针对柱塞式调节阀进行流量反馈控制时过于依赖流量测量装置、流量调节时间长的问题,进行流量控制仿真研究。基于Fluent流体仿真软件,建立10%~100%开度值下的调节阀三维流道模型,并在0.2~1 MPa进出口压差下仿真得出调节阀内部流场分布,建立阀口流量与阀芯开度、调节阀进出口压差三维数据表。建立调节阀开度控制模型,同时完成模糊PID控制器的设计。通过MATLAB对3种调节阀流量控制系统进行仿真分析。结果表明:基于所设计的开度控制模型进行流量调节时,有效地提升了阀门的快速性,阀门开度响应时间小于1.8 s,同时完全消除了超调量,更易达到稳定状态。

针对以微控制器MCU为控制核心的电动开度阀控制系统难以集成高效且计算量小的故障检测子系统的问题,基于小波包变换和优化K近邻(K-Nearest Neighbor,KNN)算法提出了一种电动开度阀故障检测方法。对阀门振动信号进行小波包变换,计算小波包节点的能量值与其重构信号的时域特征参数。根据Pearson系数筛选出两种与能量强相关的故障特征参数:峰峰值与均方根,并将两者作为KNN算法的样本评价指标;通过对评价指标进行加权优化了KNN算法的距离计算公式,分别在MATLAB和实验样机中进行故障检测测试,对应最高分类准确率分别为92.5%与86.7%。结果表明:实验测试与仿真分析具有较好的一致性,该故障检测方法的优势在于计算量小、故障识别率较高,并能有效地应用于以MCU为核心的电动开度阀控制系统。

随着空空导弹长细比的增加,导弹的弹性特性逐渐凸显,随之带来的气动伺服弹性问题也越来越受到研究人员的关注。有研究表明串联在反馈通道上的陷波器能够有效解决机械系统弹性振动带来的伺服问题,但传统的固定极点式陷波器无法解决导弹飞行过程中振动频率变化的问题。因此,本文提出一种新的自适应陷波器的设计方法,通过反馈测量信号对弹性振动频率进行实时估计更新,从而改变陷波器的陷波频率。仿真结果表明,提出的自适应陷波器设计方法能够有效滤除空空导弹过载跟踪控制时产生的振动信号,避免了气动伺服弹性问题的发生,实现纵向加速度的稳定快速跟踪。

在导弹设计研发的初始阶段,需要精确获取导弹不同气动外形对应的气动参数。然而,获取导弹气动参数的传统方法存在价格昂贵、过程耗时等缺陷。为此,本文进行了基于神经网络的导弹气动参数预测研究,构建了利用思维进化算法优化的BP神经网络模型。建模结果表明,利用该方法进行导弹气动参数的预测是可行且有效的,在样本所确定的参数范围内,对导弹的气动参数拟合能力较强,具有较好的泛化能力。

针对老年人和身体残障人士安全地爬楼和在地面上高效移动的需求,设计了一种行星轮式电动爬楼梯轮椅,详细介绍了该轮椅机构组成、控制系统及其功能特点。通过建立基于拉格朗日方程的行星轮组动态模型,研究了不同等效转矩下行星轮组的角加速度曲线,详细分析了轮椅在爬楼梯过程中的稳定裕度。研究表明,防倾翻支架能有效地提高轮椅爬楼的稳定性。该行星轮式爬楼梯轮椅能够安全有效地帮助老年人和身体残障人士,满足日常出行与攀爬楼梯的实际需求。