制压力...     

Robust intelligent control design for marine diesel engine

This work deals with the nonlinear control of a marine diesel engine by use of a robust intelligent control strategy based on cerebellar model articulation controller （CMAC）. A mathematical model of diesel engine propulsion system is presented. In order to increase the accuracy of dynamical speed, the mathematical model of engagement process based on the law of energy conservation is proposed. Then, a robust cerebellar model articulation controller is proposed for uncertain nonlinear systems. The concept of active disturbance rejection control （ADRC） is adopted so that the proposed controller has more robustness against uncertainties. Finally, the proposed controller is applied to engine speed control system. Both the model of the diesel engine propulsion system and of the control law are validated by a virtual detailed simulation environment. The prediction capability of the model and the control efficiency are clearly shown.     

船用柴油机相继增压蝶阀切换延迟仿真研究

采用合理的蝶阀切换延迟时间,可有效地防止相继增压柴油机在切换过程中出现喘振现象,保证切换过程的平稳过渡.基于有限容积法,建立了TBD234V12船用柴油机采用2台增压器相继增压的计算模型.通过仿真计算.分析了蝶阀切换延迟时间对柴油机运行状况的影响,并选定了适合该机的切换延迟时间,为相继增压系统的控制设计提供了理论依据.     

An Intelligent Response Surface Methodology for Modeling of Domain Level Constraints

An effective modeling method of domain level constraints in the constraint network for concurrent engineering （CE） was developed. The domain level constraints were analyzed and the framework of modeling of domain level constraints based on simulation and approximate technology was given. An intelligent response surface methodology （IRSM） was proposed, in which artificial intelligence technologies are introduced into the optimization process. The design of crank and connecting rod in the V6 engine as example was given to show the validity of the modeling method.     

Prediction Approach to Life on Wing for Civil Aeroengine

To reduce engine maintenance cost and support safe operation, a prediction method of engine life on wing was proposed. This method is a kind of regression model which is a function of the condition monitoring and failure data. Key causes of engine removals were analyzed, and the life limit due to performance deterioration was predicted by proportional hazards model. Then the scheduled removal causes were considered as constraints of engine life to predicte the final life on wing. Application of the proposed prediction method to the case of CF6-80C2A5 engine fleet in an airline proved its effectiveness.     

面向对象的虚拟FMS建模及加工仿真

为解决柔性制造系统中资源重组引起的布局问题,采用面向对象的建模方法建立了柔性制造系统的虚拟仿真系统.该虚拟仿真系统通过对制造系统中各设备进行几何和行为建模,建立虚拟设备模型;采用生产计划流建立车间布局方案和调度模型.通过仿真,不仅能验证加工代码的正确性,还能根据加工工艺仿真结果分析布局的合理性和可行性,并对布局进行优化.最后,对2种布局进行了仿真,结果表明所建立的仿真系统是可行和有效的.     

高斯过程回归短时交通流预测方法

已有的短时交通流预测方法均属于确定性预测,无法对预测的不确定性进行定量分析.针对上述问题,提出了一种基于高斯过程回归的短时交通流预测方法.通过该方法在对短时交通流进行预测的同时还可以得到预测的方差估计值,并依此可以确定预测值的95%置信区间.在仿真实例中,在相同条件下对所提方法与支持向量机预测方法进行比较.仿真结果表明,高斯过程回归短时交通流预测方法不仅与支持向量机预测方法具有相近的预测精度,其中均方根误差为12.09,绝对值误差为118.42,相对误差为17.32%,而且能够获得预测结果的方差估计值,从而有效实现短时交通流概率意义上的预测.