基于T-S模糊模型的船舶柴油机动态辨识

考虑到船舶柴油机模型的非线性和负载的不确定性,用T-S(Takagi-Sugeno)模糊辨识方法建立了船舶柴油机的动态模型。采用模糊聚类简化了T-S模糊规则数的确定和前提中隶属度函数参数的生成,用加权最小二乘算法得出辨识结论中的线性参数。对船舶柴油机在稳态运行工况下作小偏差工况扰动实验,得到在油门尺度和负载变化下柴油机转速、涡轮增压器转速等输出数据,利用该数据建立了描述柴油机动态性能的T-S模糊模型。仿真结果表明,利用该算法能有效地辨识出柴油机转速、涡轮增压器转速、增压压力、空冷器压力等输出在小工况扰动下的变化模型。     

大小涡轮三级相继增压系统匹配规律研究

提出了大、小2个涡轮增压器的三级相继增压系统,并基于Simuengine建立了该增压系统的仿真模型,以D6114柴油机为基础对仿真模型进行了验证,仿真结果与试验结果能够较好地吻合;对提高平均有效压力的D6114柴油机进行了相继增压的仿真研究,结果表明,与两级相继增压系统相比,在中低转速时,三级相继增压系统的油耗明显降低,供气性能优于两级相继增压系统;对D6114柴油机应用三级相继增压时变转速和定转速情况下的切换规律进行了研究,研究表明,与变转速切换规律相比,在切换点附近,固定转速的切换规律油耗升高不大,故可以应用固定转速切换规律。     

柴油机燃用B20生物柴油的性能优化

研究某柴油机燃用20%生物柴油-柴油混合燃料,通过改变预喷油量和增压压力,进行该机型经济性和排放性的优化.采用拉丁超立方法分别对稳态循环试验低、中转速下低、中、高和全负荷共计8个工况点设计试验方案,对各工况样本点进行仿真计算.搭建试验因子和响应变量模型,完成基于模型的遗传优化.优化结果表明:优化预喷油量和增压压力,可使NO_x平均降低17.2%,燃油消耗率平均下降4.2%,soot略有升高.     

大型低速船舶柴油机建模与仿真研究

运用容积法建立了某大型低速柴油机的数学模型,对其气缸内热力过程、涡轮增压器系统、进排气系统进行了仿真,得到了不同工况下的工作参数,如缸内排温、最高爆发压力、平均指示压力和扫气压力等,其仿真数据与台架试验数据较吻合。     

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LabVIEW软件的电动液压助力转向台架测控系统设计

针对电动液压助力转向试验台架的功能要求,利用LabVIEW软件与通用数据采集卡设计了台架测控系统。该系统综合运用数据采集卡及串口数据通信功能,在对方向盘转角、转矩及液压缸压力数据采集的基础上,通过与电动液压泵控制器的数据通信实现了对电动液压泵转速、电流数据的接收及电机目标控制转速命令的发送,较好地模拟了电动液压变助力转向系统的工况。试验运行表明:系统能有效控制电动液压泵的运行及实现试验数据的采集,各项功能正常运行,达到了设计目标。     

对EQ6100发动机变参数模拟计算的探讨

本文建立了汽油机工作过程的准维预测模型,其中包括热力学子模型、紊流火焰传播子模型,燃烧室几何子模型及排放子模型等.为了验证模型的计算准确性,本文实测EQ6100发动机在外特性工况下的各种性能参数,并与计算值进行对比,结果表明它们有较高的吻合性.在此基础上对该发动机进行改变压缩比、转速等8个变参数预测计算,获得了各参数的变化对发动机性能指标的影响趋势大小。     

船舶尾轴可控式机械密封变工况性能试验研究

围绕研究变工况机械密封端面的热力学特性以及密封能力这一目标,进行船舶尾轴可控式机械密封模拟试验台架的设计,包括对密封试验台、介质加压装置、密封环端面温度测试系统、摩擦转矩测试系统、泄漏量测试系统和弹簧比压测试系统等装置的研制.并通过模拟试验,得到在不同工况下,转速、弹簧比压、介质压力对机械密封的端面温度、泄漏量、摩擦转矩的影响规律.     

船用大型压气机质量流量分区域建模方法

针对查表法外推能力不可靠以及采用单一曲线拟合法时在压气机不同工作区域的预测与外推精度不一致的问题, 提出了一种船用大型压气机质量流量分区域建模方法; 通过定义区域划分函数, 将压气机整个工作区域划分为设计工况区、低转速区、高转速区与低压比区, 通过对比与分析经典的和近年提出的压气机质量流量数学模型的预测和外推精度, 为每个区域选择精度最高的数学模型; 为防止在动态仿真过程中当压气机运行点由其他区进入低压比区时可能出现的不连续间断点, 应用一种曲线融合方法来保证等转速线的平滑过渡; 为验证所提出的建模方法的正确性与有效性, 将其应用于一台船用大型低速二冲程柴油机仿真模型中开展稳态与瞬态仿真试验。研究结果表明: 相比查表法, 提出的建模方法可有效提升主机仿真模型增压器转速的稳态预测精度, 平均绝对百分误差由3.54%下降至0.61%, 在改变主机转速与负载这2种瞬态工况下, 压气机的运行点可平稳、连续地由设计工况区过渡至非设计工况区; 提出的建模方法既能准确预测压气机设计工况区内的已有样本数据点, 又能合理、稳健地外推至非设计工况区, 既可直接应用于涡轮增压发动机的动态仿真研究中, 也可用于离线生成压气机在全工况范围内的性能图谱, 进而应用于商业发动机性能仿真软件中。      

发动机转速传感器测控平台设计

设计了一种新的发动机转速传感器测控平台。该平台主要包括DSP系统板、磁电式转速传感器、发动机转速工况模拟装置、汽车转速仪表以及上位机。介绍了器件选型及硬件设计过程,分析了汽车仪表转速系数修正与标定、转速信号频率测量及系统测控流程。测试结果表明:该平台人机界面友好,操作简单方便,转速传感器信号测量准确可靠,模拟工况控制快速平稳。     

超大航深涡轮发动机系统的闭环控制

开式循环涡轮发动机系统由于其高工作性能、便于实现而在高速自主式水下航行器中得到广泛应用,但是该系统在大排气压强、低速运行时呈现出不稳定特性,使得控制系统的设计变得困难。为此建立了超大航深涡轮发动机系统的闭环控制数学模型,充分利用系统执行结构以及燃烧室压强的小惯性特征,以针对推进剂秒耗量进行控制律的设计取代通常的针对变量燃料泵排量的控制律设计。仿真结果表明闭环控制系统响应无超调,上升时间小于8S,控制品质良好,控制算法简单,主要参数可变动幅度为30％,鲁棒性强,控制系统整定容易,便于工程应用。     

柴油发动机涡轮增压相关技术分析

涡轮增压技术不仅可以改善柴油发动机的动力性及燃油经济性，还可以减小噪声，提高发动机效率。基于涡轮增压的技术基础，对其结构和原理进行介绍，并给出其设计方法，对其主要特性进行总结，对于柴油发动机技术的改进具有较好的参考价值。     

基于模糊滑模控制的永磁同步液压电机泵变速控制的研究

提出一种永磁同步液压电机泵模型,即把永磁同步电机转子作为液压泵缸体,以进一步提高液压传动的整机效率．通过控制电机转速直接调节泵的输出流量,使电机泵提供的功率与负载匹配,从根本上提高液压调速系统的效率．同时建立了该液压电机泵变速控制系统的数学模型．针对永磁同步电机非线性、多变量、强耦合的特点,将模糊和滑模控制理论运用到永磁同步电机直接转矩控制中,以提高系统的鲁棒性和快速性．对转速阶跃变化进行仿真研究,仿真结果表明该策略具有良好的鲁棒性和快速性．     

基于PI控制器的船舶加速过程负荷控制

在Matlab/Simulink软件中建立了某"柴-燃"联合推进系统仿真模型,利用实船试航数据对模型的准确性进行了验证,对现行的加速过程控制方法进行了仿真和机动性评估.针对应急加速过程中主机严重超负荷、正常加速时主机功率冗余过大及机动性差的问题,提出了用PI控制器设计加速过程"机-桨"联合控制的方法.该方法用主机的功率冗余量作为控制器的输入,对加速过程中主机的转速和螺距的增加率进行调控.研究结果表明,使用该方法对加速过程进行控制时,避免了主机超负荷工作,且航速增加率比现行控制方法的航速增加率提高了近70%.      

舰用高压共轨柴油机燃烧与排放的仿真计算

利用高速闪光摄影技术，对高压喷射喷雾体空间发展规律进行了试验分析，提出了一个计算高压喷射喷雾体发展的数学公式．在正确描述高压燃油喷雾的基础上，建立了一个能预测高压共轨柴油机性能和排放的准维燃烧模型．此模型改进了燃油喷射模型以及碳烟的生成与氧化模型，考虑了燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热，由此对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算，计算与试验结果对比分析表明，改进后的燃烧与排放模型能够较好地反映缸内各区的燃烧与排放情况．     

Design and Parametric Investigation of Horizontal Axis Wind Turbine

This research focuses on design and calculations for the horizontal axis wind turbine to fulfill energy demands at small scales in Pakistan. This is the design to produce about 5 kilowatts of electricity to share the load of average home appliances. Area chosen for this research is Pasni, Balochistan in Pakistan to build the wind turbine for electricity. Design values are approximated by appropriate formulas of wind energy design. In current research, turbine blade profile is designed by blade element momentum (BEM) theory. Warlock wind turbine calculator is used to verify the design parameters like wind speed, tip speed ratio (TSR) and efficiency factor. Effects of wind speed, wind power, TSR, pitch angle, blade tip angle, number of blades, blade design and tower height on power coefficient are analyzed in this research. Maximum power coefficient is achieved at a designed velocity of 6m/s. Design analysis is also performed on simulation software ANSYS Fluent. It is observed that designed velocity parameter of this research is very suitable for the turbine blade, so blade designing is perfect according to wind speed range.     

时速600 km磁浮列车驶入隧道时初始压缩波特征的数值模拟

为分析高速磁浮列车驶入隧道时产生的初始压缩波特征, 采用三维可压缩非定常流动的N-S方程和SST κ-ω湍流模型, 基于重叠网格法和有限体积法, 以国内正在研发的时速600 km高速磁浮列车头型为研究对象, 建立了高速磁浮列车驶入隧道的计算模型, 通过分析距隧道进口端内不同距离横截面上不同测点的压力及压力变化率, 得到了车头驶入隧道洞口初始压缩波的空间分布特性和传播特性, 以及不同速度对初始压缩波波动幅值的影响。研究结果表明: 初始压缩波在列车驶入隧道前开始形成, 形成初期具有三维特性, 在隧道截面同一高度上, 靠近车体一侧的初始压缩波压力要比远离车体一侧大; 在隧道截面同一侧, 靠近车体一侧高度越低, 初始压缩波压力越大, 而远离车体一侧初始压缩波压力与高度无关; 当列车驶入隧道一定距离后, 在列车头部前方约36 m处隧道内同一断面处压力相同, 初始压缩波由三维波变成一维平面波; 在列车流线型头部驶入隧道约0.15 m时, 位于隧道300 m测点处的初始压缩波的压力变化率达到最大值; 列车速度越高, 初始压缩波压力峰值越大, 位于隧道100 m处测点的初始压缩波的压力峰值与列车速度的2.5次方近似成正比, 压力变化率峰值与速度的3次方近似成正比。      

车用燃料电池阴极系统特性

为了提高车用燃料电池效率,利用物质守恒定律、理想气体方程以及二维插值法,建立了含有双螺杆压缩机的阴极系统模型,讨论了根据压缩机转速、压缩比计算其流量和功耗的方法,分析了环境因素对压缩机的影响以及阴极流体特性、过氧比特性.研究结果表明:在设定条件下,随过氧比变化,系统输出功率和效率的变化规律一致,最优过氧比为2.5,电能利用效率随过氧比增大呈单调下降趋势;工作温度升高能够提高系统输出功率,但会使系统电能利用效率有微弱降低,工作温度由60 ℃升到80 ℃时,系统输出功率增长5.03%,电能利用效率降低0.57%.      

Design of Wind Turbine Blade for Solar Chimney Power Plant

Aiming at the global efficiency of solar chimney power plant (SCPP), we design a wind turbine generation device to elevate its electricity generating efficiency. Based on wind power utilization theory, a new method is proposed to design a type of wind turbine blade for SCPP. The lift and resistance coefficients on different Reynolds numbers of NACA4418 airfoil, which is suitable for experimental solar electricity generation system, are determined by Profili-V2.0 airfoil design software, a program written in Matlab to calculate chord length of the airfoil. The optimization is conducted by class-shape-transformation (CST) parameterization method and Xfoil software. An airfoil design program is designed on the basis of blade element theory and attack angle with the highest lift coefficient to iteratively determine the inflow angle and setting angle. Prandtl’s tip-loss factor is applied to correct the setting angle, after the airfoil data are input into AutoCAD to build an airfoil model which is then imported into Solidworks to draw blades. A new way is put forward to design wind turbine blades in SCPP.