课程文献中心 更多>>

关键词： 永磁同步电机   数学模型   转矩脉动   谐波  

摘要： 转矩脉动一直以来是永磁同步电机的重要性能之一,由于转矩脉动的问题使得永磁同步电机在一些特殊领域应用受到限制,而降低转矩脉动,就要弄清转矩脉动的来源,分析其转矩谐波的构成,这就需要一个精确的永磁同步电机的数学模型。而目前存在的永磁电机的数学模型不能准确的计算出永磁电机的各个转矩。因此本文提出了一个改进的数学模型,利用冻结磁导率的方法使得模型能够精确的计算出电机的永磁转矩和磁阻转矩,准确的分离出各个转矩谐波,同时该模型具有通用性。文章的工作内容如下:首先,以永磁电机的经典数学模型为基础,依据物理定律,考虑到永磁体在负载时在q轴产生的磁链以及dq轴的交叉互感,推导得出改进的永磁同步电机的数学模型,并给出平均转矩以及各个转矩谐波的计算公式,并分析转矩谐波构的构成及其影响因素。其次,根据设计要求,利用主要尺寸公式对永磁同步电机的定子与转子进行设计,给出了两种电机转子设计方案,分别为“一”型转子和“V”型转子。利用有限元软件J-mag对其进行建模,并利用冻结磁导率的方法计算出反电势常数和各个谐波在dq坐标系下的自感和互感,同时利用改进的数学模型分析两种转子的转矩谐波,利用有限元仿真验证数学模型计算的正确性。最终确定“一”型转子方案,并运用参数化方法优化转子结构,使其额定负载的转矩脉动降低至5%以下。利用数学模型分析出每优化一个参数,转矩谐波是如何变化的。确定永磁同步电机的设计方案。最后,利用有限元分析软件J-mag建立电机模型,采用瞬态场对电机进行仿真分析,得到电机空载运行结果,运用傅里叶变换得到空载反电动势与齿槽转矩的主要谐波。然后对电机不同负载状态进行分析,并利用数学模型分析随着负载的变化,转矩谐波是如何变化的。将仿真结果与数学模型计算结果进行对比,再次验证永磁同步电机数学模型的正确性。

关键词： 车间生产资源调度分配问题   数学模型   禁忌搜索   遗传算法   混合整数规划  

摘要： 车间生产资源调度与分配问题属于资源约束下的项目调度问题(RCPSP)的一个变种,在生产资源紧缺和人力资源紧缺的前提下,如何最优化生产资源配置、人力资源配置以及各种生产任务下的调度方案,保证有充分能力完成各项生产任务,就是这一优化问题的主要内容。解决这一问题,可以大幅节约时间、空间、软硬件以及人力成本,具有一定的理论意义和实用价值。针对车间生产资源调度与分配问题本文提出了两种启发式算法。首先对车间生产资源调度与分配问题进行需求分析,建立混合整数规划模型,并调用数学规划求解器(Gurobi)获得精确解作为评价指标。此外本文提出了两种高效的启发式算法。第一种算法是遗传算法,该算法通过轮盘赌算法筛选出父代,通过单点交叉算子和变异算子生成新的个体,最后通过修复算子得到合法子代。第二种算法是基于判定的禁忌搜索算法,该方法包含两种邻域动作,第一种邻域动作考虑将其中某一台生产机器删除,然后在被保留下来的机器集合上面进行任务调度,以此生成一个邻域解;第二种邻域动作考虑从空闲的生产机器集合中挑选一个生产机器,用于替换某个当前正在被使用的生产机器,然后在新的生产机器集合上进行任务调度,以此生成一个合法邻域解。本文根据工序之间的前置约束与生产流程中工序执行顺序及典型执行时间,生成了测试算例集,并对启发式算法和混合整数规划模型进行对比测试。实验结果表明,本文提出的遗传算法在绝大多数算例集上能够求得问题的最优解,其求解速度相比混合整数规划模型有明显提升;此外,本文提出的基于判定的禁忌搜索算法在所有算例集上均能求得问题的最优解,与对比算法相比求解速度最快。

关键词： 农村   普通高中   物理课堂   核心素养   策略  

摘要： 对于农村的高中学校来说,师资力量较为匮乏,教学方式的革新速度也较为缓慢。很多学校仍然将追求学生的考试成绩放在课堂活动最主要的地位。学习成绩的提升固然重要,但是找对正确的学习方法也同样重要,对农村普通高中物理课堂落实核心素养的具体措施进行探讨。

关键词： 初中   物理课堂   教学实效性  

摘要： 随着新课程教育改革的实施和深入,时代的进步对初中阶段物理教学活动的开展也提出了更新、更高的要求,传统教学方式的运用已经无法很好地满足当下学生对物理知识的学习需求,因此教师在开展物理教学活动时,需要采取切实有效的措施来提升初中物理课堂教学的实效性。

关键词： 压敏胶   脱溶剂   数学模型   反应釜   薄膜  

摘要： 本文以压敏胶EHA-VAc-EAC体系为研究对象,研究反应釜和薄膜两种不同的生产方式下压敏胶母胶聚合物体系脱溶剂过程的机理,建立能应用于生产实践的脱溶剂数学模型,为溶剂型压敏胶的生产提供科学的依据。采用PC-SAFT状态方程对压敏胶母胶聚合物体系气液相平衡过程进行研究,建立了适用于压敏胶母胶聚合物体系的气液相平衡数学模型。研究了小型反应釜中溶剂气化在压敏胶母胶聚合物体系内的传质过程,得到了小型反应釜中压敏胶母胶聚合物体系气泡扩散数学模型。由压敏胶母胶聚合物体系气液相平衡数学模型、小型反应釜中压敏胶母胶聚合物体系气泡扩散数学模型和混合物粘度模型,建立了两种生产方式的压敏胶母胶聚合物体系脱溶剂过程建立模型。并进行实验验证,证明了反应釜和薄膜生产压敏胶母胶聚合物体系脱溶剂数学模型的可靠性。本文建立的反应釜和薄膜生产压敏胶母胶聚合物体系脱溶剂数学模型,可以科学地控制脱溶剂过程,将溶剂型压敏胶母胶的溶剂残留量压缩在最低范围内,使溶剂型压敏胶压敏胶产品更加环保,更加经济。

关键词： 数学物理方程   Lie对称   守恒律   新守恒定理   幂级数形式   n耦合可积系统   孤子解   黎曼不变量   浅水波方程  

摘要： 随着科学技术的迅速发展,在物理学、工程、经济等领域出现了大量的数学物理方程,并且很多自然现象、物理现象、力学问题等都可通过这些数学物理方程来描述,这给我们对数学物理方程的研究提供了可靠的物理背景和实际意义.对称、守恒律和解在数学物理方程的研究中发挥着重要的作用,对称反应数学物理方程结构的规律,守恒律反映数学物理方程运动变化的特征,解将揭示方程物理性质的变迁.在过去的几十年里,诸多数学物理爱好者积极投身于钻研数学物理方程的相关属性中,并且推导出很多构造各种对称、守恒律和精确解的多种有效方法,也得到了一些强有效的结论,但对于数学物理方程方程对称、守恒律和解等属性之间关系的研究还是比较欠缺.因此,基于前人的工作,挖掘数学物理方程对称、守恒律和精确解等的新兴算法和应用是可期待的.本文的主要内容如下:第一章,简述数学物理方程的对称、守恒律、精确解和数学机械化的研究背景及发展状况.第二章,简要介绍了对称―共轭对称‘对’方法与Ibragimov新守恒定理的理论知识,然后借助Maple和Mathematica符号计算技巧成功构造了两种浅水波方程的守恒律,并通过所得的结果对这两种方法进行比较.第三章,介绍了运用幂级数形式方法求解数学物理方程对称的基本思想,并运用该方法成功求解出一维Green-Naghdi水波方程组的幂级数形式对称;接着,计算出该方程组的子代数及其优化系统,并通过相似约化求得相似解.第四章,介绍通过引进特殊变换,把单域孤子方程转换为n耦合数学物理方程孤子系统的基本思想,并利用直接方法成功推出两种n耦合系统的守恒律;最后,利用Hirota双线性方法推出2-耦合Gardner方程的孤子解.第五章,基于守恒律及其微分约束条件和黎曼不变量构造了几类方程组的精确解和黎曼不变解.第六章,总结本文的主要研究工作,并展望未来的发展方向.

关键词： 转阀   数学模型   静态特性   仿真   液动力  

摘要： 液压伺服系统因为可以实现无极变速、调速范围大、能够进行频繁的启动与换向、传递的功率大等优点,被广泛应用于汽车、航空航天、矿山等工业领域,但由于受到工作环境的影响,油液容易受污染,影响系统运转。液压阀作为液压系统的核心元件,其性能好坏影响着系统稳定性,目前市场上的伺服阀大多结构复杂,对油污染敏感,而且双电机驱动双阀芯比单电机控制单阀芯更难以控制,而单阀芯伺服阀目前无法实现仅转动阀芯达到多种控制效果。针对以上问题,本文提出一种新型双电机驱动双阀芯液压数字转阀,通过流体力学知识,建立双电机驱动双阀芯液压数字转阀的数学模型,并推导出双电机驱动双阀芯液压数字转阀的阀口过流面积公式,建立了阀芯转角与流量的函数关系,通过Fluent仿真分析与实验,验证了公式合理性。根据机械强度理论,对双电机驱动双阀芯液压数字转阀阀芯强度进行理论强度校核,通过计算后阀芯的抗拉应力为30 MPa,抗压应力为41.1 MPa,远小于材料的许用应力,因此满足使用要求。运用ANSYS对阀芯进行应力分析,通过仿真结果可知仿真值与理论计算结果接近,验证了阀芯材料可以满足使用要求。运用力学知识对阀芯在运转过程中受到的力矩进行分析,得到阀芯的旋转角度与负载力矩T1以及负载p L的函数关系,使用软件Fluent对阀芯所受的力矩进行仿真,通过实验值与仿真值、理论值的对比,验证了负载力矩公式的正确性。使用Matlab/Simulink对转阀的动态特性进行仿真分析,对转阀在不同的阻尼B与转动惯量J下的频率特性与阶跃特性进行分析可得出:通过合理的增大阻尼,减小转动惯量可以提高系统的稳定性,减小系统的调整时间;经过PID调节后的动态特性比PID调节前的动态特性更好,响应时间由原来的的20s变为了2 s,幅值裕度从1.2 d B增加到19.1 d B,极大的提高了系统的稳定性与响应速度。搭建了双电机驱动双阀芯液压数字转阀实验平台,通过实验数据与理论数据的对比验证了流量公式与液动力矩公式的正确性。

关键词： 预测控制   PMSM   DMC算法   数学模型  

摘要： 为处理现代控制概念对受控对象精准数学系统的依赖、工业生产的结构参量及环境的不稳定性、鲁棒性差与控制方法的经济性等采取预测控制手段展开模拟探究。把预测控制方面的DMC算法用于PMSM转速管理中,依靠PMSM的数学模型及理论,借助Matlab软件展开模拟测试,获取速度追踪性质,且和PID控制的结构性能相对比。模拟结果显示,这种方法对不明确动态结构的非线性转速的管理有着鲁棒性强、响应迅速以及控制精确等优势。

关键词： 流量测量   复合型流量计   数学模型   测量特性   测试系统  

摘要： 流量测量在液压系统以及主要液压元件的性能测试实验中占有十分关键的作用。在进行电液伺服阀、比例阀动态性能试验时主要利用无载液压缸动态性能好、固有频率高的优势作为参照标准。但受活塞行程范围的制约,无载液压缸需要配以适当的位置控制才能实现对任意的偏置流量进行有效测量。针对于此,本文在无载液压油缸自身的基础上将其两端并联计量泵来实现活塞的位置调节。被测流量为流过无载液压油缸和计量泵两部分流量相加之和。这种泵缸复合型流量计的结构设计即发挥了无载液压缸的良好性能又解决了任意偏置流量的测量问题。基于复合型流量计的测量原理,本文建立了复合型流量计各测量环节的数学模型,分析了泵测流量和缸测流量的测量特性。对活塞的调节性能进行了仿真研究。同时在Simulink中搭建了仿真模型,分析了各测量环节与总测流量之间的联系,探究了影响复合型流量计测量性能的一些主要因素。然后在AMESim中进行了高频动态正弦流量的测量仿真,仿真结果表明了理论模型分析结果的可靠性。根据主要参数对测量时存在的泄漏和压缩流量进行了公式补偿,对测量系统产生的误差来源提出了改进方法,一定程度上提高了测量的精度。本文实验部分利用Labview软件搭建了测试系统平台,进行了阶跃流量、高频正弦流量以及复合流量的实验测量。实验结果表明动态正弦流量测量结果跟随输入信号较好,泵测流量和缸测流量结果符合仿真分析结论,有效地说明了该复合型流量计在动态流量测量方面具有良好的应用前景。

关键词： 分布式冷热电联供   综合能源系统   实时仿真   数学模型  

摘要： 冷热电联供型能源系统是目前广受重视的新型供能系统,在发电的同时向用户供冷供热,该系统是一种包含多种能源形式的综合能源系统,多种能源的转化和循环利用,提高了能源的利用效率,对冷热电联供型能源系统的数学建模和仿真验证是分析系统性能的基础,为优化能源系统的运行方式提供理论支持。本论文目的在于搭建一个冷热电联供型能源系统实时仿真的平台。论文首先概述了在冷热电三联供系统的基础上接入风能和光能的意义,阐述了分布式冷热电联供能源技术在国内外的发展概况,从冷热电联供型能源系统概念的提出到国家支持发展战略,最后到发展技术的成熟。其次研究了变速永磁风力发电机系统中的最大风能跟踪控制策略,这对研究定桨距变速永磁风力发电系统有重要的现实意义。研究了太阳能电池的基本工作原理,搭建了Simulink仿真模型,在改变光照强度和温度的情况下研究各物理量的变化情况。完成了发电系统平台的搭建。其次从微型燃气轮机的物理结构出发,详细分析了各组成部件的工作原理和燃气轮机完整的运行流程。按照微燃机的工作流程,依次搭建了压缩空气的压气机、管道的容积效应模块、燃料燃烧的燃烧室、动力单元-透平、发电机转子,以及转速控制环节等。其次在搭建微型燃气轮机仿真模型的基础上,根据其工作原理和溴化锂吸收式制冷机的部件组成,将排放的低温烟气作为溴化锂吸收式制冷机的热源,驱动冷热之间的物理转换,实现冷热能之间的耦合联系。通过溴化锂吸收式制冷机溶液的物理性质的方程,编写function函数,便于之后构建模型过程中方便调用。最后对模型进行仿真实验,在仿真正常运行过程中,在燃料量发生变化时,观测各模块参数的变化情况,结合理论进行分析。再次以系统运行成本最低为目标函数,通过改进型粒子群算法为基础,利用混沌理论的方法,引入混沌变量,有效改变粒子的分布情况,提高算法全局搜索的能力。根据目标函数的最优解和系统中负荷的需求,确定风机、光伏、微型燃气轮机的出力,利用实时电价和用户需求,对能源系统中的各个分布式单元进行调度。优化结果是增加了风力发电和光伏发电的消纳,燃气轮机的发电趋于平稳,系统运行成本最低。验证了冷热电联供型能源系统仿真平台的有效性。最后对全文的工作进行了总结,并对后续的研究方向进行了展望。