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基于变论域模糊控制的X舵潜艇空间机动与试验验证

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第11期51卷 149-156,172页

作者：黄斌吕帮俊陈佳宝刘金林海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033

为了发掘X舵潜艇的操纵优势和空间机动能力,建立某型X舵潜艇空间运动模型,构建具备全局指数稳定性的X舵模糊控制系统,重点在X舵模糊控制规则、模糊论域动态调节、模糊积分控制与智能判据等方面进行优化设计.通过潜浮运动仿真比较了变论... 详细信息

为了发掘X舵潜艇的操纵优势和空间机动能力,建立某型X舵潜艇空间运动模型,构建具备全局指数稳定性的X舵模糊控制系统,重点在X舵模糊控制规则、模糊论域动态调节、模糊积分控制与智能判据等方面进行优化设计.通过潜浮运动仿真比较了变论域模糊控制(VUFC)、常规模糊控制(FC)和比例积分微分控制(PID)的效果,结果表明:VUFC控制变深机动过程用时较其他两种控制方法缩短了一半,且无超调,能更好发挥X舵的变深机动能力;从空间运动控制效果来看,VUFC控制通过论域在线调节来满足潜艇变深和定深的不同控制需求,能充分发挥X舵灵活的操纵特性,适应潜艇的运动特点.采用X舵自航模对VUFC控制系统进行了试验验证,证明了该控制系统有效且不依赖模型参数.

关键词：潜艇操纵性 X舵变论域模糊控制空间机动自航模试验

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燃气轮机发电机组协调控制系统仿真研究

燃气轮机技术 2016年第1期29卷 48-53页

作者：邵梦麟梁前超邬健海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室武汉430033 海军工程大学动力工程学院武汉430033

以综合电力系统的电源模块为研究对象,采用Matlab/Simulink仿真软件,基于燃气轮机各部件的电气特性,建立某单轴燃气轮机发电机组控制系统仿真模型,对其进行分级加、减载及三相短路故障仿真实验,研究在燃气轮机转速和同步发电机励磁控制... 详细信息

以综合电力系统的电源模块为研究对象,采用Matlab/Simulink仿真软件,基于燃气轮机各部件的电气特性,建立某单轴燃气轮机发电机组控制系统仿真模型,对其进行分级加、减载及三相短路故障仿真实验,研究在燃气轮机转速和同步发电机励磁控制系统协调作用下机组的动态特性。结果表明在负荷波动过程中,控制系统协调作用能够确保发电机组调速及调压性能满足电网要求,使得供电品质达到电网指标。

关键词：燃气轮机发电机组协调控制动态特性

基于改进遗传算法的某型涡轮对转改造一维优化设计

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燃气轮机技术 2019年第4期32卷 28-33页

作者：赵梓旭余又红李钰洁海军工程大学动力工程学院武汉430033 海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室武汉430033

为提高某型燃气涡轮性能,利用改进遗传算法对该型涡轮进行了对转改造一维设计。设计过程中将涡轮效率作为优化目标,出口气动参数、叶片强度和效率等作为约束条件,将一维设计构建为有约束的非线性优化问题。在简单遗传算法基础上增加自... 详细信息

为提高某型燃气涡轮性能,利用改进遗传算法对该型涡轮进行了对转改造一维设计。设计过程中将涡轮效率作为优化目标,出口气动参数、叶片强度和效率等作为约束条件,将一维设计构建为有约束的非线性优化问题。在简单遗传算法基础上增加自适应机制、改进的交叉方式和惩罚函数处理约束条件等改进方式,选取涡轮的设计变量作为决策变量进行优化计算。优化后的结果显示涡轮的效率较原型涡轮提高了0.6%。

关键词：遗传算法一维设计对转涡轮低维优化

基于虚拟现实的模拟潜望镜半实物仿真系统设计

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舰船电子工程 2017年第11期37卷 72-75页

作者：何曦光黄斌陈佳海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室武汉430033

针对实际装备训练经费高、风险大等问题,论文设计了一种应用于某型潜艇训练模拟器的模拟潜望镜半实物仿真装置。该装置能够在接收模拟器平台实时运动姿态数据基础上,通过虚拟现实技术模拟潜望镜看到的各类视景;同时,该装置能够通过采集... 详细信息

针对实际装备训练经费高、风险大等问题,论文设计了一种应用于某型潜艇训练模拟器的模拟潜望镜半实物仿真装置。该装置能够在接收模拟器平台实时运动姿态数据基础上,通过虚拟现实技术模拟潜望镜看到的各类视景;同时,该装置能够通过采集受训人员在设备上完成的各种操作,驱动潜望镜装置产生回转等动作,实现人机交互,使受训人员能够通过操作和观察潜望镜,产生强烈的触觉和视觉沉浸感,达到模拟真实装备训练的目标。

关键词：虚拟现实半实物仿真模拟潜望镜 vega

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以热损失最小为目标的焦炉工序分析与优化

钢铁研究 2017年第4期45卷 50-56页

作者：刘长鑫谢志辉孙丰瑞海军工程大学热科学与动力工程研究室海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室海军工程大学动力工程学院

基于焦炉工序的物料平衡和能量平衡,以工序热损失最小为目标,构建了焦炉工序的优化模型。以入炉煤配比、加热煤气配比、入炉煤含水量和推焦温度等9个参数为优化变量,考虑13个约束条件,利用焦化厂实际生产数据进行了优化,得到了最小热损... 详细信息

基于焦炉工序的物料平衡和能量平衡,以工序热损失最小为目标,构建了焦炉工序的优化模型。以入炉煤配比、加热煤气配比、入炉煤含水量和推焦温度等9个参数为优化变量,考虑13个约束条件,利用焦化厂实际生产数据进行了优化,得到了最小热损失和最优变量值,并分析了优化变量对最小热损失的影响规律。研究表明:适当增加1/3焦煤和瘦煤的用量并减少气煤、肥煤和焦煤的用量可以降低焦炉工序的热损失;高炉煤气和焦炉煤气用量约为7∶1时,能够使焦炉工序的热损失达到最小值。提高脱硫工艺水平可提高硫分的约束上限,从而间接降低热损失。优化后,混合煤挥发分含量可降低3.3%,最小热损失可降低13.74%。实际生产过程中,应使各原料的用量处于使最小热损失变化较小的区间内,且应尽量接近最优配比,以保证焦炉工序连续平稳生产的同时降低热损失。

关键词：焦炉工序物质流能量流热损失

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凸肩对压气机叶片振动及气动特性影响研究

热力透平 2017年第4期46卷 263-269,304页

作者：李洪松刘永葆余又红贺星海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室武汉430033 海军工程大学动力工程学院武汉430033

针对带凸肩的大展弦比、变截面叶片,研究了凸肩径向位置对叶片振动及气动特性的综合影响。首先,基于瑞利法得到叶片1阶自振频率的解析解,同时对叶片进行有限元模态分析,得到凸肩径向位置对叶片自振频率和振型的影响规律;其次,对不同凸... 详细信息

针对带凸肩的大展弦比、变截面叶片,研究了凸肩径向位置对叶片振动及气动特性的综合影响。首先,基于瑞利法得到叶片1阶自振频率的解析解,同时对叶片进行有限元模态分析,得到凸肩径向位置对叶片自振频率和振型的影响规律;其次,对不同凸肩位置的叶片进行气动力学仿真计算,得到凸肩位于不同径向位置时的叶栅流场特性。综合凸肩对压气机变截面叶片振动及气动特性的影响,得出凸肩径向相对位置为78%时效果最佳的结论。

关键词：压气机变截面叶片凸肩径向位置振动性能气动性能

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微型燃气轮机自动启动控制策略设计

热力透平 2019年第4期48卷 308-314,318页

作者：李浩冬刘永葆贺星李洪松海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室武汉430033 海军工程大学动力工程学院武汉430033

针对微型燃气轮机自动启动控制策略设计的问题,基于手动启动试验数据,给出了排气流量随燃气轮机转速变化的关系式和喷油量随燃油泵转速变化的关系式。分析了在手动启动方式下燃气轮机转速、启动电动机电流、喷油量、燃烧室出口温度等动... 详细信息

针对微型燃气轮机自动启动控制策略设计的问题,基于手动启动试验数据,给出了排气流量随燃气轮机转速变化的关系式和喷油量随燃油泵转速变化的关系式。分析了在手动启动方式下燃气轮机转速、启动电动机电流、喷油量、燃烧室出口温度等动态数据的变化趋势,总结了手动控制规律,基于手动控制规律设计了自动启动控制策略,并进行了试验,验证了控制效果。结果表明基于手动启动试验数据建立的自动启动控制策略能够实现燃气轮机的平稳启动。研究成果可为微型燃气轮机启动控制提供参考。

关键词：微型燃气轮机启动特性自动控制

潜艇应急上浮六自由度运动及黏性流场数值模拟

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国防科技大学学报 2017年第2期39卷 199-206页

作者：周广礼董文才欧勇鹏海军工程大学舰船工程系湖北武汉430033

为揭示潜艇应急上浮过程中的强非线性运动及水动力作用规律,基于RANS方程及流体体积模型,针对Suboff标模建立了潜艇应急上浮数值预报方法。通过开展不同纵倾攻角及斜航漂角下全附体模型的水动力计算,验证了该计算方法的有效性,确定了其... 详细信息

为揭示潜艇应急上浮过程中的强非线性运动及水动力作用规律,基于RANS方程及流体体积模型,针对Suboff标模建立了潜艇应急上浮数值预报方法。通过开展不同纵倾攻角及斜航漂角下全附体模型的水动力计算,验证了该计算方法的有效性,确定了其适用范围,进而结合整体动网格技术模拟了潜艇的应急上浮过程,获得了艇体六自由度运动的时历参数及流场细节信息。数值模拟结果表明该方法能够较合理地描述潜艇上浮的运动规律,也证明了该方法在潜艇上浮多自由度运动及水动力性能研究中的潜力和适用性。

关键词：潜艇应急上浮计算流体力学六自由度运动流场特性

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离心压气机优化设计与流场仿真分析

热力透平 2019年第1期48卷 47-52页

作者：任济民梁前超贺星高海宁海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室武汉430033 海军工程大学动力工程学院武汉430033

采用正问题设计方法设计了一个压比为4.2的离心压气机模型。根据压缩系统边界条件约束,首先进行了一维计算,获取叶轮的轮廓图,然后采用参数化建模方法建立了含分流叶片的三维模型,运用CFX软件对不同叶片稠度下的叶轮气动热力学进行了对... 详细信息

采用正问题设计方法设计了一个压比为4.2的离心压气机模型。根据压缩系统边界条件约束,首先进行了一维计算,获取叶轮的轮廓图,然后采用参数化建模方法建立了含分流叶片的三维模型,运用CFX软件对不同叶片稠度下的叶轮气动热力学进行了对比数值计算,分析叶轮内部流场及其性能,最终选定9叶片的叶轮为最佳方案。在扩压器的设计方面,提出了一种叶片高度逐渐增加的有叶扩压器模型,并使用CFX对设计的扩压器模型与普通的扩压器进行了数值计算,定量分析其扩压机理及其总压损失特性,计算结果表明所设计的扩压器扩压效果明显优于普通的扩压器。所得结果可为离心式压气机的气动设计提供理论参考。

关键词：离心式压气机叶轮有叶扩压器气动设计优化数值计算