高动态离心机系统建模与仿真

高动态离心机是用于惯性部组件测试和考核的动态惯导测试设备,通过主轴变速旋转或改变仪器舱到主轴的距离等方式,在仪器舱内产生快速变化的加速度场,从而模拟部件或组件使用时的加速度环境。以某高动态离心机研制为背景,介绍了该设备的系统建模与仿真过程。通过在Simulink仿真平台上对设备机械系统、电机调速系统和系统扰动因素等模块化建模和时域仿真,预测了设备在不同设计参数和不同扰动条件下的时域动态特性,为系统设计和优化提供了详实完备的仿真数据支持。     

一种基于离心机试验辨识惯导平台误差系数的方法

针对离心机试验中惯导平台误差系数辨识问题,提出了一种基于谐波分析辨识误差系数的方法。首先,根据惯性器件误差模型推导了离心机试验下陀螺和加速度计的输出方程,其输出由各阶谐波分量构成。然后通过傅里叶分析得到各项谐波的幅值。最后根据谐波幅值与各项误差系数之间的关系反解得到各项误差系数。仿真结果验证了方法的有效性。     

WRGIM（1）模型参数辨识方法及其应用

提供了带有残差修正的ＧＩＭ（１）模型参数的辨识方法。结果表明，该方法具有简便易行，预测精确的特点。     

GM（1,1）模型参数辨识新法及其应用

介绍了ＧＭ（１，１）模型参数的辨识方法，并应用该方法进行了某地ＣＯＤ排放量时间序列的ＧＭ（１，１）建模。结果表明，这种方法等价，等效于传统建模方法，具有简便易行、预测精度高的特点。由于其简捷、高效，而显示出这种方法独特的优越性和广泛的实用性。     

超重力模拟试验离心机振动特性的回归分析

目的 研究试验离心机轴承座以及主轴振动随运行工况的变化规律,实现不同工况下离心机振动的预测。方法 通过试验方法分别获取不同工况下超重力模拟试验离心机的轴承座以及轴振数据。建立试验离心机的单自由度动力学模型,基于该模型,对不同工况下离心机基座振动加速度以及主轴振动位移进行回归分析。结果 离心机轴承座以及主轴振动基频均随着转速以及不平衡量的增大而增大。回归模型对轴承座以及机室基频振动数据的回决定系数均在0.9以上,对中导以及上导主轴振动位移的回归决定系数在0.7左右,对下导主轴振动位移决定系数小于0.1。结论 回归模型可以很好地解释和预测轴承座以及机室振动基频随着转速和不平衡量的变化规律,可以部分预测中导以及上导处主轴振动位移随运行工况的变化。该分析结果为大型试验离心机振动监测系统的设计以及振动特性的预测提供了参考。     

科学试验用离心机发展综述

分别阐述了国内例行试验离心机、土工离心机、载人离心机和精密离心机等四类科学试验用离心机的发展历史和现状;从研制单位角度出发,通过实例分别对世界各国科学试验用离心机的现状进行了详细的介绍;最后对科学试验用离心机的发展趋势作了剖析,提出了海工离心机、巨型土工离心机、高保真飞行模拟器、复合环境试验离心机和高精密离心机等五个发展方向。     

基于离心机平台的复合环境试验系统综述

为了能够更好地模拟以加速度为基础的复合试验环境,系统总结了离心-冲击、离心-振动、离心-温度、离心-气动等四种以离心机为平台的复合环境试验技术在国内外的研究进展,并重点介绍了其中具有代表性的试验设备的技术特点、复合原理及试验能力,并对以离心机为平台的复合环境试验的未来发展趋势进行了总结和展望。     

基于神经网络的直流电机模型辨识及应用

为了提高控制系统的控制性能,实现自适应控制,提出了一种基于神经网络模型的参数辨识方法.首先,为一台未知参数的直流电机设计了基于DSP(数字信号处理器)的控制器,再通过采集卡获取大量的实时观测数据,然后对数据进行预处理,将预处理后的数据按照神经网络辨识的原理完成模型辨识.通过比较直流电机实际阶跃响应与模型阶跃响应,对辨识模型进行检验,最后设计了该系统的PI校正装置.结果表明该方法可操作性强、辨识精度高、应用性强.     

海军导弹环境试验的风险源辨识分析

目的研究海军导弹环境试验风险辨识问题。方法根据海军导弹装备环境试验流程,针对试验设计、试验实施和试验结果评估等进行风险源辨识分析。结果分析得出了"试验设计—试验实施—试验结果评估"的风险源,并重点针对高温、低温、湿热、盐雾等海军导弹典型环境试验类型进行了风险源辨识分析。结论可为海军导弹装备环境试验风险管理提供技术基础支撑。     

含能材料反应釜温度模型仿真辨识

目的验证一种基于遗忘因子最小二乘法(FFRLS)的含能材料反应釜温度预测模型辨识方法的正确性和有效性。方法首先利用基于机理建模方法对系统模型进行分段处理,并得到其具体结构,然后结合历史数据,利用FFRLS对系统模型参数进行辨识,最后得到含能材料反应釜温度仿真模型。结果在Matlab仿真平台上对该方法的正确性和有效性进行验证,模型参数慢时变状态下该方法辨识参数的模型参数均方根误差(RMSE)皆小于10%,模型参数突变状态下,参数RMSE最小为5.89%,最大为18.69%。结论该方法能准确、有效地对含能材料反应釜温度模型进行辨识。     

基于DELMIA的载人离心机座舱装配仿真

目的 形成合理的座舱装配工艺方案,提高装配质量和效率,并能在设计阶段发现座舱装配工艺方案存在的问题。方法 通过分析座舱结构特征和装配特点,并基于DELMIA数字化制造仿真平台,对载人离心机座舱的装配信息进行构建与分析。运用干涉和碰撞检查,结合人机功效模块,对座舱装配过程进行仿真分析。结果 座舱装配仿真是验证其装配工艺方案是否合理的有效手段,通过座舱装配仿真,提前发现了装配工艺方案存在装配动态干涉、可达性和可视性等问题。结论 数字化装配技术可以帮助设计人员预先发现装配工艺方案的不足,改进装配工艺方案,验证装备工艺方案的可行性,为实际装配提供指导,进而可极大地提高装配效率,缩短装备研制周期。     

振动离心复合环境下结构响应试验研究

目的研究振动离心试验系统复合功能下的振动台体、吊篮连接装置、离心机机臂端头及机臂中部的结构振动响应特性及传递规律。方法根据复合振动激振系统在不同工况下,测量离心机机臂、连接装置等部位的加速度响应,以振动台体为基准,计算被测部位相对于台体的振动加速度传递比。结果在振动离心复合功能运行时,振动响应沿台体、吊篮连接装置、机臂端头到机臂中部逐级衰减,机臂中部处振动响应最小,响应传递比呈衰减规律;振动复合试验中机臂沿径向传递比为2.3%、沿切向传递比为2.6%;在正弦拍波试验中,机臂沿垂向传递比为2.3%,沿切向传递比为3.1%,传递比随拍波频率增大而变化;地震波试验中机臂沿垂向传递比为9.4%,切向传递比为2.9%。结论通过试验分析得到振动离心复合下离心机结构连接装置、机臂等位置的振动响应和传递规律,结果可为大型复杂离心机结构设计及模型修改等提供数据支持。     

高速土工离心机温升的数值模拟

目的 数值计算高速土工离心机机室温度分布,研究不同真空度和侧壁温度对机室温升的影响,并为高速土工离心机提出温控方案。方法 针对一款在建的高速土工离心机,采用SRF方法和RNG k-ε湍流模型对其进行数值计算,对比不同转速下离心机的温升。针对加速度为1500g的运行工况,对比不同机室压力和侧壁温度对机室温升的影响。结果 高速土工离心机以1500g加速度运行时,机室最高温度可达83℃。运行压力从100 kPa降至3 k Pa,机室最高温度下降约15℃,侧壁温度每降低10℃,机室最高温度降低约5℃。另外,真空度配合侧壁冷却无法满足散热要求时,可考虑在机室顶部靠侧壁布置面积不小于顶部面积1/4的冷却环。结论 利用CFD数值计算方法,定量得到了高速土工离心机机室温度随转速、真空度和侧壁温度的变化,为其冷却方案的设计提供了参考。     

基于ZJU400土工离心机的CFD模拟方法

目的给出可靠的CFD模拟方法,用于土工离心机风阻功率估算,得到流场及温度场模拟结果。方法针对ZJU400中高速大型土工离心机,利用结构化网格划分使转臂及内壁面处的y+值<30,使其满足湍流模型边界层厚度要求。利用k-omega SST湍流模型和MRF多参考系方法对ZJU400土工离心机进行数值模拟,对模拟所得风阻功率、流场和温度场进行对比验证。结果模拟所得风阻功率与ZJU400实测数据偏差<10%,模拟所得流场与文献[8]中的结果吻合,温度场与实测数据吻合。结论针对ZJU400中高速大型土工离心机的CFD模拟方法取得了精度较高的模拟结果,通过仿真模拟弥补了大型土工离心机实验数据缺乏问题,减少了对实验数据的依赖,为制造设计和研究大型土工离心机提供了CFD模拟方法。     

精密离心机加速度测量不确定度模型研究

目的为精密离心机输出加速度的测量不确定度评定提供数学模型。方法基于三类较为常用的加速度载荷模型,考虑加速度各分量之间的相关性,分别建立三类加速度测量不确定度评定模型,并对三类模型的优劣进行分析和比较。结果利用所建立的加速度测量不确定度评定模型,对六台著名精密离心机输出的加速度测量不确定度指标进行了计算和校验,计算结果与部分精密离心机的给定指标一致,分析发现另一部分精密离心机的指标并不可信。结论针对精密离心机的技术指标和技术路线,可选择对应的加速度测量不确定度评定模型进行精密离心机输出加速度的测量不确定度评定。     

对称可识别模型的建立研究

通过三个定理的证明,提出了对称可识别模型,为以后进一步研究和应用对称可识别模型提供理论基础。     

土工离心机研制概述

简要介绍了土工离心机发展状况,结合TLJ-500型土工离心机设计情况,重点就土工离心机研制及设计需关注的问题进行讨论。比较了土工离心机的总体布局和三种不同主机结构方式的优缺点,就离心机最大加速度、有效半径、容量等土工离心机设备研制的相关指标确定进行了讨论。详细描述了土工离心机主传动系统,转动系统,油、水、气旋转接头系统,控制系统,测试系统等系统设计情况。针对离心机消耗功率、主机室内温升、实验室噪音控制等问题,对实验室建设提出几点建议。