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流动矢量主动控制的微射流技术研究

以微电子机械系统(MEMS)、混沌论及非线性复杂大系统不稳定理论为基础,一种全新的流场主动控制技术——微射流技术应运而生。作为一种全新的流场主动控制手段,微射流是通过其微尺度扰动同宏观大尺度流动的整体耦合作用达到控制宏观流动的目的。微射流控制系统简单、轻便、能耗极小且不需要工质源,初步显示出了常规射流控制方法所不具备的优势,具有非常广阔的应用前景。本文对微射流及其与主射流的合成流场进行数值模拟和机理分析,为微射流技术的工程应用研究打下基础。本文的主要研究成果如下:1.通过对微射流与主射流合成流场的深入分析,分别建立了微射流作动器二维、三维可压外流场控制方程以及二维微射流与主流合成流场的控制方程。采用快速求解的近似隐式因式分解法(AF方法)并内置似牛顿子迭代,有效地抑制了数值振荡、提高了稳定性并恢复了非线性方程在线化过程中所丢失的一些重要特性,同时还消除了因使用显式边界条件、人工粘性及隐式一边使用低阶空间差分近似所带来的误差。显式  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

西北工业大学
西北工业大学

用于推力方向控制的微射流技术

流场控制以及基于此的发动机推力方向控制长期以来都是国内外火箭推进领域广大工程技术人员追寻的目标之一。经过人们长期的探索,在二十世纪九十年代初,国外出现了一种基于混沌理论和非线性复杂性理论的全新流场控制技术——微射流技术。该技术的核心是微射流,它是在电信号驱动的微作动器作用下产生的射流。其最大特点是:不需要专门的工质储箱,而是直接从环境获取工质。国外的研究表明,这种技术除了可用于流动方向控制外,在附面层控制、降低阻力、增强燃烧以及强化冷却等很多方面也有显著效果。鉴于此,本文对这项技术进行了初步的理论探索和实验分析,希望通过这些工作为后续的研究及将来的工程应用打下基础。鉴于微射流技术和MEMS技术的紧密联系,本文对MEMS技术进行了概要介绍。而微射流场又和旋涡密不可分,所以文中也介绍了和旋涡相关的基本知识。本文还通过求解二维粘性不可压N-S方程对微射流场进行了数值模拟。结果清晰的反映了作动器出口附近微射流场的形态,同时也再现了此区域...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

《莱钢科技》2010年04期
莱钢科技

TRT机组作动器漏油原因及对策

0前言4#1080m3高炉配套TRT发电机组是莱钢第二台全干式TRT发电机组,机组额定功率4500kW。2005年11月份投入运行,TRT发电机组在保证高炉安全、稳定、顺行的前提下,利用静叶调控高炉顶压并在此基础上多发电,静叶伺服系统中的静叶动作是由作动器带动曲柄机构去完成,由于作动器为执行机构控制静叶开度,那么作动器的稳定运行决定着高炉顶压调控品质和机组发电量。2007年共更换作动器6台、停机4次,占总停机率35.29%,作动器漏油制约了TRT的稳定运行,影响发电量的提升和高炉的正常生产。1现状分析第一台TRT机组于2005年投产,目前莱钢共运行9台TRT机组,其中老区运行的4台TRT机组以作动器为执行机构控制静叶开度;银前和型钢的5台TRT机组,以伺服马达为执行机构控制静叶开度。而无论哪种控制方式,最终都是通过曲柄滑块机构与静叶相连,而曲柄滑块机构位于承缸与机壳之间(以下用“间隙”代替),机组运行时有煤气流通,致使作动器的拉...  (本文共3页) 阅读全文>>

《控制理论与应用》2017年05期
控制理论与应用

考虑作动器动态补偿的飞机增量滤波非线性控制

1引言(Introduction)过失速机动是第四代战斗机的标志性特征之一,可用于在近距空战中实现机头的快速指向,从而获取战术优势.当飞机在大迎角条件下进行大角速率机动时,其动力学呈现出非线性、非定常和强耦合特征,基于小扰动理论的线性控制方法难以取得满意的控制效果[1–2].近年来,以动态逆和反步控制为代表的非线性控制方法成为飞行控制领域的研究热点.但是这两种方法依赖于精确的对象模型,对建模误差的鲁棒性较差.因此国内外学者将这两种方法与其他控制理论相结合,开展了大量提高控制系统鲁棒性的研究工作.文献[3–5]针对参数摄动和结构损伤等因素引起的模型不确定性,采用神经网络对误差进行自适应补偿.该方法具有较强的鲁棒性,能够在大迎角条件下实现飞机姿态的稳定控制,但是控制结构复杂,不易于工程实现.为了削弱动态逆和反步控制对模型的依赖,另一种研究思路则是对这两种方法本身进行改进.文献[6]针对作动器故障条件下的重构控制问题,首次提出了以角加...  (本文共7页) 阅读全文>>

《科技视界》2017年05期
科技视界

功率电传作动技术的研究进展

0引言飞机的飞行品质很大程度取决于作动系统的性能。现代民机的作动系统架构以液压为动力,通过飞控计算机,控制液压作动器进行输出,对舵面进行操纵,从而完成飞机的姿态和航向的控制[1-2]。传统的集中能源式液压作动技术已经十分成熟,但该系统重量大,效率偏低,且液压系统维护费用高,存在泄漏等一系问题。功率电传作动技术的出现,通过电导线以电能量形式取代传统的液压管路来进行功率传递,可以达到取消或缩减集中式的液压系统,从而实现功率液传向功率电传的转变,提高了飞机维护性,降低了飞机的重量。随着电机技术,材料科学,控制技术的发展,国内外都在开发重量轻,体积小,可靠性高的作动系统以适应多电飞机的发展要求[3]。本文结合功率电传作动的发展状况及趋势,对机电作动器(EMA,Electromechanical Actuator),电静液作动器(EHA,Electrohydrostatic Actuator)技术特点进行了对比分析,对机电作动器的关键技术...  (本文共2页) 阅读全文>>

《信息记录材料》2017年09期
信息记录材料

位移放大机构的磁致伸缩减振作动器设计

1引言相信行业内人士都了解GMM,也就是我们所说的稀土超磁致伸缩材料,受到磁场的作用力的时候,会呈现出合理伸缩的应变量、高能量密度、超快的反应速度和输出力大等优点,利用其特性研制的磁致伸缩作动器具有结构紧凑、输出功率大等特点,已广泛应用在土木工程防灾与减灾等领域。然而,该作动器输出力大,但其产生的位移却有限,限制了其在要求大位移输出场合的应用。为了克服上述缺陷,本文自主设计了一种响应频率高、精度高、放大倍数可调的位移放大机构的磁致伸缩减振作动器。2位移放大机构的磁致伸缩减振作动器设计如图1所示,该作动器主要包括导磁内壳、非导磁外壳、磁致伸缩作动器和位移放大机构等四部分,导磁内壳、磁致伸缩作动器和位移放大机构均位于非导磁外壳内,非导磁外壁的上、下两端分别用非导磁上、下盖进行封堵,并用螺纹连接,非导磁上盖上设有中心孔,非导磁下盖底部中心处设有螺孔。1-螺孔2-非导磁下盖3-导磁下盖4-第二导磁片5-GMM棒6-励磁线圈7-永磁体8-...  (本文共2页) 阅读全文>>