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关键词： 神经元自适应PID控制   双层控制   离合器控制   换挡品质  

摘要： 本文设计了一种将神经元自适应PID控制和PID控制相结合的双层控制器,上层控制采用PID控制,计算离合器的接合速度;下层控制采用神经元自适应PID控制,计算液压元件的控制油压。仿真结果表明,该双层控制与传统PID控制相比,换挡过程中产生的冲击和滑磨均有较大程度的降低,提高了换挡过程的平顺性。

关键词： 课堂教学设计   平面四杆机构   平面连杆机构   互联网   教学质量与教学改革工程   高等教育   衔接融合   职业教育的发展  

摘要： 融入互联网手段是现代职业教育的发展关键之一,其关键是将互联网手段及内容与课堂教学的有效衔接融合。以2022广州市高等教育教学质量与教学改革工程项目为依托,以平面四杆机构基本类型的判别为例,尝试将互联网手段及内容融入到闭环课堂教学设计中,以期为如何在近机类课程教学过程中有机融入互联网手段及内容提供一种示例与路径参考。

关键词： 永磁同步风力发电机组   轻量化   年循环效率   机电协同设计   参数优化  

摘要： 为实现永磁同步风力发电机组轻量化、高年循环效率的设计目标,提出了一种永磁同步发电机-齿轮传动系统机电协同参数优化设计方法。首先建立风轮计算模型,以风电场实测的年风速工况作为风力发电机组的运行工况。接着建立齿轮传动系统的损耗模型,并基于有限元建立永磁同步发电机饱和磁链模型、转矩模型和损耗模型。在此基础上,为最大限度地发挥各参数下发电机组的效率潜力,采用非线性效率最优电流分配策略对发电机的控制电流进行优化。最后在发电机电磁约束、齿轮几何和强度约束、连续传动约束条件下,以发电机和齿轮的参数作为优化变量,以永磁同步发电机-齿轮传动系统的总质量和年循环风速工况下的总损耗作为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法对目标函数进行优化。该过程优化中嵌套优化,整个过程通过脚本自动化运行,最大程度地降低了系统的损耗和质量,减少了时间成本。基于上述方法对8 MW永磁同步发电机-齿轮传动系统进行优化,优化后系统总质量降低了40.2%,系统年循环损耗减少了461 562.53 kW·h,表明该方法有效地降低了系统的质量且提高了年循环效率。

关键词： 自动变速器   冷车启动   行驶里程   离合器   维修过程   A7   故障现象  

摘要： 车型:一辆2014年一汽奥迪A7L轿车,该车搭载3.0T发动机,同时匹配使用DL501(0B5)型7挡湿式DCT变速器,目前行驶里程在110000km左右。故障现象:据客户描述在其他自动变速器专修厂花了2~3个月的时间修了5次都没有修好,主要解决的故障现象是冷车启动并正常热车后变速器3-2挡和2-1挡冲击,越热越冲击,维修过程当中更换过多块阀体、离合器均没有解决。

关键词： 湿式离合器   热特性   径向油槽   参数优化   多目标粒子群算法  

摘要： 湿式离合器作为一种常见的传动装置,广泛应用于车辆以及其他机械设备的传动系统中,主要依靠摩擦副的接合或分离实现动力的传递与断开。摩擦片是摩擦副的核心组件之一,其热特性对整个系统的稳定性至关重要,为了降低摩擦接触面的温度和磨损,提高离合器的工作性能和使用寿命,通常在摩擦片表面设计有冷却油槽。油槽的结构参数作为设计摩擦片的关键因素,直接影响摩擦副之间的有效滑摩面积和润滑油体积,进而影响摩擦副热量的产生与耗散。因此,分析油槽参数对湿式离合器摩擦片热特性的影响,并对油槽参数进行合理优化,对于提高湿式离合器的传动效率、降低热失效风险具有重要意义。 本文以某型号湿式多片摩擦离合器为研究对象,基于生热、热传导以及热机耦合理论,建立了湿式离合器摩擦副热机耦合分析模型,设定了初始相对转速、接合油压以及摩擦系数,计算了对流换热系数,通过理论分析、有限元仿真的方法,分析了径向油槽数量、宽度和深度对摩擦片热特性的影响,并利用多目标粒子群优化算法(MOPSO)对径向油槽进行参数优化。主要研究内容如下: (1)基于生热、传热、热机耦合理论,建立了摩擦副热流密度生成模型、热传导和对流换热模型,分析了径向油槽参数对热流密度生成和对流换热的影响。结果表明,径向油槽数量和宽度是影响摩擦副之间热流密度产生的关键因素,而对流换热则同时受油槽数量、宽度和深度的影响。 (2)分析了不同径向油槽数量、宽度以及深度对摩擦片热特性的影响。结果表明,不同参数对摩擦片热流密度场、温度场以及应力场的分布规律无显著影响,只对其数值大小产生影响,摩擦片接触面温度与应力随油槽数量的增加而减小,随油槽宽度的增加先增大后减小,随油槽深度的增加先减小后增大。 (3)采用回归分析法,建立径向油槽数量、宽度、深度三个变量与摩擦接触面温度、应力两个目标值之间的二次非线性回归模型,并以此作为目标优化模型利用多目标粒子群优化算法(MOPSO)进行参数优化。结果表明,当径向油槽数量为12,宽度为10mm,深度为1.59mm时,摩擦片接触面温度和应力值达到最小,分别为93.77℃和84.86MPa。 (4)根据优化后的径向油槽参数,重新建立湿式离合器摩擦副模型,在相同工况下进行仿真计算,得出优化后摩擦片接触面的温度场与热应力场。结果表明,优化后摩擦片接触面最高温度值为94.76℃,最大应力值为85.15MPa,与多目标优化结果分别相差0.99℃、0.29MPa;与原始模型相比,优化后的摩擦片模型最高温度值、最大应力值分别降低了8.9%和13.3%,证明优化设计合理有效。

关键词： 湿式离合器   摩擦副   NFC   无线供电   温度测试  

摘要： 双离合自动变速器(Dual Clutch Transmission,DCT)因其传递转矩大、换挡平顺、传动效率高等优点而被广泛应用于各类汽车,而湿式离合器作为双离合自动变速器的关键部件,其性能优劣对双离合变速器的安全可靠性具有重要影响。湿式离合器通过摩擦副的摩擦转矩来完成动力系统的传输,但钢片和摩擦片的滑摩将会导致温度升高,引起离合器发生热失效,从而影响整车的性能。本文以湿式离合器为研究对象,采用近场通信(Near Field Communication,NFC)技术,探究天线传输效率的影响因素,并以在研的某型号湿式离合器为研究平台,设计了对离合器的摩擦副实现无源温度测试的低功耗非接触式数据采集系统。主要研究内容如下: 首先,湿式离合器摩擦副有限元建模及温度分析。对湿式离合器的工作原理和结构进行了分析,针对湿式离合器滑摩升温导致离合器失效的问题,建立湿式离合器摩擦副有限元模型,分析摩擦副滑摩过程表面温度特性,确定湿式离合器温度无线测试系统的采集方案。 其次,基于射频传输的天线设计及影响因素研究。结合射频传输中天线的设计要求,建立射频传输的NFC环形天线模型,讨论了天线的结构参数对天线性能的影响,提出了电阻、电感与电容的RLC电路对天线电感的影响,研究了耦合传输效率随天线距离的关系,确定最佳耦合距离并提高天线的品质因数。最终结合相关理论设计出符合要求的天线,并设计了该天线的串联匹配电路。 再次,搭建湿式离合器温度无线测试系统。基于NFC技术实现温度信号的连续采集功能,通过天线收集能量为小型无源器件或低功耗MCU供电。其中硬件系统包括温度处理电路、射频传输电路、无线供能电路等模块,并针对测试要求对系统进行软件程序的设计,设计了ST25射频芯片的低压差线型稳压器(low dropout regulator,LDO)电路,实现无源采集温度数据的功能,保证了STM32主控芯片的运行稳定。 最后,结合湿式离合器摩擦副温度场分布规律,确定温度传感器埋入钢片的具体位置,最大程度监测离合器实时温度情况。将设计好的无源温度测试系统装在离合器内部,制订典型实验工况并开展离合器测温试验,将热电偶采集到的温度数据与计算值进行对比,验证系统运行的可靠性与稳定性。

关键词： 弧齿锥齿轮   轴承刚性   接触分析   齿面啮合力   振动特性  

摘要： 弧齿锥齿轮传动系统由于其运行稳定性及高承载性能在机械、船舶、运输等领域有着广泛运用场景。本文弧齿锥齿轮传动系统为研究对象,发展了其考虑轴承刚性的振动特性高效计算方法。首先,基于接触力学理论,建立了球轴承和圆柱滚子轴承结构刚度计算模型。其次,以弧齿锥齿轮齿面构型和TCA分析方法为基础,结合弹性半空间接触理论,发展了单齿及多齿啮合情况下轮齿接触激励的计算方法;最后,基于系统动力学分析理论,提出了考虑轴承刚性的弧齿锥齿轮传动系统振动计算模型。本文主要工作如下: (1)根据接触力学理论,基于滚动轴承结构,建立了球轴承和圆柱滚子轴承单体接触变形模型;结合多点接触变形协调必要条件,发展并验证了球轴承和圆柱滚子轴承刚度计算方法;分析了滚子参数、滚道参数以及联合载荷对轴承径向刚度影响规律。 (2)根据弧齿锥齿轮加工运动,建立了弧齿锥齿轮齿面方程模型;以弧齿锥齿轮齿面模型和齿面接触分析方法为基础,提出了弧齿锥齿轮单齿承载齿面接触分析算法;建立了弧齿锥齿轮多齿啮合变形协调模型,提出了其多齿啮合下激励及计算方法并完成实例验证。 (3)以计算力学为基础,构建了弧齿锥齿轮基础动力学分析模型;以铁木辛哥梁理论、轴承刚度计算模型和齿轮啮合激励模型为基础,发展了轴承、轴和弧齿锥齿轮的耦合分析方法;通过计算实例,估算了本文所提方法的计算效率,并分析了轴承刚性对齿轮节点、轴承节点动力响应等的影响规律。 本文面向弧齿锥齿轮传动系统高效计算分析的需求,发展了滚动轴承刚度及弧齿锥齿轮齿轮副啮合激励力快速计算方法,并以此为基础,将弧齿锥齿轮传动系统含接触的复杂动力学模型转化为较为简单的单轴动力学模型,实现了其振动特性的高效分析计算。本文研究成果有助于高性能弧齿锥齿轮传动系统高效开发,并为其进一步的迭代优化方法研究奠定了基础。

关键词： 三轴转台   结构设计   力学分析   响应面优化   热机耦合分析  

摘要： 三轴转台在航空航天、机器人技术、汽车测试以及各种高精度的科学实验中都有着广泛的应用,其主要作用是提供精确的角度定位和稳定的姿态控制,通过其三个轴系的协同运动,使得它可以模拟任何角度的旋转。 本文根据三轴转台的功能特性,对其进行结构设计。首先明确其尺寸大小、额定负载、精度要求和驱动方式等参数指标,对转台的轴系以及零部件进行设计。然后利用Catia软件完成零部件的建模和整体模型的装配,对其自重载荷和惯性载荷进行计算。最后根据计算结果完成电机与轴承的选型。 针对设计的三轴转台模型,利用Ansys软件进行静力学分析、模态分析和热机耦合分析。在静力学分析中,转台整体总变形为0.045mm,最大等效应力为3.72MPa,根据倾角误差计算,转台的总变形较大,不满足10″的精度要求;在模态分析时取其前六阶模态的振型与频率,一阶频率为82.39Hz,不满足设计指标10倍的需求;在热机耦合分析中,设定环境温度为0℃-40℃来模拟转台的实际工作时的环境温度,分析电机放热对转台结构变形与应力的影响,分析结果显示转台的外框架与中框架的变形量较大,无法满足10″的精度指标。 基于转台的力学特性和热机耦合分析结果,得出外框架与中框架的变形是造成精度无法达标的主要原因。因此,利用Ansys软件中的响应面优化模块,对外框架和中框架进行多目标优化。并对优化后的结构进行分析,静力学分析结果显示,外框的最大变形量为0.0175mm,中框架的最大变形量为0.012mm,根据倾角误差计算,满足10″的精度指标;模态分析结果显示一阶频率为107.59Hz,满足10倍的工作频率要求;热机耦合分析结果显示,转台的整体变形量优于原始结构。综上,通过对外框架与中框架的优化,减小了结构的最大变形,提高了一阶模态频率,减轻了整体质量。