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并联伺服阀的同步控制策略

浙江大学学报（工学版） 2012年第6期46卷 1054-1059,1066页

作者：方锦辉魏建华孔晓武浙江大学流体传动及控制国家重点实验室浙江杭州310027

针对大型振动台和线性摩擦焊机等设备对液压伺服系统的大流量和高频响要求,以及现有伺服阀随着额定流量增加频响大幅降低的矛盾,提出多个伺服阀并联使用的方案.为克服伺服阀在通径、制造和电气等方面差异所导致的阀并联工作时阀芯过零... 详细信息

针对大型振动台和线性摩擦焊机等设备对液压伺服系统的大流量和高频响要求,以及现有伺服阀随着额定流量增加频响大幅降低的矛盾,提出多个伺服阀并联使用的方案.为克服伺服阀在通径、制造和电气等方面差异所导致的阀并联工作时阀芯过零位出现同步误差、造成流量降低和油路冲击等问题,通过监测伺服阀在不同频率、不同幅值正弦信号下和变幅值的类正弦信号下阀芯的位移,得出阀芯运动的若干非线性特征,并在此基础上采用移相和变幅相结合的同步控制策略,解决了阀芯运动的不同步问题.通过对相对滞后阀的指令信号进行超前移相,消除了大部分的同步误差;缩小相对滞后阀的指令信号幅值同时增大相对超前阀的信号幅值,进一步削减了阀并联运动的同步误差.实验结果表明,该同步控制策略效果良好,两阀阀芯穿越零位的相位差可控制在±2°.

关键词：伺服阀并联控制同步控制振动台移相变幅

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主动式比例插装阀与系统工况的匹配性设计

浙江大学学报（工学版） 2014年第1期48卷 15-20页

作者：孔晓武方锦辉蒲增坤浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

针对标准比例插装阀无法满足压铸机射料系统对控制精度和动态响应指标要求的问题,从系统的工况参数出发,推导主动式比例插装阀结构参数的设计公式,使比例插装阀的最大阀口开度、阀口体积流量增益、阶跃响应速度与系统的需求相匹配,从而... 详细信息

针对标准比例插装阀无法满足压铸机射料系统对控制精度和动态响应指标要求的问题,从系统的工况参数出发,推导主动式比例插装阀结构参数的设计公式,使比例插装阀的最大阀口开度、阀口体积流量增益、阶跃响应速度与系统的需求相匹配,从而降低先导流量的需求,有利于降低先导阀的成本和提高先导阀的频响.根据该设计方法,对压铸机射料系统中所采用的大流量比例插装阀进行匹配性设计,在满足体积流量增益的前提下,有效地缩短了主阀芯的总行程和控制活塞直径,先导阀规格由10通径降低到6通径.仿真结果表明,采用新设计的比例插装阀,压射系统达到了预期的技术指标.

关键词：比例插装阀主动控制系统工况匹配设计

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基于干扰观测器的盾构推进系统非线性控制

中南大学学报（自然科学版） 2018年第8期49卷 1922-1928页

作者：李明杰魏建华方锦辉浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

为了提高盾构推进系统在复杂地质中进行隧道掘进的精度和稳定性,提出1种基于干扰观测器、同时考虑推进液压系统中的模型不确定性和外部干扰非线性控制算法。建立推进系统的动力学模型,并通过反步设计法的李雅普若夫方程证明控制系统的... 详细信息

为了提高盾构推进系统在复杂地质中进行隧道掘进的精度和稳定性,提出1种基于干扰观测器、同时考虑推进液压系统中的模型不确定性和外部干扰非线性控制算法。建立推进系统的动力学模型,并通过反步设计法的李雅普若夫方程证明控制系统的稳定性。通过MATLAB和AMESim联合仿真以及MATLAB Simulink实时系统下的实验验证控制算法的有效性。研究结果表明:相比于传统PID控制算法,本文提出的控制算法的控制精度和抗干扰能力均有较大提高。

关键词：盾构干扰观测器非线性控制反步设计法李雅普若夫方程

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致密气藏压后渗吸实验及数值模拟研究

致密气藏压后渗吸实验及数值模拟研究

作者：方锦辉中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

随着我国能源需求的增加和能源结构的调整,作为非常规气藏的致密气受到越来越多的重视。为了高效开采致密气藏,为致密气藏压后闷井时间即开井制度优化提供依据,本文选取大庆油田致密砂岩天然岩心,结合压汞、电镜扫描和X衍射等实验,在室... 详细信息

随着我国能源需求的增加和能源结构的调整,作为非常规气藏的致密气受到越来越多的重视。为了高效开采致密气藏,为致密气藏压后闷井时间即开井制度优化提供依据,本文选取大庆油田致密砂岩天然岩心,结合压汞、电镜扫描和X衍射等实验,在室内开展了静态渗吸实验,研究了致密储层静态渗吸的规律及其影响因素;同时结合核磁共振、CT扫描实验,利用数值模拟技术,模拟了不同开井制度下气井的产量。主要取得了以下研究成果:（1）研究区致密储层平均孔隙度为2.99%,平均渗透率为0.06m D,其中沙河子组储层性质相较基底基底组更好。原生孔为储气空间,而与原生粒间孔相连的次生溶蚀孔、粒间溶蚀缝和颗粒边缘溶蚀缝则为渗吸提供了适合的通道。（2）致密砂岩岩心静态渗吸气水置换主要作用在静态渗吸过程的早期阶段;在致密气藏的储层渗透率范围内,静态渗吸采出程度随渗透率增大而增大;静态渗吸速度随岩心亲水性的增强而加快,最终采出程度随岩心亲水性的增强而提高;压裂时所用的压裂液对储层渗吸效果有较大影响。（3）压裂液滞留在储层中一方面不利于产能,因为会导致水锁严重,会导致储层污染;但另一方面又有利于产能,因为返排时,孔隙间“气水置换”有利于气体产出,水基压裂液清洗裂缝,增大导流能力,同时压裂液吸水诱导出新裂缝,增大渗透率。（4）综合优化闷井时间和日排水量得到了稳产天数和对应累产量的图版。图版说明对于试验井,稳产480天,日产水60方/天,是兼顾较高采收率和合理日产量的最优方案。

关键词：致密储层静态渗吸闷井岩心渗吸采出程度

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伺服比例阀的非线性建模与实验验证

浙江大学学报（工学版） 2014年第5期48卷 784-790页

作者：方锦辉孔晓武魏建华浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

针对伺服比例阀中存在的多种非线性因素,提出包含滞环、磁饱和、时变参数、摩擦、液动力等特征在内的阀整体模型.基于非线性电路原理,建立比例电磁铁的集中参数模型.在多个不同固定气隙下进行电磁铁的阶跃电压动态测试,获取一系列磁化... 详细信息

针对伺服比例阀中存在的多种非线性因素,提出包含滞环、磁饱和、时变参数、摩擦、液动力等特征在内的阀整体模型.基于非线性电路原理,建立比例电磁铁的集中参数模型.在多个不同固定气隙下进行电磁铁的阶跃电压动态测试,获取一系列磁化特性曲线,通过曲线拟合和数据插值等方法建立电感、电磁力增益和耗散电阻等电磁铁关键参数的非线性函数式.根据动力学方程建立阀体机械运动部件的模型,采用直接测量和间接估算相结合的方法确定各项参数值.通过实验获取恒定压差下稳态液动力与阀芯开度的关系曲线,并提供拟合后的数学表达式.为验证伺服比例阀综合模型的准确性,设计开环和闭环2种测试方法.开环时直接给电磁铁施加恒定电压,并采集电流与阀芯位移的阶跃响应曲线;闭环时通过阀芯位置PID控制器,分别测试空载与加载时的阀芯动态响应特性.仿真和实验结果表明,仿真模型在同样的参数和测试条件下获得与实验相吻合的响应曲线,验证模型的有效性,为后续针对伺服比例阀的控制器开发和故障诊断等工作提供有效的工具.

关键词：伺服比例阀非线性建模磁滞模型比例电磁铁电液控制

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北极海冰减少及其与相关气象场的联系

高原气象 2002年第6期21卷 565-575页

作者：方之芳郭裕福乔琪方锦辉成都信息工程学院四川成都610041 中国科学院大气物理研究所LASG 北京100029 贵州省气象局贵州贵阳550002 福建省云霄县气象局福建云霄363300

利用 195 3— 1998年北极海冰资料及相应的海平面气压场和我国东北 4 2°N以北 2 2个台站气温资料 ,应用统计分析方法 ,研究海冰和气象场的年际和年代际变化以及它们的联系。得到如下结论 :(1)高纬各纬度带和主要海域的海冰范围都呈现... 详细信息

利用 195 3— 1998年北极海冰资料及相应的海平面气压场和我国东北 4 2°N以北 2 2个台站气温资料 ,应用统计分析方法 ,研究海冰和气象场的年际和年代际变化以及它们的联系。得到如下结论 :(1)高纬各纬度带和主要海域的海冰范围都呈现明显的衰减现象 ,6 0°N以北纬带趋势项的方差贡献超过总方差一半 ,远远大于周期项的方差贡献 ,此海域更明显显示近年海冰减少的现象。 (2 )巴伦支海和格陵兰海 ,海冰的年代际变化具有明显的 10年以上的周期变化特点 ,也存在明显的减少趋势 ;而拉布拉多海和白令海海冰主要是 10年以上的周期变化。 (3)自 90年代开始 ,海冰均发生陡然减少的现象 ,对全球气候变暖现象 ,海冰的变化是十分敏感的。 (4) 4 0°N以北的各纬度带的海平面气压的总体趋势是下降的 ,北冰洋涛动指数明显显示海平面气压场的减少趋势和 90年代前后的显著性差异。 (5 )与海平面气压的下降相对应 ,我国东北的温度是明显上升的。 (6 )北冰洋涛动能制约巴伦支海、格陵兰海和拉布拉多海域的海冰范围 ,也与我国东北温度有十分密切的联系。当AO指数偏大时 ,即冬季冰岛附近海平面气压偏低时 ,巴伦支海和格陵兰海海冰范围缩小 ,而拉布拉多海海冰范围扩大 ;我国东北冬半年的温度出现明显上升。

关键词：年代际变化北极海水海平面气压场北冰洋涛动指数气候变化年际变化统计分析方法

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油液混合动力挖掘机多控制策略参数匹配仿真

中国机械工程 2017年第9期28卷 1043-1049页

作者：谭贤文方锦辉费树辉金月峰浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 徐州徐工挖掘机械有限公司徐州221004

为提高油液混合动力系统挖掘机的节能效果,研究了辅助动力系统多控制策略的参数匹配问题。根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,提出稳定发动机工作点+恒排量释放、稳定发动机工作点+恒扭矩释放、稳定主泵工作点+恒排量释放及稳定... 详细信息

为提高油液混合动力系统挖掘机的节能效果,研究了辅助动力系统多控制策略的参数匹配问题。根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,提出稳定发动机工作点+恒排量释放、稳定发动机工作点+恒扭矩释放、稳定主泵工作点+恒排量释放及稳定主泵工作点+恒扭矩释放四种控制策略,并建立了系统主要元件数学模型,仿真对比分析四种控制策略的节能效果,得出稳定发动机工作点+恒排量释放节能效果最优的结论,并依此确定辅助马达参数。仿真结果表明:较原系统,参数匹配后的混合动力系统节油率提高了9.8%,工作效率提升了9.72%。

关键词：油液混合参数匹配控制策略蓄能器

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复合材料成形液压机自适应鲁棒运动控制

浙江大学学报（工学版） 2018年第5期52卷 925-933页

作者：魏建华孙春耕方锦辉王刚浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027

针对复合材料液压机电液系统中广泛存在的参数不确定性、不确定非线性和外干扰,设计基于非连续映射的非线性自适应鲁棒运动控制器.自适应控制器对系统参数进行在线估计,所估计的参数虽不能完全收敛到真实值,但可以限定在上确界和下确界... 详细信息

针对复合材料液压机电液系统中广泛存在的参数不确定性、不确定非线性和外干扰,设计基于非连续映射的非线性自适应鲁棒运动控制器.自适应控制器对系统参数进行在线估计,所估计的参数虽不能完全收敛到真实值,但可以限定在上确界和下确界范围内,满足鲁棒控制不确定量上、下界的要求;参数自适应律渐进消除了参数不确定性引起的模型补偿误差,保证输出跟踪可以拥有规定的瞬态和稳态响应性能.鲁棒控制律可以抑制未建模动态、参数估计误差和外干扰的影响.利用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性.仿真和实验结果表明,设计的控制器对所规划的运动轨迹具有精确的跟踪控制和强鲁棒的控制性能.

关键词：液压机电液系统自适应鲁棒控制运动控制 Lyapunov理论

蒸汽喷射真空泵+水环泵系统应用于炉外真空精炼

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节能与环保 2016年第4期 62-64页

作者：方锦辉宝钢工程技术集团有限公司

宝钢炼钢厂5#R H的原有真空泵系统由四级全蒸汽喷射真空泵组成,抽气量在绝对压力67 Pa时为1200kg/h,设计蒸汽消耗是42t/h,实际生产时蒸汽耗量高达45t/h以上。由于蒸汽耗量大,致使RH生产成本居高不下。通过节能技术改造,现真空泵系统由... 详细信息

宝钢炼钢厂5#R H的原有真空泵系统由四级全蒸汽喷射真空泵组成,抽气量在绝对压力67 Pa时为1200kg/h,设计蒸汽消耗是42t/h,实际生产时蒸汽耗量高达45t/h以上。由于蒸汽耗量大,致使RH生产成本居高不下。通过节能技术改造,现真空泵系统由蒸气喷射真空泵＋水环泵组成形式,不仅实现节能减排的目的,而且降低了RH生产成本。同时,由于蒸汽消耗减少,

关键词：蒸汽喷射真空泵真空泵系统蒸汽耗量抽气量真空精炼组成形式蒸汽消耗节能技术吸入压力节能减排