用于构件强度试验的液压伺服加载系统

一、前言空间宇航事业的发展,促进新材料、新工艺和新产品的不断出现。这些新技术的出现对产品结构强度计算及强度试验技术提出新的课题。在结构强度试验领域中,作为试验重要手段之一的液压加载设备,也有新的发展。特别是近十多年来,电液伺服控制系统在试验技术中获得广泛应用,为自动加载开拓新途径。它使试验设备应用范围扩大,试验精度提高,且能与计算机相结合实现对试验过程的全面控制。就结构件静力试验外载形式而言,主要有两类:一类是施加外力(指轴向力、侧向力)的试验。试验对象是壳体、机架等构件。一类是充内压的容器或导管的试验。由于它们加荷内容不同,要求有不同的加载设备。本文只讨论前一类液压加载设备。先对目前已有的一些液压加载装     

基于神经网络的风洞尾支杆减振系统

风洞试验时,由于气流的影响,测试用悬臂式尾支杆容易产生大幅度低频振动,这会严重影响测试精度,甚至损坏自身结构。为了有效抑制尾支杆的振动,本文设计了基于压电组件的主动减振系统,并将人工神经网络应用于PID控制,提出了神经网络PID智能控制算法。对尾支杆进行有限元分析,获取其模态参数。然后设计试验测试减振系统的性能,将神经网络PID与经典PID的控制效果进行对比。试验结果表明:在连续载荷的作用下,采用经典PID控制算法与神经网络PID均可达到有效控制(减振幅度70%以上),且神经网络PID在保证减振效果的情况下实现控制参数自整定,具有良好的鲁棒性。     

一种风机叶片静力加载自适应控制方法及实现

静力加载试验是考核风机叶片静强度特性的重要手段。兆瓦级风机叶片的静力加载试验多采用多点同步逐级加载拉力的方法实现。在风机叶片的多点同步逐级加载过程中,本文设计了基于比例积分模型的自适应控制方法,该方法通过实时调整电机的转速和方向实时改变载荷拉力的变化率,不用考虑加载过程中叶片多个加载点之间的力耦合情况,实现每个加载点的载荷拉力同步、匀速稳定变化,同时保证每个加载点的加载过程相互独立,具有一定的通用性。通过对某兆瓦级风机叶片进行静力加载试验,测试结果表明,本文方法正确有效。     

三容实验系统的变结构PID控制

基于非线性系统的反馈线性化,介绍了一种变结构PID控制方法．该方法能够有效地改善有控制量约束系统的控制性能．以某试验系统为被控对象,在对其进行反馈线性化同时实现静态解耦的基础上,给出了变结构PID控制的实验结果,并与常规PID控制进行了比较．结果表明了变结构PID控制的优越性．     

开关磁阻电动机的Fuzzy-PI控制

本文介绍了开关磁阻电动机低速时的斩波控制与高速时的单脉冲控制方案,论述了控制参数的优化选择范围及其变化对电机效率和转矩的影响,在分析了模糊控制,比例积分控制以及系统本身特点的基础上,提出了基于上述控制方案的Fuzzy-PI复合控制算法,并详细地讨论了这种算法在开关磁阻电机系统中的实现,采用的粗调、细调技术有效地解决了动态性能与稳态精度之间的矛盾。文章最后给出了在5.5kWSR132-8/6样机上的运行试验结果。试验表明:这种控制方法性能优良。     

轴压或轴压—弯矩联合试验中轴压均匀性的分析

一前言在运载火箭结构的静力试验中,轴压或轴压—弯矩联合试验的情况是很多的。实现轴压,尤其是实现轴压一弯矩的加载设备,通常是用带有两个侧耳的加力帽、拉杆系统、测力计、作动筒,并连接在承力地板的承力点上,用力源控制作动筒行程实现的(图1)。     

基于增材制造液压阀块及其内部流道优化设计（英文）

液压阀块是液压系统中重要的组成部分,传统液压阀块采用车铣、钻、镗的方式制造,导致其内部流道有较多直角弯和工艺孔封闭容腔结构,严重影响油液流动性能。基于增材制造技术所提供的新型设计空间,采用B样条曲线对阀块内部液压流道进行优化设计,并对液压流道进行了计算流体动力学分析,以确定压降最小的最优流道结构。通过对液压阀块拓扑优化进行减重,根据拓扑优化结果,采用选区激光熔融的方式,完成了液压阀块的打印。相比原始液压流道,经过优化后的液压流道的压力损失减少31.4%;与原始阀块相比经过拓扑优化并通过SLM制造的液压阀块减重33.9%。因此本文采用的流道优化和阀块轻量化方法为液压阀块内部流道性能提升和阀块整体轻量化设计提供了新的参考。     

数字电子气动式座舱压力控制系统模型及性能分析

在分析数字电子气动式座舱压力控制系统结构的基础上,建立了座舱及控制系统中执行机构各部件的数学模型.分析系统的传递函数得到了系统稳定所需的PID控制参数取值范围,通过对系统动态性能的仿真进一步确定PID各参数的关系.结果表明:为了满足数字电子气动式座舱压力变化速率和稳定性的要求,PID参数需满足一定的关系:在一定范围内,控制器的比例参数应大于微分参数,而微分参数应大于积分参数.     

基于模糊PID的双臂同步控制系统的仿真与研究

传统双臂液压缸同步控制系统,在运行过程中,同步进度难以得到保证。为了进一步提高同步精度,设计了基于模糊PID控制双臂同步控制系统。通过模糊PID控制电液比例阀,间接控制同步液压缸活塞输出位移,保证双臂活塞同步运行。在AMESIM/Simulink中建模仿真,并在液压实验台上进行验证。验证数据表明,模糊PID控制可以提高液压同步控制系统的位置精度,有效地保障了双臂同步。     

一种基于可靠性的框架结构优化方法

以结构系统的可靠度作为结构优化设计的控制参数。用改进的分枝限界法判认主要失效模式。用PNET法计算结构系统的可靠度。导出了平面框架结构系统可靠度的灵敏度分析表达式。采用梯度投影型算法，求解了平面框架结构重量或造价为约束，最大化结构可靠度，这样一类结构优化问题。若干例题的计算结果表明，提出的方法是有效的。     

飞机操纵系统负载模拟器的设计和校正方法

飞机操纵系统负载模拟器是一种被动式加载系统，其关键技术是如何克服多余力矩。本设计了一种简单实用的自适应PID控制方法，对克服多余力矩，提高系统的稳定性，起到了良好的效果。     

某型飞机通用液压源系统建模和性能分析

利用EASY5的通用函数库和液压控制库,建立了某型飞机通用液压源系统仿真模型,并得到了稳态计算和瞬态仿真结果.仿真结果与试验数据基本吻合,对飞机液压系统设计与改进具有同样参考价值,相对以往飞机液压系统的稳态和动态性能评估主要依据经验和实验数据, 仿真计算能够更全面及时地了解系统性能,对系统性能进行设计优化,可部分替代地面试验.说明了EASY5对液压系统压力源的建模和仿真是可行和有效的.提供的仿真结果对新型飞机液压系统设计具有参考价值.     

结冰风洞喷雾系统控制方法研究

喷雾系统是结冰风洞的核心配套设备，主要用于模拟飞行器穿越云层飞行时的云雾环境。针对该系统结构复杂、控制精度要求高的特点，开展了压力和温度的控制方法研究。通过采用给定水泵转速、预置出入口调节阀开度和闭环调节出口调节阀开度的方法，解决了喷雾耙之间供水压力不一致及相互耦合的问题，实现了宽范围、高精度的供水压力控制。通过在准备阶段循环加热、在试验阶段变参数PID精确调温，实现了供水温度的精确控制。通过采用变比例系数快速PID调压和模糊自适应PID调温的控制策略，解决了供气系统压力和温度耦合及温度大滞后的问题，实现了供气压力和温度的精确控制。试验结果表明，控制方法有效，喷雾系统性能达到技术指标要求。     

低速风洞试验模型振动主动控制技术

风洞试验悬臂梁结构的尾部模型支撑系统在风载激励下会产生振动,振动会威胁试验安全,影响试验结果。为抑制模型及支撑系统振动,本文研究了一种主动抑振控制系统并取得应用。其中,抑振系统执行机构采用压电材料,控制系统采用自适应内模控制算法。对自适应内模控制算法的结构和工作原理进行了分析,介绍了训练模式下模型参数辨识和试验模式下控制参数的自适应调整过程,建立了基于自适应内模控制算法的控制系统。在地面模拟台采用信号发生器模拟系统激励,作为控制系统输入,验证了控制算法。结合风洞试验,在实际工况下验证了系统的控制效果。结果表明,采用基于自适应内模控制算法的振动主动控制系统,可以将模型振动减小70%以上。     

集成式电动燃油泵控制规律研究

为实现对电动燃油泵供油量的有效控制,首先在分析处理实验数据的基础上研究了电动燃油泵的供油特性,并利用AMESim仿真软件建立了集成式电动燃油泵数学模型。以此为基础构建了燃油泵PID控制系统,仿真中用经验试凑的参数整定方法给出了最优的控制参数,达到了预期的控制效果。为控制系统的调试试验提供了理论依据。     

舰载机动力补偿系统模糊逻辑设计技术

在舰载机迎角恒定动力补偿系统(Approach power compensator sysytem, APCS)研究的基础上,提出了一种采用模糊自适应PID控制参数整定方法,将模糊控制思想和PID控制技术有机地结合起来,实现了舰载飞机进场动力补偿系统智能化设计和PID参数在线自整定.该算法的另一个重要特点是省略了常规控制算法中法向加速度Δaz及舵偏Δδe两路信号反馈,仅利用迎角误差Δα及其变化率Δ进行反馈控制,简化了工程实现.最后,以国外某舰载飞机为研究对象,对它的动力补偿系统进行了设计和数字仿真.结果表明,该方法提高了舰载机的着舰精度,改善了系统的抗阵风干扰能力,提高了系统的鲁棒性.     

大型低速翼型风洞侧壁边界层控制系统研制

介绍了NF-3大型低速翼型风洞多喷嘴级联吹气侧壁边界层控制系统的结构和原理.为验证本系统的功能和性能,采用侧壁吹气方案并使用增量式PID控制算法进行气源压力的控制,对具有增升装置的GAW-1翼型进行了侧壁边界层吹除试验研究.试验结果表明:(1)使用侧壁吹气系统后翼型模型中间截面最大升力系数由2.79增加到2.84,增加幅度1.8%,且模型端面截面的升力系数与中间截面的升力系数基本上相等;(2)利用增量式PID控制算法对气源压力的精确控制较好地完成了风洞侧壁吹气功能,改善了翼型表面流动,减小了侧壁边界层对翼型试验结果的影响.     

飞行器舱段结构可控热环境虚拟试验

本文首先介绍了飞行器舱段结构可控辐射热环境虚拟试验技术,其中包含了地面辐射加热器的辐射传热分析模型、虚拟试验中热载荷PID反馈控制方法.然后针对典型舱段结构开展相应的可控辐射热环境虚拟试验分析,并把分析结果与地面试验数据进行比较.在虚拟试验热载荷PID控制作用下,热载荷控制曲线结果与地面实物试验控制结果十分符合,最大相...     

确定壳体轴压屈曲载荷的无损试验方法

本文提出了一种确定壳体轴压屈曲载荷的无损静力试验方法。这种方法基于传统的应变测量系统,利用弯曲应变的切线刚度值做为控制变量,有明确的理论基础。文中以轴压柱形方块壳为例,说明了控制变量在加载过程中的变化规律、预示方法和精度。通过回顾两批轴压化铣圆柱壳试验,说明了方法的应用。结果表明,利用弯曲应变切线刚度法可以较好地预示结构的破坏载荷。     

高超声速飞行器地面颤振评估技术研究

针对高超声速飞行器飞行过程中颤振边界变动范围大、试验测试难的问题,本文开展了考虑气动热效应的翼面结构地面颤振试验技术研究。首先基于工程法对结构所受的气动加热进行了分析,在此基础上开展了结构的热颤振特性评估并作为地面颤振试验结果的参考标准。考虑实际飞行中结构温升效应影响,建立了基于多工况点的气动力综合优化降阶算法,确保了整个温升过程的气动力模拟的精度。通过建立基于模糊逻辑比例、积分和微分（Proportional integral derivative,PID）控制的多点协调控制系统,实现了温升过程中时变系统的激振力控制器设计。最终搭建了地面颤振试验系统,按照典型飞行状态对结构的热颤振特性进行了测试,试验测试结果与仿真结果对比相对误差约10%。