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汽车电动助力转向系统回正控制方法研究与仿真

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汽车电动助力转向系统回正控制方法研究与仿真

作者：薛海亮山东理工大学

学位级别：硕士

电动助力转向系统(Electric Power Steering System,EPS)具有转向轻便、操纵灵活、质量轻、耗能低等优点,已经成为各类乘用车的标配系统。其控制器作为核心部件是转向系统研究领域中的热点。电动助力转向系统的性能在很大程度上受控制... 详细信息

电动助力转向系统(Electric Power Steering System,EPS)具有转向轻便、操纵灵活、质量轻、耗能低等优点,已经成为各类乘用车的标配系统。其控制器作为核心部件是转向系统研究领域中的热点。电动助力转向系统的性能在很大程度上受控制器性能的影响,而控制器的性能又受到控制策略的影响,因此控制策略的研究十分重要。控制策略的研究是一个复杂而困难的课题,本论文针对电动助力转向控制策略中的回正控制进行研究,旨在使任一车速、任一转角下的回正时间和回正残余角降低。本论文主要进行了以下几个方面的工作:首先,对EPS系统的组成、工作原理、不同类型EPS的特点以及EPS系统关键零部件的功用进行了介绍;分析了转向系统的运动过程和转向阻力矩的计算方法;同时,给出了相关的数学模型和在matlab/simulink环境下搭建了物理模型。其中,转向阻力矩的分析时将轮胎的变形视为线性变形进行分析,重点分析了前轮定位参数对转向阻力矩的影响,以及整车转向时的动态变化对阻力矩的影响。其次,分析了转向回正的特点,给出回正状态判断方法和回正目标电流的确定方法,并对回正控制策略进行研究。缩短回正控制策略的执行时间是控制策略的研究主要内容之一。本文通过采用直线型助力特性曲线缩短目标回正电流的确定时间,采用PI控制算法缩短回正电流和PWM输出电压的确定时间,并使电流闭环+电压修正的控制算法进行优化,同时,又使用模糊控制进一步优化PI控制参数Kp、Ki。然后,对软硬件进行设计、对控制元件进行选型。在软件设计方面,本文采用了基于模型的设计方法将控制策略转化为可视化的控制模型,控制模型具体包括:目标回正电流设定模块、电流采集模块、测速模块、模糊PID模块、电机换向控制模块、扭矩传感器信号处理模块和PWM模块;再设置simulink,将控制模型转化成C代码;并且根据需要配置了相关寄存器。在元件选型和硬件设计方面,本文具体分析了如何对助力电机、扭矩传感器以及主控芯片的选型,并围绕所选的元件设计了控制器的最小电路、信号采集电路、助力电机驱动电路和保护电路。最后,将搭建好的物理模型和控制模型连接起来,在matlab/simulink环境下进行软件仿真验证,得出回正过程对比曲线;然后将硬件电路连接并将控制策略烧写进控制器,进行台架仿真实验,得出回正过程对比曲线。根据仿真实验结果可以得出:回正控制策略可以明显减小转向时的回正残余角,同时又可以有效抑制高速行驶时回正超调现象,并且在全速范围内回正控制都能缩短回正时间。

关键词：电动助力转向回正控制基于模型的设计 MC9S08AW60

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玉米秸秆燃烧特性试验研究

玉米秸秆燃烧特性试验研究

作者：薛海亮华北电力大学（河北）

学位级别：硕士

研究玉米秸秆在层燃锅炉内的燃烧特性,对于保持锅炉的安全经济运行具有重要意义。以晋州秸秆电厂燃用玉米秸秆为研究对象,研究玉米秸秆的燃烧特性,包括热天平和炉内燃烧。对锅炉的主要燃料玉米秸秆作了不同升温速率下的燃烧和热解实验,... 详细信息

研究玉米秸秆在层燃锅炉内的燃烧特性,对于保持锅炉的安全经济运行具有重要意义。以晋州秸秆电厂燃用玉米秸秆为研究对象,研究玉米秸秆的燃烧特性,包括热天平和炉内燃烧。对锅炉的主要燃料玉米秸秆作了不同升温速率下的燃烧和热解实验,得到了燃烧和热解特性曲线,通过对燃烧和热解特性曲线的热重分析,总结了玉米秸秆的燃烧和热解规律,求出不同升温速率下燃烧和热解的特征参数以及动力学参数。对锅炉本体和燃烧设备作了简单的介绍,针对调试过程中燃烧设备出现的问题进行了总结探讨。对锅炉调试过程中影响燃料燃烧的多种因素和运行控制进行了分析探讨。本文的工作为秸秆电厂的安全经济运行提供了参考。

关键词：玉米秸秆层燃锅炉燃烧特性

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面向声阵列网络的节点自定位算法研究

面向声阵列网络的节点自定位算法研究

作者：薛海亮浙江大学

学位级别：硕士

声阵列网络,是由日益发展的无线传感器网络技术同声阵列技术相融合,而出现的高性能网络化声信号处理模型。声阵列节点的位置和朝向信息是进行数据融合和网络管理的基础。自定位技术是声阵列网络的关键支撑技术和研究热点之一。本文在研... 详细信息

声阵列网络,是由日益发展的无线传感器网络技术同声阵列技术相融合,而出现的高性能网络化声信号处理模型。声阵列节点的位置和朝向信息是进行数据融合和网络管理的基础。自定位技术是声阵列网络的关键支撑技术和研究热点之一。本文在研究无线传感器网络常用定位技术和声阵列网络工作特点的基础上：1,提出了基于移动信标和DOA (Direction of Arrival,波达方向)的声阵列网络自定位机制;2,提出了基于目标声源和DOA的声阵列网络自定位机制;3,对所提方法进行了仿真分析和实验验证。基于移动信标和DOA的自定位机制分为三个算法：基本最大似然估计BML (Basic Maximum Likelihood estimator)、具有声信号传播延时补偿功能的最大似然估计PCML(Propagation Compensated Maximum Likelihood estimator)和基于二次计算的轻量级最大似然估计RML (Recalculation Maximum Likelihood estimator)。采用移动信标进行自定位,可以显著提高信标节点的重复利用率,有效降低所需的设备或人工成本。在深入分析声信号传播延时诱导误差和BML的基础上,本文给出了具有完备理论分析的PCML和在工程上更为实用的经验算法RML。本文详细分析了信标节点移动速度、DOA误差和节点感知半径等关键因素对以上三种算法的精度和计算复杂度等方面的影响。基于目标声源和DOA的自定位机制首先利用最小二乘和扩展卡尔曼滤波等方法,获取目标的位置或轨迹。之后,未知节点将目标声源作为信标(即伪信标),利用BML、PCML和RML等方法实现自定位。该机制主要面向以下问题：1,网络初始化过程中,由于信标信息不足,部分节点无法实现有效的自定位;2,在网络工作过程中,由于外界干扰,某些节点的位置或朝向信息发生了变化,需要重新进行自定位。本文详细分析了DOA误差、正常节点的比例和目标声源移动速度等关键因素对自定位效果的影响。除了理论和仿真分析之外,本文还采用实际系统,对所提出的自定位机制进行了验证,保障了其可行性和有效性。所采用的实验系统结合了典型的无线传感器网络技术和声阵列技术。实验证明,所提出的两种机制可有效实现声阵列节点的自定位。

关键词：声阵列网络自定位节点移动信标波达方向最大似然估计

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装配式筑堤工程结构有限元分析

装配式筑堤工程结构有限元分析

作者：薛海亮大连理工大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,港口工程的建造技术也发生着日新月异的变化。最近,一种装配式筑堤技术又应运而生,该技术采用岸上预制构件,海上组装的方法,极大的减少了施工的工程量,并有着造价低,速度快,质量好等优点,是一种极具应用价值的... 详细信息

随着科学技术的不断发展,港口工程的建造技术也发生着日新月异的变化。最近,一种装配式筑堤技术又应运而生,该技术采用岸上预制构件,海上组装的方法,极大的减少了施工的工程量,并有着造价低,速度快,质量好等优点,是一种极具应用价值的新兴技术。不过,到目前为止,对于该技术还未形成系统的理论,在各种工况下,其结构的稳定性和各构件的强度是否满足实际工程要求也还需进一步的理论研究。本文针对装配式筑堤这一新兴技术,利用有限元分析软件—ANSYS,考虑结构受到的各种荷载作用,对其结构变形和各构件的应力分布进行有限元分析,以此为该技术在以后的发展中提供必要的理论依据。ANSYS软件拥有强大的结构分析与问题处理功能,在本次论文中,着重应用了其结构静力分析,模态分析,反应谱理论,瞬态动力分析等分析模块;并应用三维8节点含钢筋单元SOLID65模拟钢筋混凝土,三维8节点单元SOLID45模拟岩土;应用Drucker-Prager准则定义其土体的各项参数。对混凝土与土体的接触面,应用Targel70单元和Contal73单元定义其接触面参数,以满足变形协调条件。本文应用有限元分析软件—ANSYS,综合考虑了装配式筑堤结构在波浪荷载、土压力的作用下,对其整体结构的变形,以及各个构件的应力分布进行了系统的分析,得到了装配式筑堤结构在各个水位下的结构变形图和构件的应力分布图,找到其结构的薄弱环节并加以完善,为装配式筑堤的发展提供了理论依据。同时,本文亦对装配式筑堤进行了抗震分析,通过施加不同烈度的地震谱和地震波,对结构进行了地震动态响应分析,得到了装配式筑堤结构在地震谱和地震波的作用下,其结构的位移时程曲线和各个构件的应力变化时程曲线,为装配式筑堤的抗震设计提供了依据。分析结果表明,装配式筑堤工程技术具有造价低、速度快、质量好等优点外,其结构的可靠性和构件的安全性同样可以令人满意,说明了装配式筑堤工程技术是一极具应用前景的新型港口工程建造技术。

关键词：装配式筑堤有限元分析结构稳定性

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玉米秸秆燃烧过程及燃烧动力学分析

太阳能学报 2008年第12期29卷 1569-1572页

作者：田松峰罗伟光荆有印薛海亮华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003 河北晋州秸秆热电厂晋州052260

采用 TG-DTA-DTG 热分析联用技术对玉米秸秆在不同升温速率下进行了燃烧实验。考察了着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度等燃烧特征参数。根据对不同升温速率下玉米秸秆燃烧过程的分析,用双组分分阶段反应模型能够很好的描述玉米... 详细信息

采用 TG-DTA-DTG 热分析联用技术对玉米秸秆在不同升温速率下进行了燃烧实验。考察了着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度等燃烧特征参数。根据对不同升温速率下玉米秸秆燃烧过程的分析,用双组分分阶段反应模型能够很好的描述玉米秸秆的燃烧过程。建立了玉米秸秆反应动力学方程,得到了在不同温度区间的燃烧动力学方程和表观活化能、频率因子等燃烧动力学参数,并提出了相应的燃烧机理。

关键词：玉米秸秆双组分分阶段反应模型燃烧动力学

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浅谈网格密度对叶片频率的影响

汽轮机技术 2014年第5期56卷 345-346页

作者：薛海亮赵英英哈尔滨汽轮机厂有限责任公司哈尔滨150046

采用有限元法对整圈叶片一阶频率进行分析时,由于叶片网格划分的不同,可能对频率计算造成较大影响。通过研究叶片网格密度变化对整圈叶片一阶频率的影响,发现叶片径向网格密度变化对整圈叶片的一阶频率影响不大;叶片厚度方向网格密度最... 详细信息

采用有限元法对整圈叶片一阶频率进行分析时,由于叶片网格划分的不同,可能对频率计算造成较大影响。通过研究叶片网格密度变化对整圈叶片一阶频率的影响,发现叶片径向网格密度变化对整圈叶片的一阶频率影响不大;叶片厚度方向网格密度最好不少于4层;弧形叶根轴向网格密度小于一定数值时计算结果相差很大。

关键词：有限元法叶片一阶频率网格密度

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515mm叶片的动力特性分析

电站系统工程 2013年第1期29卷 71-71,73页

作者：刘明汪长青郭健捷薛海亮赵英英哈尔滨电气股份有限公司哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司哈尔滨汽轮机厂有限责任公司

采用有限元法对叶片的动力特性进行分析时,利用叶片结构的循环对称特性能减小计算规模并且以较少高质量的网格获得理想的计算结果。根据循环对称算法对515 mm整圈叶片进行频率计算,其计算结果与实测结果吻合较好。

关键词：有限元叶片动力特性

圆弧曲面复式箱舱防波堤结构的开孔率与填充率研究

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水运工程 2015年第5期 59-66页

作者：史奔骏薛海亮张日向大连理工大学辽宁大连116024 大连泛海建设投资有限公司辽宁大连116023

采用不规则波浪试验,研究了一种新式异型防波堤——圆弧曲面复式箱舱防波堤的水力特性以及堤上不同部位波力随箱舱结构主要影响因素的变化规律,得出在试验工况条件下适宜的圆弧曲面开孔率、舱箱顶板开孔率以及箱内碎石填充率,为实际工... 详细信息

采用不规则波浪试验,研究了一种新式异型防波堤——圆弧曲面复式箱舱防波堤的水力特性以及堤上不同部位波力随箱舱结构主要影响因素的变化规律,得出在试验工况条件下适宜的圆弧曲面开孔率、舱箱顶板开孔率以及箱内碎石填充率,为实际工程提供参考数据与建议。

关键词：防波堤开孔率填充率受力特性波浪力

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浅谈方山县土壤侵蚀地貌分区与开发治理途径

山西水土保持科技 1984年第3期 14-20页

作者：张茂盛薛海亮山西省农科院资源所方山县水利水保局

方山县位于吕梁山系的中段西翼,总面积1434.1平方公里,三川河的北干流由北往南纵贯全境。境内土石山区面积占总面积的81.6％,植被较好,水土流失轻微。只有少部分的黄土丘陵沟壑区水土流失严重,是治理重点。根据方山县圪洞水文站和山西... 详细信息

方山县位于吕梁山系的中段西翼,总面积1434.1平方公里,三川河的北干流由北往南纵贯全境。境内土石山区面积占总面积的81.6％,植被较好,水土流失轻微。只有少部分的黄土丘陵沟壑区水土流失严重,是治理重点。根据方山县圪洞水文站和山西省水保所观测资料分析计算:在治理前全县年平均土壤侵蚀量为588.1万吨,从1961——1980年逐年治理度达到11％时,同期年平均土壤侵蚀量为409.8万吨,减少30％。各地类土壤侵蚀量变化情况见表一。

关键词：土石山区土壤侵蚀黄土丘陵沟壑区侵蚀模数水蚀模数地貌分区地貌区划方山县治理途径