控制方程

摘要： 基于连续介质力学的质量及动量守恒原理,考虑了固-液两相材料的水力耦合相互作用,推导并提出了基于速度场(v-w formulation)的耦合物质点方法(CMPM),可考虑水力耦合作用下,饱和/非饱和结构的大变形力学行为.同时,详细描述了耦合物质点方法的公式推导、矩阵离散过程以及数值实现步骤.随后,通过对比一维太沙基饱和土固结理论解,以及Liakopou⁃los非饱和砂土的入渗试验,初步验证了耦合物质点方法在水力耦合问题上的准确性.最后,结合某边坡在降雨作用下的失稳破坏全过程,分别模拟了持续降雨以及短暂降雨作用下,边坡的深层破坏及浅层剥蚀现象,进一步验证了方法在岩土流固全耦合大变形问题中的适用性.

摘要： 以CRH380A型高速列车和漏缆卡具为研究对象,针对列车高速运行时复杂的气动效应,建立高速列车绕流流动的控制方程和湍流运输方程,采用动网格技术,模拟列车在隧道内运动;数值模拟获得了卡具所受的表面压力的分布规律:车速越高,卡具所受压力波到达越早,头车到达时卡具受力最大;探讨了不同的车速下卡具表面所承受气动力的变化规律:相比于横向力和升力,卡具的纵向力曲线振幅较弱。研究结论将为隧道漏缆卡具的优化设计提供理论依据。

摘要： 文章建立一个适用于解释含大尺度溶洞的缝洞型油藏试井模型。首先推导出包含大尺度溶洞情况下井筒与溶洞压力之间的关系,将其作为内部控制方程,然后将外地层简化为双重介质,引入渗流方程作为外部控制方程,再将内、外部控制方程相结合,给定边界条件,采用Laplace变换求解出井底压力解;根据井底压力解画出典型曲线,将流体在该类油藏中的流动分为5个流动段;对各个影响参数进行敏感性分析;通过参数反演得到大溶洞高度、半径、体积参数。以1口实例井为例,展示该文模型的具体应用,得到的参数与实际地质数据较为符合,验证了该模型的正确性。

摘要： 针对当前舰船大功率轴流压气机控制方法未考虑数值模拟优化目标函数,导致轴流压气机绝热效率低、总压损失系数高和控制时间长的问题,提出舰船大功率轴流压气机智能控制方法。选用Spalart-Allmaras湍流模型,采用有限体积差分格式,建立三维雷诺平均Navier-Stokes控制方程,构建舰船大功率轴流压气机进行数值模拟,优化控制目标函数,采用标准人工蚁群算法,求解优化控制目标函数,实现舰船大功率轴流压气机智能控制。实验结果表明,本文方法的轴流压气机绝热效率较高、总压损失系数低,能够有效缩短控制时间。

摘要： 冻害问题引起寒区隧道结构出现病害,不利于隧道的通行安全。为预防和控制关山隧道冻害的发生,提出一种新型的寒区隧道侧吹式空气幕保温系统。首先,构建空气幕阻隔效率的控制方程,并优化该系统的主要设计参数;然后,设计并研制空气幕作用下保温装置内空气流场和温度场的试验系统,探究射流角度、射流风速、外界风速与阻隔效率之间的变化规律。试验结果发现:1)空气幕射流角度最优值为55°~75°;2)阻隔效率与外界风速呈反比,与射流风速呈正比;3)侧吹式射流保温系统保温效果良好,可有效预防隧道冻害的发生。

摘要： 以大型高温真空阀门的主动冷却为研究对象,建立了阀体和流体的三维耦合分析模型.首先考虑阀体内冷却通道受稳定水流及均匀热流载荷的共同作用,分析了该共轭传热问题的控制方程.然后利用CFD的方法计算得到了在不同进水流速下流体的流场和阀体冷却效果.最后选择最优流速下的稳态温度场作为热载荷对阀体结构进行热应力分析,得到了阀体结构的应力云图与位移云图.通过对云图的分析证明了方案设计的合理性,并为今后的改进提供理论依据.

摘要： 对薄膜拉伸生产线性能优劣的评价标准是生产成膜的质置和效率,收膜成卷后膜卷端面的整齐程度及表面是否光滑无皱.本文将对收卷机的国内外发展现状做简要说明,就常用的收卷张力控制方法进行推导和分析并提出控制方程,同时通过计算收卷过程中膜卷内部的张力变化,给出两种避免出现膜卷褶皱的收卷张力曲线方程.

摘要： 首先提出了研究冻土区钻孔灌注桩周土体温度状况及回冻过程具有重要实践意义,然后对描述其物理现象的控制方程进行简单说明,最后运用有限元软件对其进行数值模拟,并与昆仑山试验场数据进行对比验证,以期该方法能够用于桩周土体温度状况及回冻过程预测.

摘要： [目的]采用数学方法实时描述LOM薄木层积热压过程中的温度变化,探讨热压工艺参数与温度场分布梯度的关系,为满足成型零件胶合质量与加工精度需求提供参考.[方法]以木材传热理论为基础,根据能量守恒定律,建立LOM薄木层积热压过程的传热控制方程和边界方程,通过基本假设简化模型,将层积热压过程的三维非稳态导热问题简化为一维非稳态传热问题.采用向前差分法对控制方程和边界条件进行离散,利用MATLAB软件实时模拟层积热压过程中零件内部的温度场,观察温度场变化.对不同深度层的温度分布曲线进行分析,解释层积热压过程中温度随层数变化的规律,并根据仿真所得数据绘制二维折线图.[结果]由MATLAB仿真结果和薄木层积热压温度曲线数学模型可知,随着叠加层数增加,热压板对薄木层温度的影响不断减弱.靠近热压板的薄木层温度变化显著,是因为当热压板工作时,薄木层与热压板之间产生强烈的对流换热,薄木层温度上升,当热压层数为15层时,靠近热压板的首层薄木层温度为113.07°C.沿薄木层积垂直方向,随着薄木层深度增加,热压板对薄木层温度的影响不断减弱,是因为离开热压板后低温空气进入并与薄木层进行对流换热,薄木层温度迅速下降,第3层温度为99.61°C,由第1层到第3层,间隔1层,温度下降近14.00°C.在一定深度以下或接近底板的薄木层,温度变化较为缓慢,第13层温度为77.50°C,第15层即靠近底板的薄木层温度为75.64°C,第13层到第15层,间隔1层,温度下降不到2.00°C.[结论]模型中模拟数据与试验数据拟合优度较高,模型对LOM制造工艺具有较强指导作用.本研究所建数学模型与LOM机床工作过程相吻合,所编程序可用于分层实体制造过程中温度场的实时模拟,MATLAB仿真过程可计算模型各点温度变化历程,对提高薄木黏结质量十分重要.

摘要： 针对目前无轴推进器电机与水力部件设计时多未考虑两者耦合的问题,本文提出两者耦合的优化设计方法.采用多参数非线性优化方法,基于电机和导管螺旋桨设计理论公式,并考虑无轴推进器电机转子的直径等同于螺旋桨内径加上叶梢间隙,以及螺旋桨输出转矩加上间隙的摩擦转矩值作为电机输入转矩的关系,建立了一种新型优化设计模型,通过优化方法进行迭代分析,利用5.5 kW无轴推进器进行方法验证.研究结果表明,所提出的优化方法有效地考虑了无轴推进器电机与水力部件的耦合关系,可对推进器效率进行综合优化.

摘要： 本文将基于修正的Irvine应变,利用Lagrange乘子法建立荷载态悬索结构的广义能量泛函,得到荷载态悬索结构的几何方程、物理方程、平衡方程、边界条件以及初始态悬索结构的平衡方程和边界条件.然后基于增量形式的平衡方程和边界条件,利用虚功原理、分部积分法和Lagrange乘子法推出的增量形式的总势能(能量泛函),进而得到悬索结构水平与竖向耦合振动的控制方程.

摘要： 本文从Boltzmann方程出发,推导了描述低温非平衡等离子体流动的控制方程组。该方程组考虑了平动非平衡、化学非平衡及磁场对带电粒子输运过程的影响。并利用已有Chapman-Enskog展开结果,给出了通量和物性参数的具体表达形式。在此基础之上,基于SIMPLEC算法,对GEC-CCP发生器内氩气的流动和放电过程进行了数值模拟。研究表明,该模型能较好地描述等离子体实际流动和放电过程,合理的选择物性参数和物理化学机理是正确模拟非平衡等离子体流动的基础。

摘要： 许多自然材料和工程材料中都普遍存在多场耦合现象，尤其是在生物材料，岩土和胶体聚合物材料中存在化-力的相互作用是该类材料一重要特征.对于多场力学行为，数值模拟是一种很有效的研究方法.本文中，有一个推广的模型模拟用于这些材料多场耦合的力学行为的研究.基于耦合控制方程，利用变分原理建立明确的公式，将控制方程变化成加权余值形式来解释系统的虚功原理.

摘要： 本文针对传热问题建立了管壳式相变蓄冷模型，并根据管壳式相变蓄冷模型建立了控制方程和边界条件，然后对其控制方程和边界条件进行离散化，利用高斯赛德尔法对其控制方程和边界条件进行迭代求解。

摘要： 针对土体内部渗流侵蚀现象进行分析,揭示土体内部渗流侵蚀现象.固相部分土颗粒在渗流剪切作用下由固相变成可随液相一起流动的悬浮颗粒状态,建立土体内部渗流侵蚀物理模型,推导出描述渗流侵蚀的控制方程.针对上海第三类深基坑降水致使土体内部侵蚀从而诱发地面附加沉降开展研究,以上海典型的深基坑工程为研究对象,基于理论分析的数学物理模型及控制方程,进行数值建模计算分析,数值计算结果阐释了土体内部渗流侵蚀使导致地面附加沉降及变形.

摘要： 本研究主要研究定常三维层流纳米流体在驻点区域的自由对流问题,利用相似性分析对问题的控制方程如质量守恒方程,动量守恒方程,能量守恒方程以及纳米粒子质量守恒方程进行简化.利用同伦-有限差分方法对问题进行求解,该方法继承了同伦分析方法求解强非线性问题的优势,又能大幅提高计算效率.并就相关参数对该纳米流动现象的物理特征包括速度剖面,温度剖面,纳米颗粒浓度分布的影响进行了详细讨论.对工程界较感兴趣的摩擦阻力系数、Nusselt数等物理参数进行计算和讨论.

摘要： 在带钢连续热镀锌生产线上，气刀处的带钢抖动是影响锌层厚度均匀性的主要因素之一。为调查抖动原因，本文欲对锌锅段子系统进行动力学建模。整个锌锅段是个复杂的大系统，动力学建模时必须对其进行适当简化，以得到一个仅包含带钢、沉没辊、塔顶辊和下行段转向辊的比较简单的混杂系统力学模型。先求出简化后的混杂系统各部分的动能、势能以及外力虚功，然后利用Hamilton 原理对简化后的混杂系统建模，从而得到系统的控制方程。本文的研究可为以后研究带钢在镀锌时出现大幅度抖动的原因提供理论指导。

摘要： 螺旋桨作为高空飞艇的推进系统,其在低雷诺数下的气动性能尤其是效率对飞艇的总体设计有重要影响。本文在原有的高空螺旋桨方案的基础上,引入桨尖小翼,进一步提高螺旋桨的气动效率。为了更深入地研究桨尖小翼对螺旋桨绕流特性及效率的影响,以雷诺平均N-S (Navier-Stokes)方程为控制方程,数值模拟螺旋桨粘性绕流。为了比较相同功率下的气动性能,提出了一种调节转速的牛顿迭代法实现功率的匹配。研究表明:小翼端面弦长和入射角对螺旋桨的气动效率有比较大的影响。合适的小翼具有减弱桨尖涡的作用,从而提高气动效率。

摘要： 随着材料科学的发展,关于多场耦合作用的研究也日益重要。实验证明很多聚合物材料内部都有化学-力学耦合的现象。本文中,假设模型为各向同性材料,给出半空间体在单向应变状态下的位移函数和浓度函数,利用耦合控制方程、几何方程和平衡方程求解应力和化学势表达式。精确解不仅揭示了化力耦合的机制,同时也是检验数值结果正确性的依据。

摘要： 注蒸汽油藏多孔介质存内存在着复杂的热-水力-力学的耦合现象,而目前描述驱油过程的数学模型大多仅限于水力-力学耦合,与实际过程有一定的偏差。本文在总结前人研究成果的基础上,重点考虑“热因素”对质量、动量及能量传递的影响,在补充油藏热-水力、热-力学及水力-力学等本构关系的基础上,给出针对注蒸汽油藏多孔介质热-水力-力学耦合的数学模型,并探讨了耦合模型的求解方法,为描述和分析多场耦合的驱油机理提供理论基础。

摘要： 本发明涉及无人驾驶领域，公开了无人驾驶方程式赛车的安全控制系统及其安全控制方法。无人驾驶方程式赛车的安全控制系统包括安装在无人驾驶方程式赛车上的安全控制装置以及遥控安全控制装置的遥控器。遥控器设置有用于持续产生第一信号的第一信号产生器、用于无线发送第一信号的第一无线信号发送器、以及控制第一信号产生器与第一无线信号发送器之间信号传输的第一信号开关。与传统人为触发性的紧急制动不同，与传统人为因素无法及时参于干扰，而无法在第一时间传达紧急制动的人为命令相比，本发明通过逆向设计还可以做到赛车的自发性的紧急制动，在脱离人为控制的前提下，依旧可以通过自我控制的方式保障无人驾驶方程式赛车的安全。

摘要： 基于代数Lyapunov方程的控制受限小卫星三轴磁力矩姿态控制方法，本发明涉及基于代数Lyapunov方程的控制受限小卫星三轴磁力矩姿态控制方法。本发明为实现控制受限情形下的小卫星三轴磁力矩姿态控制系统的全局稳定。步骤一：建立控制受限小卫星三轴磁力矩姿态控制的姿态运动学与姿态动力学模型，并得到状态空间方程；步骤二：求解代数Lyapunov方程ATP0+P0A＝‑DTD的显式解P0：其中A是系统矩阵，D是任意维数的矩阵，系统矩阵A是临界稳定或是Lyapunov稳定的，保证上述代数Lyapunov方程存在正定解P0；步骤三：通过代数Lyapunov方程的正定解P0，设计显式的控制受限情形下的线性反馈控制律。本发明应用于卫星控制领域。

摘要： 本发明公开了一种基于模糊控制的方程式赛车的横向控制方法及装置。一种基于模糊控制的方程式赛车的横向控制方法，其步骤包括：第一步：采集赛车的输出信号；第二步：判断纵向车速是否处于一个预设的速度范围内，是则进行第三步；否则，当纵向车速小于速度范围时，计算纯跟踪转角一，根据纯跟踪转角一对赛车横向控制；当纵向车速大于速度范围时，计算模型预测转角一，根据模型预测转角一对赛车横向控制；第三步：计算协调后转角，根据协调后转角对赛车横向控制。本发明的赛车在不同的车速下选择相应的算法进行横向控制，使得赛车实际的横向控制方法与理想的横向控制方法更为接近，也即在赛车的实际竞速中，能达到预期的控制效果。

摘要： 本发明实施例公开了一种控制方法和装置，应用于泥浆脉冲发生器，泥浆脉冲发生器包括剪切阀，剪切阀由径向剖面为扇形的定子和转子组成，包括：获取剪切阀中转子相对于定子的摆动角度；确定所获取的摆动角度在多个预定的摆动角度区间中所属的区间；利用所述摆动角度所属的区间所对应的控制函数控制转子运动；其中，多个预定的摆动角度区间是预先根据摆动角度的范围划分的，每个摆动角度区间分别对应一个控制函数。通过本发明的方案，通过将泥浆脉冲发生器转子摆动角度划分为多个不同摆动角度区间控制转子运动，可以产生具有正弦波形式的压力波。

摘要： 本发明涉及无人驾驶领域，公开了无人驾驶方程式赛车的安全控制系统及其安全控制方法。无人驾驶方程式赛车的安全控制系统包括安装在无人驾驶方程式赛车上的安全控制装置以及遥控安全控制装置的遥控器。遥控器设置有用于持续产生第一信号的第一信号产生器、用于无线发送第一信号的第一无线信号发送器、以及控制第一信号产生器与第一无线信号发送器之间信号传输的第一信号开关。与传统人为触发性的紧急制动不同，与传统人为因素无法及时参于干扰，而无法在第一时间传达紧急制动的人为命令相比，本发明通过逆向设计还可以做到赛车的自发性的紧急制动，在脱离人为控制的前提下，依旧可以通过自我控制的方式保障无人驾驶方程式赛车的安全。

摘要： 基于代数Lyapunov方程的控制受限小卫星三轴磁力矩姿态控制方法，本发明涉及基于代数Lyapunov方程的控制受限小卫星三轴磁力矩姿态控制方法。本发明为实现控制受限情形下的小卫星三轴磁力矩姿态控制系统的全局稳定。步骤一：建立控制受限小卫星三轴磁力矩姿态控制的姿态运动学与姿态动力学模型，并得到状态空间方程；步骤二：求解代数Lyapunov方程ATP0+P0A＝-DTD的显式解P0：其中A是系统矩阵，D是任意维数的矩阵，系统矩阵A是临界稳定或是Lyapunov稳定的，保证上述代数Lyapunov方程存在正定解P0；步骤三：通过代数Lyapunov方程的正定解P0，设计显式的控制受限情形下的线性反馈控制律。本发明应用于卫星控制领域。

摘要： 本发明涉及用于校准可通过反应动力学方程描述的技术工艺控制或调节的控制装置，特别是用于校准控制或调节内燃机废气流中的废气后处理工艺的控制装置的方法，其使用模拟模型，在所述模拟模型中以反应动力学方程的形式模拟在废气后处理过程中特别在不同时间和/或互相并行发生的多个反应，其中随后在试验台上以测量技术获取的各方程参数的实际值校准所述模拟模型的各反应动力学方程的可变方程参数。

摘要： 本发明具体涉及一种方程式赛车牵引力控制方法，其包括以下步骤：S1：计算赛车最佳滑转率范围；S2：实时检测赛车车速与轮速，通过卡尔曼滤波去除系统噪声与观测噪声，并计算当前驱动轮滑转率是否处于最佳范围；S3：设置滑转率门限为20％和60％，当驱动轮滑转率大于60％时采用快速扭矩调节，当驱动轮的滑转率在20％～60％时采用慢速扭矩调节；本发明能够显著减少车速与车轮速度的测量误差，使控制系统具有更高的精度与更好的稳定性，避免使用高精度传感器，减少成本；使驱动轮滑转率控制在目标范围内，提高赛车的动力性和操纵稳定性，迅速提高整车驱动力；调节两驱动轮的滑转率，使其保持在理想的滑转率区间内，保证赛车拥有较好的纵向附着性能。

摘要： 本申请公开了一种无人驾驶方程式赛车横向控制系统、方法及车辆，其中，系统包括：转向电机，用于根据扭矩输出指令对无人驾驶方程式赛车输出扭矩；检测器，用于检测转向电机的实际旋转角度；电机控制器，用于根据实际旋转角度生成转向电机的扭矩输出指令，其中，扭矩输出指令包括转向电机的目标输出扭矩；控制器，用于根据预设的横向控制策略计算无人驾驶方程式赛车的当前期望转角，控制电机控制器基于当前期望转角和实际旋转角度控制转向电机输出扭矩，直至实际旋转角度达到当前期望转角。由此，解决了相关技术中由于整个系统较大，且占据了大量空间，导致难以适用于方程式赛车的问题，保证整个系统简单可靠，空间占用率低，简单易于实现。

摘要： 本发明公开了一种适用于大学生方程式赛车的主动防侧倾控制系统，包括车辆主动防侧倾控制系统，在车辆主动防侧倾控制系统上设有主车架，主车架上方中央的配合安装件B的上方两侧对称设有避震器，避震器的一端端头设有摇臂，摇臂上配合设有连接立柱、电动推杆、线位移传感器，主车架的两侧对称设有三角支架以及拉杆，避震器的一侧设有位移传感器，位移传感器上设有接头，主车架的内部两侧对称设有插头，车辆主动防侧倾控制系统上的电动推杆、线位移传感器与主控盒连接，主控盒接入12V电源，该车辆主动防侧倾控制系统使用一个电动推杆，可实现伸缩，使得防倾杆扭曲，从而分配左右车轮的负荷，有效避免车辆在行使或者转弯过程车身发生明显侧倾。