基于MATLAB/GUI的电工基础仿真实验平台的设计与构建

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为了解决疫情期间线上教学无法进行课程实验教学的问题,借助MATLAB强大的数学计算和图形显示功能,利用MATLAB/GUIDE设计工具开发了交互式仿真实验平台。平台可动态演示电路参数变化时的电路特性,模拟学生在实验室中的实际操作,能获得良好的教学效果。
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4.3具备多样化的可持续创新(接上)综上所述,日立“多元无障碍”概念的本质价值在于:(1)帮助人类和机器不断发展自身创造力。(2)尽可能用自动控制取代已过时的操作,将人类从繁琐的工作中解放出来。(3)这种创造性的不断表达,有助于在可持续发展的社会中维护并发展机器。
针对高速轴向柱塞泵不同空化故障等级诊断依赖人工特征提取、识别准确率低的问题,提出了一种融合振动信号频谱分析和卷积神经网络的诊断方法。采集不同空化等级情况下柱塞泵壳体振动信号,对连续的振动数据进行切片并作频谱分析,获得频谱图作为数据集;利用二维卷积神经网络对不同空化等级的信号频谱图进行分类。为提高所提方法的鲁棒性,采用带通滤波的方法抑制频谱图中的噪声频率。试验结果表明:对于不同信噪比的振动信号输入,均能准确地识别出柱塞泵的空化故障等级。
针对变转速工况轴向柱塞泵故障诊断时故障特征提取困难的问题,提出了基于多项式Chirplet变换和变分模态分解的诊断方法。首先使用多项式Chirplet变换估计瞬时频率;然后基于估计的瞬时频率重采样,将时域非平稳信号转化为角域平稳信号;最后对角域信号进行变分模态分解。根据峭度对所得的本征模态函数分量进行重构并作包络阶次谱分析,判断轴向柱塞泵中轴承的故障类型。实验结果表明,该方法有效提取了变转速工况轴向柱塞泵轴承的故障特征。
刀盘设计合理性与地质适应性是盾构机顺利施工的前提,结合砂质板岩地层条件、刀盘结构及刀盘载荷计算模型对中国石化新疆煤制天然气外输管道(新粤浙)穿越长江隧道工程中所用盾构机刀盘进行结构设计,考虑刀高差影响,忽略刮刀对刀盘载荷影响,获得刀盘推力及转矩,并与工程实测数据进行对比,结果吻合度较高,证明所用载荷计算方法具有较高准确性。建立刀盘有限元模型,对刀盘进行静力学分析,由静力学分析结果:最大应力为189.5 MPa,出现在在刀盘面板与支撑环连接处;最大变形量为1.7545 mm,出现在刀盘中心双联滚刀安装区域,
粒径在百微米量级的微细气泡相比于常规尺寸气泡具有传质效率高、存留时间长等优势,常用于污水处理、食品清洁等领域。基于二相流理论和水平集方法,利用COMSOL Multiphysics流体仿真软件,通过数值模拟研究同轴式微通道内微细气泡形成的机理及影响因素。搭建了微细气泡生成特性试验系统,探究恒定液体流量下不同气体压力对微细气泡生成频率与体积的影响。对比实际试验值与数值模拟值,结果表明:不同气体压强下,微细气泡生成频率和体积的模拟值与试验值具有良好的相关性。
利用动力学方法为挖掘机的运行结构建立相应的分析模型,以某20T液压挖掘机的设备参数作为参考依据,建立了整机模型与液压系统运行模型,通过SimulationX仿真软件测试了液压挖掘机铲斗与斗杆结构的运行过程。仿真结果得到:铲斗在初期阶段发生外伸还是被回收到初始所在的位置,到达斗杆内收阶段时发生了速度的明显波动,但幅度较小,当外摆过程快完成时,形成了波动性较大的斗杆液压缸速度。挖掘机运行特性试验,斗杆液压缸从0.8~5 s时间内以一个稳定的速度进行伸出,到达8.5~14.3 s之间时缩回,运行稳定验证了该液压
针对现有高空作业车液压系统功率损失大、支腿和上装动作不能互锁等问题,结合高空作业车液压系统配置,设计一种高空作业车液压系统,采用理论分析和建模仿真相结合的方式进行研究。首先构建液压系统原理图介绍其工作原理;然后利用AMESim仿真软件建立其仿真模型;最后对其工作原理和压力调节特性进行仿真和分析。结果表明:液压系统采用变量泵,降低了系统功率损失,还可以实现支腿和上装动作互锁,增加其安全性。该液压系统满足了高空作业车液压系统的需求,为深入研究和改进优化此类液压系统提供了技术支持。
为了解决生产流程中圆柱齿轮在两个工位之间的输送所产生的劳动强度大、生产效率低等问题,设计出一种无人控制的圆柱齿轮转运小车。小车依靠滚珠丝杠机构实现转向功能,通过电机旋转带动链传动机构传递运动和动力。借助三维建模软件SolidWorks,对圆柱齿轮转运小车的机架、输送、转向以及驱动系统进行三维实体建模及虚拟样机装配,并对整体结构进行合理布局。同时利用SolidWorks仿真功能对小车的运动过程进行仿真模拟,从而验证、修改、优化设计方案。
轻量化设计是涡旋机械设计的一个重要趋势,涡旋齿重量对涡旋机械运行的动力性能有着重要的影响。行程容积是涡旋式机械的一个基本参数,由涡旋齿结构参数确定。在满足行程容积的前提下,减小涡旋齿的重量是涡旋式机械设计中的一个重要问题。建立了涡旋式机械行程容积的数学模型,采用粒子群算法优化了涡旋齿的结构参数。计算结果表明,粒子群算法应用于涡旋齿结构设计是一种行之有效的方法,可为其它相关设计提供参考。
为解决某航空发动机引气转换装置转换不可靠问题,对装置进行受力与节流面分析,根据活门、壳体及弹簧参数在AMESim平台上构建模型。以发动机试车数据为算例进行计算,分析凸台尺寸及装置后节流面积对转换特性的影响。仿真结果表明,将凸台直径或装置后节流面积减小均有利于活门转换;由于改变装置后节流面积对润滑系统影响较大,通过将引气转换装置活门凸台直径减小2 mm,解决转换不可靠问题,经发动机整机试验验证有效。