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基于变论域模糊PID控制算法的电动真空吸取系统
1
作者 毛新涛 万杰 孙中圣 《机电工程》 北大核心 2026年第3期576-583,共8页
针对常规真空吸取系统在协作机器人等领域应用时存在压缩气源获取不便的问题,设计了一种电动真空吸取系统,并提出了一种基于变论域的模糊PID控制方法。首先,通过分析电动真空吸取系统的抽气过程,建立了真空抽气的数学模型;然后,提出了... 针对常规真空吸取系统在协作机器人等领域应用时存在压缩气源获取不便的问题,设计了一种电动真空吸取系统,并提出了一种基于变论域的模糊PID控制方法。首先,通过分析电动真空吸取系统的抽气过程,建立了真空抽气的数学模型;然后,提出了一种基于变论域模糊PID的控制方法,利用论域伸缩因子将变论域方法与模糊PID控制器结合,改善了真空系统中存在的非线性等问题,结合隔膜泵的原理,设计了变论域模糊PID控制方法的模糊规则;最后,建立了MATLAB仿真平台,制定了测试方案,建立了试验台,通过实验和仿真对比了电动真空吸取系统在不同真空度(50 kPa、70 kPa)时常规PID、模糊PID和变论域模糊PID控制方法的控制效果,并利用变论域模糊PID控制方法对不同重量(500 g~3000 g)的物体进行了吸取实验。研究结果表明:模糊PID控制较常规PID控制系统的响应时间更短、抗干扰能力更强,但仍存在明显的超调量;变论域模糊PID控制与模糊PID控制的响应时间相同,超调量能够降低60%,可以提高真空吸取系统的控制性能。实际吸取实验结果表明,该电动真空系统能够对不同重量的物体实现稳定、快速的真空吸取目的。 展开更多
关键词 协作机器人 气压元件 真空吸取技术 抽气模型 变论域 模糊PID算法
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基于VOF和DPM的离心式喷头数值模拟及结构优化
2
作者 黄超然 潘葆 +6 位作者 李果 王玉 刘所恩 赵俊波 王鹏飞 石玉银 谭凯鑫 《农业装备与车辆工程》 2026年第1期87-92,共6页
为提高离心式雾化喷头在工业现场应用的综合性能,基于VOF与DPM方法,采用Fluent软件对喷头内外流场进行数值模拟。结合正交试验设计与综合评分法,分析了收敛段角度、节流孔直径、节流孔长度及内芯螺旋角等结构参数对喷头质量流率与雾化... 为提高离心式雾化喷头在工业现场应用的综合性能,基于VOF与DPM方法,采用Fluent软件对喷头内外流场进行数值模拟。结合正交试验设计与综合评分法,分析了收敛段角度、节流孔直径、节流孔长度及内芯螺旋角等结构参数对喷头质量流率与雾化角度等喷洒特性的影响规律,并在此基础上完成结构优化。结果表明,当收敛段角度为25°、节流孔直径1.5 mm、节流孔长度2.5 mm、内芯螺旋角45°时,喷头综合性能最优。 展开更多
关键词 离心式喷头 数值模拟 正交实验 结构优化
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喷雾冷却双层皮玻璃幕墙蒸发冷却效果研究
3
作者 王衍金 朱明明 汪芳芳 《流体机械》 北大核心 2026年第1期110-118,共9页
为系统探究喷雾蒸发在双层皮玻璃幕墙喷雾系统中的冷却效果,建立了喷雾冷却双层皮玻璃幕墙的CFD两相流模型,并采用基于欧拉-拉格朗日法的离散相模型(DPM)对雾滴进行追踪。通过数值模拟与试验验证,分析了雾滴喷射速度、喷雾流量、喷嘴数... 为系统探究喷雾蒸发在双层皮玻璃幕墙喷雾系统中的冷却效果,建立了喷雾冷却双层皮玻璃幕墙的CFD两相流模型,并采用基于欧拉-拉格朗日法的离散相模型(DPM)对雾滴进行追踪。通过数值模拟与试验验证,分析了雾滴喷射速度、喷雾流量、喷嘴数目等参数对喷雾系统冷却效果的影响。结果表明,两者具有良好的一致性,大多数温度测量值的平均绝对百分比误差在15%以内,DPM模型可用于双层皮玻璃幕墙中喷雾冷却的模拟分析;雾滴喷射速度从20 m/s提高至80 m/s时,喷雾系统的蒸发冷却效率可提高14.9%,同时喷雾流量对喷雾系统冷却性能的影响也较为显著;当喷雾流量由0.01 L/min提高到0.09 L/min,系统的蒸发冷却效率提高了57.2%,液滴蒸发速率提高了2.9μg/s,空腔温度分布更加均匀;喷嘴数目对喷雾系统的冷却性能有较大影响,喷嘴数目为3时,系统的蒸发冷却效率和液滴蒸发速率分别是单喷嘴情形下的4.29倍和2.6倍。研究可为喷雾冷却系统的优化设计提供理论参考,对提高双层皮玻璃幕墙的冷却性能具有重要意义。 展开更多
关键词 双层皮玻璃幕墙 雾滴 蒸发冷却 蒸发冷却效率 参数分析
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气泡驱动微马达形状与气泡位置影响其运动特性的数值模拟
4
作者 陈刚 张冰洋 +2 位作者 王智彬 刘云龙 张芳芳 《材料导报》 北大核心 2026年第7期71-77,共7页
本工作采用数值模拟方法系统研究了气泡驱动微马达的运动机制,重点揭示了微马达几何形状和气泡产生位置对其运动特性的耦合作用机制。研究发现,气泡动力学特征对微马达位移的贡献具有显著的非对称性,其中气泡溃灭阶段产生的位移贡献显... 本工作采用数值模拟方法系统研究了气泡驱动微马达的运动机制,重点揭示了微马达几何形状和气泡产生位置对其运动特性的耦合作用机制。研究发现,气泡动力学特征对微马达位移的贡献具有显著的非对称性,其中气泡溃灭阶段产生的位移贡献显著高于气泡生长阶段。微马达形状与气泡产生位置存在协同效应:当气泡产生于微马达凸面时,不同形状的马达位移相近;而当气泡产生于凹面时,月牙形马达位移最小,球形马达位移最大。通过参数优化发现,减小微马达尺寸、增大气泡最大尺寸或提高气泡溃灭速度均可显著提升马达位移,最高可达初始值的10倍。本研究阐明了“几何结构-气泡动力学-运动性能”的内在关联,为面向特定应用场景的微马达优化设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 微马达 形状 气泡产生位置 运动行为
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空压机组智能协调控制系统应用
5
作者 刘正超 施晓博 《冶金动力》 2026年第1期64-67,共4页
钢铁行业作为高能耗产业,空压机组的高效运行对保障生产稳定与降低能源消耗至关重要。针对淮钢1#空压站存在的能耗高、压力波动大、管控效率低等问题,提出了基于多机组协同智能调控技术与PLC辅助控制系统的解决方案。通过实际应用验证... 钢铁行业作为高能耗产业,空压机组的高效运行对保障生产稳定与降低能源消耗至关重要。针对淮钢1#空压站存在的能耗高、压力波动大、管控效率低等问题,提出了基于多机组协同智能调控技术与PLC辅助控制系统的解决方案。通过实际应用验证了该方案在实现空压机组高效协同控制、降低系统能耗、稳定管网压力等方面的成效,并分析了节能降耗效益。 展开更多
关键词 空压机组 压缩空气系统 管网压力波动 智能调控 节能降耗
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蜡油加氢裂化装置调节阀波动原因分析
6
作者 刘明 《机械工程与自动化》 2026年第1期234-236,共3页
为了解决国产化气动调节阀在蜡油加氢裂化装置中波动大、无法满足精确调整需求、影响设备正常运行的情况,对航煤侧线抽出塔调节阀、尾油出口装置调节阀在运行过程中的故障现象、故障原因进行了分析,并针对性地提出了改善方案。首次实现... 为了解决国产化气动调节阀在蜡油加氢裂化装置中波动大、无法满足精确调整需求、影响设备正常运行的情况,对航煤侧线抽出塔调节阀、尾油出口装置调节阀在运行过程中的故障现象、故障原因进行了分析,并针对性地提出了改善方案。首次实现了国产化气动调节阀在加氢裂化装置中的应用,为全面推进蜡油加氢裂化装置的国产化奠定了基础。 展开更多
关键词 调节阀 波动 孔板流量计 加氢裂化装置 优化
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配液管对立式沉降罐油水分离影响的数值模拟研究
7
作者 吴允苗 陈春燕 《云南化工》 2026年第3期71-75,共5页
针对高含水期油田的采出液处理难度大、分离能耗高的问题,以3000 m^(3)立式沉降罐为研究对象,采用计算流体力学(CFD)技术进行三维数值模拟,研究了配液管数量与层数对罐内流场特性及油水分离效率的影响。结果表明,在单层配液管结构中,设... 针对高含水期油田的采出液处理难度大、分离能耗高的问题,以3000 m^(3)立式沉降罐为研究对象,采用计算流体力学(CFD)技术进行三维数值模拟,研究了配液管数量与层数对罐内流场特性及油水分离效率的影响。结果表明,在单层配液管结构中,设置4根配液管时可获得较优的分离效果;采用双层配液管结构可显著改善流体分布状态,油相出口油体积分数提高至91.77%,水相出口油体积分数降低至0.01%,分离性能明显优于单层结构。该研究为立式沉降罐的结构优化与运行参数调整提供了理论依据,对提升油水分离效率、降低运行能耗具有实际参考价值。 展开更多
关键词 立式沉降罐 油水分离 数值模拟 CFD 配液管
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基于PLC的密封圈磨合试验台控制系统设计
8
作者 李林骏 《机械管理开发》 2026年第2期199-200,203,共3页
结合起落架密封圈磨合试验要求,设计一种基于PLC控制器的磨合试验台。试验台包含测试操作台、试验台架和动力源,控制系统集成于测试操作台中。控制系统采用ST20作为主控制器,扩展模拟量输入模块和输出模块,设计了系统框架,介绍了系统工... 结合起落架密封圈磨合试验要求,设计一种基于PLC控制器的磨合试验台。试验台包含测试操作台、试验台架和动力源,控制系统集成于测试操作台中。控制系统采用ST20作为主控制器,扩展模拟量输入模块和输出模块,设计了系统框架,介绍了系统工作原理,设计了计算机软件系统。所设计的起落架密封圈磨合试验台控制系统自动化程度高,可按试验要求开展密封圈磨合试验,对提升密封圈性能和可靠性具有较好的研究意义。 展开更多
关键词 起落架 密封圈 磨合试验 试验台
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矿用星型径向活塞气动马达曲轴结构优化
9
作者 郑恒 周朋飞 《煤矿机械》 2026年第2期143-147,共5页
矿用星型径向活塞气动马达是一种可以将压缩空气的压力能转换为旋转机械能的装置,在石油钻井、钻凿岩孔、采矿等行业应用广泛。曲轴连杆机构是马达将活塞的直线运动转化为曲轴旋转运动的关键部件,然而曲轴受到明显的外界激振,对气动马... 矿用星型径向活塞气动马达是一种可以将压缩空气的压力能转换为旋转机械能的装置,在石油钻井、钻凿岩孔、采矿等行业应用广泛。曲轴连杆机构是马达将活塞的直线运动转化为曲轴旋转运动的关键部件,然而曲轴受到明显的外界激振,对气动马达的工况产生较大的破坏。通过对曲轴进行模态分析,并对曲轴结构进行优化,避免了固有频率和激振频率重合产生共振。研究结果表明,优化后的曲轴在平衡性和振动特性方面均有显著改善,为矿用气动马达的性能提升提供了有效途径。 展开更多
关键词 气动马达 曲轴 模态分析 结构优化
原文传递
提高凿岩台车前导套使用寿命的技术改进研究
10
作者 童桂兵 《云南水力发电》 2026年第3期60-63,共4页
工程凿岩台车是锚杆造孔的主要设备,凿岩机前导套作为凿岩机工作装置的重要组成配件,起到钎尾支撑及旋转导向的作用。凿岩机在工作过程中,钎尾需要带动钻杆旋转以完成凿孔工作。在旋转过程中还会因冲击产生轴向运动,而前导套固定在凿岩... 工程凿岩台车是锚杆造孔的主要设备,凿岩机前导套作为凿岩机工作装置的重要组成配件,起到钎尾支撑及旋转导向的作用。凿岩机在工作过程中,钎尾需要带动钻杆旋转以完成凿孔工作。在旋转过程中还会因冲击产生轴向运动,而前导套固定在凿岩机壳体上,因此钎尾与前导套之间会产生相对运动,不可避免的对前导套造成磨损。 展开更多
关键词 前导套 使用寿命 技术改进 提高效率
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气动阀岛控制系统在新能源领域中的应用与验证
11
作者 王威凯 林李龙 《中国设备工程》 2026年第2期82-84,共3页
本文详细阐述了气动控制系统在工业自动化生产系统的应用情况,结合系统架构图,深入分析PLC、阀岛、气缸等组件的协同工作原理,实现高精度控制、低能耗及高可靠性。实验结果表明,气动控制系统显著提升了气动阀岛的整体性能,为相关领域的... 本文详细阐述了气动控制系统在工业自动化生产系统的应用情况,结合系统架构图,深入分析PLC、阀岛、气缸等组件的协同工作原理,实现高精度控制、低能耗及高可靠性。实验结果表明,气动控制系统显著提升了气动阀岛的整体性能,为相关领域的技术创新提供了有力支持。 展开更多
关键词 气动控制系统 气动阀岛 PLC控制 性能优化
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空压机节能改造技术方案
12
作者 冯浩民 《中国设备工程》 2026年第6期230-231,共2页
某电厂空压机在使用过程中出现频繁加卸载现象,容易引起压缩机轴承损坏等问题,缩短设备寿命的同时也会增加维保费用。为了消除这一现象,对原压缩空气系统进行节能改造。改造后的系统运行能耗下降显著,年节约电量约为553120kW·h,相... 某电厂空压机在使用过程中出现频繁加卸载现象,容易引起压缩机轴承损坏等问题,缩短设备寿命的同时也会增加维保费用。为了消除这一现象,对原压缩空气系统进行节能改造。改造后的系统运行能耗下降显著,年节约电量约为553120kW·h,相当于年度节约标准煤量约为65.52tec,节能效果明显。 展开更多
关键词 空压机 频繁加卸载 节能 运行能耗
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立式加工中心气动门结构优化设计
13
作者 于文启 安鑫 《机械研究与应用》 2026年第1期74-77,共4页
随着数控机床新技术的发展及工业自动化的广泛应用,数控机床的自动化水平得到大幅提高,越来越多数控机床的防护门需要适配各类自动化场景,以满足无人化生产需求。该文阐述了防护自动门的发展现状和结构特点,对比了三种主要的自动门结构... 随着数控机床新技术的发展及工业自动化的广泛应用,数控机床的自动化水平得到大幅提高,越来越多数控机床的防护门需要适配各类自动化场景,以满足无人化生产需求。该文阐述了防护自动门的发展现状和结构特点,对比了三种主要的自动门结构,并基于经济性需求对立式加工中心气动门结构进行了优化设计,优化后的气动门具备结构稳定可靠、信号采集准确、安装调试简易、维护使用方便、成本低等优点,能够提高机床加工效率,为立式加工中心自动门装置的设计提供了一种高效可行的方案,有助于机床自动化、智能化水平的提高。 展开更多
关键词 立式加工中心 气缸 自动门 优化设计
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基于Fluent的大型空气过滤器天圆地方流场分析
14
作者 陈林 汪健 《今日制造与升级》 2026年第2期101-103,共3页
大型空气压缩机入口一般需要配套高精度过滤器用于去除空气中的粉尘,保证压缩机以及下游设备的长周期运行。目前大型空气过滤器外型结构一般为方形,需要采用“天圆地方”的结构与压缩机入口管道相连。“天圆地方”结构是否合理将影响到... 大型空气压缩机入口一般需要配套高精度过滤器用于去除空气中的粉尘,保证压缩机以及下游设备的长周期运行。目前大型空气过滤器外型结构一般为方形,需要采用“天圆地方”的结构与压缩机入口管道相连。“天圆地方”结构是否合理将影响到压缩机的高效、安全运行。文章采用ANSYS Fluent对某公司大型空气过滤器“天圆地方”的流场进行分析,判断其是否有改进的必要。 展开更多
关键词 空气过滤器 天圆地方 流场分析
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比例方向阀控气动执行器自适应鲁棒运动伺服控制 被引量：1
15
作者 钱鹏飞 樊小峰 +3 位作者 冯志远 刘磊 浦晨玮 何迪 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期542-547,594,共7页
为实现气动执行器的高精度运动轨迹跟踪控制,将一个比例方向阀控气缸系统作为研究对象,从控制策略角度设计了一种具有参数在线自适应的鲁棒控制器.首先,建立了系统的比例方向阀流量模型、气缸运动学模型、气缸摩擦力模型和气缸热力学模... 为实现气动执行器的高精度运动轨迹跟踪控制,将一个比例方向阀控气缸系统作为研究对象,从控制策略角度设计了一种具有参数在线自适应的鲁棒控制器.首先,建立了系统的比例方向阀流量模型、气缸运动学模型、气缸摩擦力模型和气缸热力学模型;其次,基于反步法设计鲁棒控制器来抑制系统的参数估计误差、不确定非线性以及外界干扰的影响,并为控制器设计了在线参数自适应率以实时有效地估计系统模型中的参数不确定项;最后,通过MATLAB/Simulink中的XPC-Target模块搭建了气动运动轨迹自适应鲁棒跟踪控制的实时控制系统.试验结果表明,所设计的控制器能够实现良好的轨迹跟踪控制性能,跟踪0.4 Hz正弦轨迹时的最大跟踪误差为0.80 mm,约为幅值的2.67%. 展开更多
关键词 比例方向阀 气缸 反步法 自适应鲁棒控制 运动轨迹跟踪
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晶圆键合用气液增压设备控制系统设计与试验 被引量：1
16
作者 安高成 张建宇 +3 位作者 刘宝玉 陈东良 肖让 郭嘉琪 《机床与液压》 北大核心 2025年第8期85-92,共8页
在芯片制造过程中,晶圆键合技术需将晶圆高精度粘合,其连接质量依赖于稳定且精确的压力控制。为了保证压力稳定且绿色环保,一般采用气液增压设备来实现这一过程。然而,气体刚度较低且密封件摩擦力不稳定,会干扰输出力的稳定性。针对晶... 在芯片制造过程中,晶圆键合技术需将晶圆高精度粘合,其连接质量依赖于稳定且精确的压力控制。为了保证压力稳定且绿色环保,一般采用气液增压设备来实现这一过程。然而,气体刚度较低且密封件摩擦力不稳定,会干扰输出力的稳定性。针对晶圆键合所需的宽范围和高精度输出力,研制一款全新的气液增压设备。为了实现高输出力控制精度,搭建气液增压设备的数学模型,得到控制系统的近似传递函数;设计系统自适应模糊PID控制算法,并通过MATLAB/Simulink仿真对比所提算法和传统PID算法的控制效果,通过样机试验对仿真结果及控制算法优化结果进行验证。结果表明:所设计的自适应模糊PID控制器可以有效提高气液增压设备的控制精度,额定工况下其控制误差小于5‰,且具有较好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 气液增压设备 输出力精度 自适应模糊PID控制
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基于特征频点能量比的空压机喘振故障预警 被引量：2
17
作者 刘磊 刘均海 +1 位作者 彭保龙 修苗苗 《计算机测量与控制》 2025年第2期9-15,共7页
随着自动化的发展,空压机应用在多工序、多场景下,对减少故障和预警提出了更高的要求;论文介绍了空压机喘振故障实验环境和步骤,采用层次分析法来优化喘振故障占权重大的指标,提出一种基于特征频点能量比的喘振故障预警方法来得到振动... 随着自动化的发展,空压机应用在多工序、多场景下,对减少故障和预警提出了更高的要求;论文介绍了空压机喘振故障实验环境和步骤,采用层次分析法来优化喘振故障占权重大的指标,提出一种基于特征频点能量比的喘振故障预警方法来得到振动传感器故障预警结果,再融合优化指标预警结果来提高喘振故障预警准确率,减少故障的发生;通过实验验证:特征频点能量比相较传统预警方法更灵敏,融合优化指标后相较于振动传感器根据特征频点能量比阈值预警y 1提高了18.8%,y_(2)提高了7.7%。 展开更多
关键词 故障预警 空压机 特征频点能量比 层次分析法 喘振故障
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气动单向阀开启过程流场特性分析
18
作者 李延民 杨创 张瑞 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期153-157,163,共6页
基于质量守恒方程和三维时均N-S方程,并利用动网格技术,对气动单向阀的开启过程进行了三维动态仿真。在ANSYS/Fluent 19.0中采用四面体非结构网格、标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,并导入控制阀芯运动的UDF,真实地模拟单向阀开启的动态过... 基于质量守恒方程和三维时均N-S方程,并利用动网格技术,对气动单向阀的开启过程进行了三维动态仿真。在ANSYS/Fluent 19.0中采用四面体非结构网格、标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法,并导入控制阀芯运动的UDF,真实地模拟单向阀开启的动态过程,得到内流场中流体速度、压力、湍流动能和湍流动能耗散率等变量的变化情况。由计算结果发现,在单向阀开启过程中,小开度时,在阀口处的流速比较大,随着开度的增大,阀芯背侧的流场越来越复杂,弹簧座前后出现了比较强的漩涡。据此对单向阀的结构进行改进,减少流体通过阀时的能量损失。 展开更多
关键词 单向阀 动网格技术 UDF CFD 内流场
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高温气冷堆氦气截止阀在线研磨维修方法研究 被引量：1
19
作者 董岱林 吴肖 +2 位作者 武怡明 冯伟 胡宇宙 《机械制造与自动化》 2025年第3期19-22,56,共5页
高温气冷堆氦气截止阀用于通断反应堆回路中的氦气,其密封性能对反应堆的安全运行至关重要。针对氦气截止阀在使用过程中密封性能下降且无法从系统回路中拆卸这一问题,设计一种在线研磨维修设备及截止阀模拟体和试验台架,通过试验验证... 高温气冷堆氦气截止阀用于通断反应堆回路中的氦气,其密封性能对反应堆的安全运行至关重要。针对氦气截止阀在使用过程中密封性能下降且无法从系统回路中拆卸这一问题,设计一种在线研磨维修设备及截止阀模拟体和试验台架,通过试验验证了氦气截止阀在线维修的可行性和良好效果。 展开更多
关键词 核电 高温气冷堆 截止阀 在线研磨 维修方法
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