机床温控系统板式电加热水箱设计与仿真研究

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作者 胡军 龙湛基 +1 位作者 王鹏越 张凯旋 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期180-187,共8页

为满足精密卧式加工中心温控系统对机床不同部位的差异化温度控制需求,提出了差异化主动温控系统方案,为该系统设计了3种温控子回路板式电加热水箱结构。通过Fluent软件对水箱进行数值模拟,研究水箱结构对性能的影响。根据仿真结果,对... 为满足精密卧式加工中心温控系统对机床不同部位的差异化温度控制需求,提出了差异化主动温控系统方案,为该系统设计了3种温控子回路板式电加热水箱结构。通过Fluent软件对水箱进行数值模拟,研究水箱结构对性能的影响。根据仿真结果,对最大变形量、总换热系数、温度标准差、努塞尔数和摩擦因数进行综合考虑后确定最佳结构方案,对水箱进行生产制造并与机床连接测试,测试结果显示水箱正常起到温控液温度调节作用。研究结果为精密机床差异化主动温控系统的结构设计提供了一定理论依据。 展开更多

关键词 数控机床 温控系统 液压水箱 电加热器 共轭换热

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双容水箱液位改进型SA-PID控制仿真与研究 被引量：7

2

作者 刘继军 上官同英 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第8期50-52,56,共4页

双容水箱是工业控制常见的控制对象,其液位控制为一个典型的二阶时滞系统,且系统参数具有时变特点,容易受外界自来水压力频繁波动对其控制系统造成影响,常规控制算法难以实现对其控制。本研究分析了二阶自平衡水箱液位控制的基本原理,... 双容水箱是工业控制常见的控制对象,其液位控制为一个典型的二阶时滞系统,且系统参数具有时变特点,容易受外界自来水压力频繁波动对其控制系统造成影响,常规控制算法难以实现对其控制。本研究分析了二阶自平衡水箱液位控制的基本原理,得出其传递函数,引入遗传算法变异功能,提出改进型模拟退火算法,再结合PID控制器对其液位进行调节,并在Matlab-Simulink仿真软件进行仿真,仿真结果表明:在改进型模拟退火算法结合PID控制下,其系统快速稳定,系统调节时间小于55s,超调量小于2%;因此本次研究中采用的改进型SA-PID算法具有较好的实用性,能够在常规工业控制进行推广。 展开更多

关键词 双容水箱 SA-PID 工业控制 MATLAB仿真

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基于Digital Water的初期雨水径流污染控制措施研究 被引量：5

3

作者 吴艾欢 杨婷婷 +1 位作者 吕谋 孟凡静 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第10期43-47,52,共6页

初期雨水作为非点源污染已经严重影响城市水环境现状,初期雨水的治理也被国内外专家重视。分析类比了不同类型的初期雨水径流污染控制措施,阐述了初期雨水污染物的积累及冲刷过程的模拟函数。借助Digital Water对研究区域降水进行模拟,... 初期雨水作为非点源污染已经严重影响城市水环境现状,初期雨水的治理也被国内外专家重视。分析类比了不同类型的初期雨水径流污染控制措施,阐述了初期雨水污染物的积累及冲刷过程的模拟函数。借助Digital Water对研究区域降水进行模拟,分析未开发、仅增加LID措施、增加LID措施与末端调蓄池组合方案3种情况,发现初期雨水的源头控制和末端控制对初期雨水径流总量削减和污染物浓度削减分别在不同的时间和空间上起着显著的作用,LID措施通过源头截留在降雨初期削减污染物浓度和洪峰流量,而后削减能力减弱,继而雨水进入末端调蓄池,降雨后期洪峰流量和污染物通过调蓄池削减。初期雨水的源头控制和末端控制组合应用效果良好,对流总量削减和污染物浓度削减有不同的贡献率。而初期雨水的过程控制也就是初期雨水截留控制应用及研究还不足,是未来研究和实践的发展方向。 展开更多

关键词 初期雨水 径流 DIGITAL water 污染控制 LID 调蓄池

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RBF-ARX模型在三容水箱液位控制系统建模中的应用 被引量：2

4

作者 邓秋连 彭辉 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2007年第11期2880-2884,共5页

针对三容水箱液位系统的非线性,采用RBF-ARX模型对三容液位系统进行了离线动态特性建模的研究。着重讨论了RBF-ARX模型结构的选取、模型参数辨识、RBF参数优化等问题。RBF-ARX模型与ARX模型的一步预测输出比较的结果证实了RBF-ARX模型... 针对三容水箱液位系统的非线性,采用RBF-ARX模型对三容液位系统进行了离线动态特性建模的研究。着重讨论了RBF-ARX模型结构的选取、模型参数辨识、RBF参数优化等问题。RBF-ARX模型与ARX模型的一步预测输出比较的结果证实了RBF-ARX模型在非线性系统建模中的优越性。 展开更多

关键词 三容水箱 液位控制系统 非线性系统 RBF-ARX模型

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基于“船载舱养”模式国内养殖工船的大气和水污染排放控制研究

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作者 周伟 郭健 《船海工程》 北大核心 2024年第S01期49-52,共4页

基于“船载舱养”的养殖工船模式构建理念,结合10万吨级大型养殖工船建造项目,阐述目前法规、国标对养殖工船防止大气污染和防止水污染的控制措施,并对养殖工船设计、建造和营运给出建议。

关键词 船载舱养 养殖工船 大气和水污染排放控制 法规和标准

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基于高分子材质的L型城市应急防洪屏受力分析

6

作者 王小东 徐进超 董家 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期159-164,共6页

国内关于高分子材质城市内涝应急防御装备的研究较为少见。采用水槽试验与流固耦合数值仿真相结合的方法,对城市应急防洪屏(以下简称“防洪屏”)的结构受力特性展开研究。结果表明,数值仿真模拟与试验结果吻合较好。随着水深和流速的增... 国内关于高分子材质城市内涝应急防御装备的研究较为少见。采用水槽试验与流固耦合数值仿真相结合的方法,对城市应急防洪屏(以下简称“防洪屏”)的结构受力特性展开研究。结果表明,数值仿真模拟与试验结果吻合较好。随着水深和流速的增大,防洪屏的应力和变形逐渐增大,最大应力位于防洪屏的踵部,最大变形位于挡水面顶部两侧。防洪屏的结构受力系数随着来流弗劳德数的增大快速衰减,当弗劳德数大于0.15后,结构受力系数趋于定值;相对于惯性力,防洪屏承受最大应力的影响因素主要是重力。研究结果可为防洪屏的进一步优化设计提供参考。 展开更多

关键词 城市应急防洪屏 水槽试验 流固耦合

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长距离负扬程加压泵站调水工程水力控制方式探讨 被引量：4

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作者 曾敏 谢杰 +3 位作者 黄伟 祖子豪 廖晨希 程佳长 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第9期93-97,113,共6页

事故掉电引发的停泵水锤是泵站调水工程安全运行最主要的威胁之一,而对于下游水位低于上游水位的长距离负扬程加压泵站调水工程而言,事故停泵易造成管道拉空,负水锤防护难度较大,因此,针对其停泵工况的水力控制研究十分重要。以某长距... 事故掉电引发的停泵水锤是泵站调水工程安全运行最主要的威胁之一,而对于下游水位低于上游水位的长距离负扬程加压泵站调水工程而言,事故停泵易造成管道拉空,负水锤防护难度较大,因此,针对其停泵工况的水力控制研究十分重要。以某长距离负扬程泵站调水工程为例,模拟计算了事故停泵、阀门拒动这一控制性工况下的水力过渡过程,并对比分析了空气罐、空气阀与空气阀联合空气阀调压室3种水力控制方案的水锤防护效果。结果表明:对于长距离负扬程加压泵站调水系统而言,当采用空气罐的水力控制方式时,所需的空气罐体积较大,投资高昂;当单纯采用空气阀的水力控制方式时,难以有效解决管道局部高点处负压较大的问题,仍可能诱发弥合性水锤;当将部分空气阀附加一根短管组合成空气阀调压室后,能够有效控制管内负压。空气阀与空气阀调压室联合防护是一种十分经济且有效的水锤防护方案,可为这类负扬程加压调水工程的水力控制方式选取提供参考。 展开更多

关键词 停泵水锤 空气阀 空气阀调压室 空气罐 水力控制

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柔性表皮减阻性能试验和减阻机理探索 被引量：12

8

作者 张效慈 张军 +1 位作者 王宝柱 陆芳 《船舶力学》 EI 2004年第4期16-21,共6页

对以中国化工新材料总公司海洋化工研究院为主开发的聚脲类等柔性表皮试样在循环水槽中进行阻力测试,并据此修改配料,最后得到的试样能减阻13～15%.本文也从数学上对柔性表皮具有减阻功能的机理进行了推证.

关键词 柔性表皮 减阻性能试验 减阻机理 聚脲类 循环水槽

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双容水箱模糊Smith时滞补偿控制系统混合实验平台设计 被引量：10

9

作者 蒋建波 苗爱敏 +3 位作者 李鹏 梁竹关 邹勋 檀磊 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第1期84-89,共6页

设计了一个基于西门子S7-300PLC控制系统和双容水箱实验装置的混合实验平台,其涵盖了控制策略的仿真以及对实际对象的控制。该平台利用以太网和OPC通信,实现了控制器、被控对象及监测系统之间的数据互联传输,并以模糊Smith时滞补偿控制... 设计了一个基于西门子S7-300PLC控制系统和双容水箱实验装置的混合实验平台,其涵盖了控制策略的仿真以及对实际对象的控制。该平台利用以太网和OPC通信,实现了控制器、被控对象及监测系统之间的数据互联传输,并以模糊Smith时滞补偿控制策略的应用验证为例,使得虚拟仿真和实际验证有机地融合在一起并能够灵活、快速地转换,提高了双容液位系统控制策略设计的可移植性,解决了系统设计和工程应用之间的脱节问题。 展开更多

关键词 实验平台 双容水箱 液位控制 模糊Smith控制器 OPC

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恒温水浴温度复合智能控制方法与实现 被引量：7

10

作者 杨艳华 汪鲁才 +1 位作者 艾琼龙 林海军 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2010年第8期85-88,共4页

恒温水浴对温度性能要求严格,为此将改进型Bang-Bang控制、自组织模糊控制与PID控制有机结合,并结合DSP的PWM控制方式,设计并实现了一种水浴温度复合智能控制方法:当目标温度与水浴实际温度误差很大时,系统采用改进型Bang-Bang控制以减... 恒温水浴对温度性能要求严格,为此将改进型Bang-Bang控制、自组织模糊控制与PID控制有机结合,并结合DSP的PWM控制方式,设计并实现了一种水浴温度复合智能控制方法:当目标温度与水浴实际温度误差很大时,系统采用改进型Bang-Bang控制以减少温度上升时间;当温度误差较小时,系统采用自组织模糊控制以减少温度超调量;当误差小于自组织模糊控制的静态误差时,系统采用PID控制以减少温度的稳态误差。同时给出了恒温水浴温度采集与控制的硬件设计。实验表明:采用这种方法的恒温水浴温升时间短、超调小等优点,达到了稳态误差0.05℃的控制要求。 展开更多

关键词 恒温水浴 温度 复合智能控制 DSP PWM控制

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基于组态王的水箱液位监控系统设计及测试 被引量：4

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作者 袁荣华 黄世钊 +1 位作者 冯钏山 潘树林 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2008年第B06期77-80,共4页

利用组态王软件对水箱液位实时监控系统进行设计及测试,具体介绍了该系统的组成、上位机界面设计和测试的结果.实践证明,该系统图形界面友好,运行稳定,操作方便,提高了监控的质量.

关键词 组态王 水箱液位 监控系统

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改进差分进化算法在非线性模型预测控制中的应用 被引量：10

12

作者 刘振泽 许洋 王峰明 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期680-685,共6页

为了解决非线性模型预测控制在实际工程系统应用时,传统方法求解非凸的非线性规划问题容易陷入局部极小,计算量随着问题维数的增加呈几何级数增长的问题,对传统的差分进化算法进行了改进.通过动态调节差分进化算法的主要参数加快差分进... 为了解决非线性模型预测控制在实际工程系统应用时,传统方法求解非凸的非线性规划问题容易陷入局部极小,计算量随着问题维数的增加呈几何级数增长的问题,对传统的差分进化算法进行了改进.通过动态调节差分进化算法的主要参数加快差分进化算法的收敛速度,同时采用多种突变策略增加种群的多样性,有效克服了传统差分进化算法容易陷入局部极小的缺点.在简单三容液位系统上的仿真实验结果证明了该算法的有效性和可行性,在工业应用中具有较好的应用前景. 展开更多

关键词 非线性系统 改进差分进化算法 模型预测控制 三容液位控制系统

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双容水箱计算机控制实验系统的研制 被引量：16

13

作者 魏衡华 吴汉生 《实验室研究与探索》 CAS 2005年第1期31-33,共3页

介绍双容水箱计算机控制实验系统的硬件和软件构成,以及该系统方便简单的操作。相对于温度过程的控制,液位控制的实验时间大大缩短,提高了学生做实验的效率。由于本系统硬件采用的是工业标准信号,软件平台既可适用液位对象也可适用温度... 介绍双容水箱计算机控制实验系统的硬件和软件构成,以及该系统方便简单的操作。相对于温度过程的控制,液位控制的实验时间大大缩短,提高了学生做实验的效率。由于本系统硬件采用的是工业标准信号,软件平台既可适用液位对象也可适用温度、压力、和流量对象,本系统以其操作简单和强大的扩展功能得到了实验老师和学生们的一致好评。 展开更多

关键词 双容水箱 模入模出接口卡 控制软件 控制算法

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基于LabVIEW的水箱平台设计及PID控制特性分析 被引量：3

14

作者 牛玉广 张雷 淮小利 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第7期25-28,共4页

由于工业现场条件复杂、干扰多、实验难度较高,需研究复杂大机组的控制特性。文中设计了一个基于Lab-VIEW的双容水箱实验平台,以求在该平台基础上,进行理论新算法的研究和验证,最终达到工程应用的移植。文中首先从设计思路入手,然后辨... 由于工业现场条件复杂、干扰多、实验难度较高,需研究复杂大机组的控制特性。文中设计了一个基于Lab-VIEW的双容水箱实验平台,以求在该平台基础上,进行理论新算法的研究和验证,最终达到工程应用的移植。文中首先从设计思路入手,然后辨识求取对象数学传函,搭建PID控制模型,最后通过实验数据验证模型正确性,分析PID控制特性。 展开更多

关键词 LABVIEW 双容水箱 辨识 PID控制

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防晃水箱控制高层建筑地震反应的理论研究 被引量：3

15

作者 梁波 唐家祥 《振动工程学报》 EI CSCD 1994年第4期336-340,共5页

防晃水箱是在一般水箱内安置环形防晃板，在高层建筑顶部设置这种水箱可以对建筑物的地震反应作被动控制。本文对这一系统进行了数值模拟，考虑了水箱和结构间的相互耦合作用，研究了水箱对建筑物地震反应的影响，数值分析为合理设计水... 防晃水箱是在一般水箱内安置环形防晃板，在高层建筑顶部设置这种水箱可以对建筑物的地震反应作被动控制。本文对这一系统进行了数值模拟，考虑了水箱和结构间的相互耦合作用，研究了水箱对建筑物地震反应的影响，数值分析为合理设计水箱提供了理论依据。 展开更多

关键词 防晃水箱 高层建筑 地震控制 振动控制 调谐液体阻尼器

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基于表层岩溶带调控的峰丛洼地低影响开发构建 被引量：4

16

作者 姜光辉 刘凡 +1 位作者 王奇岗 郭芳 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期165-173,共9页

岩溶峰丛洼地地区石漠化、饮水困难和水污染等环境问题高发,生态环境十分脆弱。低影响开发概念的引入有助于规范开发行为,促进水资源的高效利用,降低石漠化和地下河污染风险。根据水文条件和开发方式岩溶洼地空间分为坡耕地水土流失敏... 岩溶峰丛洼地地区石漠化、饮水困难和水污染等环境问题高发,生态环境十分脆弱。低影响开发概念的引入有助于规范开发行为,促进水资源的高效利用,降低石漠化和地下河污染风险。根据水文条件和开发方式岩溶洼地空间分为坡耕地水土流失敏感区、表层岩溶泉水源地敏感区和落水洞污染输入敏感区。低影响开发模式总体是在3类敏感区实现5个管理目标。坡耕地敏感区的低影响开发目标设置为降低农田耗水量和减少水土流失,开发途径是减少蒸发和调控坡面洪水径流。表层岩溶泉敏感区的管理目标是降雨-径流资源化利用和饮用水安全保障,通过实施雨水收集回用工程和设置水源地保护区来实现。落水洞敏感区需要通过设置径流缓冲区和沉淀过滤池来预防污染物进入。我国南方石漠化地区探索和总结出以表层岩溶带降雨-径流管理为特征的低影响开发模式。该模式要求峰丛顶部留置生态保护区涵养水源。岩溶洼地底部为落水洞排洪预留缓冲区,利用岩溶裂缝设置下凹式绿地,实现自然渗透和净化。“峰”、“洼”之间过渡区划定水源地保护区边界,同时设法增加雨水资源化利用率,补充生态和生活缺水量。低影响开发模式也适用于峰丛洼地发育的东南亚和中美洲等地区。 展开更多

关键词 低影响开发 集雨 石漠化治理 降雨补给 水柜

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基于单变量与多变量系统的模型预测控制研究 被引量：9

17

作者 高强 李航 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第9期3266-3272,3278,共8页

为充分验证模型预测控制算法在解决工业过程中单变量与多变量系统控制问题的先进性,研究了以单容水箱与精馏塔为典型系统的模型预测控制算法的实现过程。结合上述实际系统,阐述模型预测控制算法中预测模型、滚动优化以及反馈校正环节的... 为充分验证模型预测控制算法在解决工业过程中单变量与多变量系统控制问题的先进性,研究了以单容水箱与精馏塔为典型系统的模型预测控制算法的实现过程。结合上述实际系统,阐述模型预测控制算法中预测模型、滚动优化以及反馈校正环节的具体含义以及理论推导过程。利用西门子PCS7提供的集散控制系统(DCS)为平台,对单变量与多变量系统进行模型预测控制系统设计与算法开发,从仿真与实际控制两方面体现模型预测控制算法的先进性与实用性。 展开更多

关键词 模型预测控制 动态矩阵控制 单容水箱 精馏塔 先进过程控制 系统辨识 集散控制系统(DCS)

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基于相位匹配的零航速减摇鳍控制策略研究 被引量：4

18

作者 梁利华 赵朋 +1 位作者 张松涛 苑佳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1539-1545,共7页

零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减... 零航速减摇鳍常规减摇和零航速减摇两种模式下生力机理不同而导致控制策略不尽相同。本文从两种模式下生力机理出发,分析海浪干扰、船舶横摇、鳍的动作及鳍上产生的减摇力之间的相位关系,分别得出两种模式下反馈控制策略。通过与常规减摇鳍控制方法对比,不仅验证了所得常规减摇模式下的控制策略的正确性,而且也验证了相位匹配分析方法的适用性;而零航速减摇模式下的控制策略则通过仿真和水池试验进行验证。结果表明:基于相位匹配得到的零航速减摇鳍的控制策略是有效且实用的,可为实际工程应用提供参考。 展开更多

关键词 相位匹配 零航速 减横摇 减摇鳍 控制策略 水动力特性 数值仿真 水池实验

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智能粘度仪水浴温度复合模糊控制方法 被引量：1

19

作者 林海军 滕召胜 +1 位作者 杨圣洁 谢彩云 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期44-48,共5页

以智能粘度仪水浴目标温度Td,水浴实际温度T与目标温度Td的误差e,温度偏差e的变化率Δe,以及目标温度Td与水浴外部环境温度Tc的差值edc为决策变量,结合DSP的PWM控制方式,设计了一种主模糊控制算法和辅助模糊控制算法相结合的粘度仪水浴... 以智能粘度仪水浴目标温度Td,水浴实际温度T与目标温度Td的误差e,温度偏差e的变化率Δe,以及目标温度Td与水浴外部环境温度Tc的差值edc为决策变量,结合DSP的PWM控制方式,设计了一种主模糊控制算法和辅助模糊控制算法相结合的粘度仪水浴温度复合模糊控制方法.当温度误差|e|>温度阈值M1时,采用Bang-Bang控制;当温度误差|e|>温度阈值Mε且|e|≤温度阈值M1时,采用主模糊控制算法;当在水浴温度平衡点附近时(即|e|≤温度阈值Mε),利用辅助模糊控制对主模糊控制的修正和补偿,采用辅助模糊控制与主模糊控制结合的控制方法.同时给出了控制算法与控制系统的软、硬件设计.实验表明,这种控制方法具有动态响应快、超调小等优点,达到了稳态误差≤0.05℃的控制要求. 展开更多

关键词 粘度仪 复合模糊控制 水浴温度 DSP PWM

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模糊神经网络PID在三容水箱中的应用 被引量：4

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作者 张彩霞 张志飞 《现代电子技术》 2009年第10期137-139,共3页

现代工业生产过程日益复杂,采用先进的控制算法对生产进行控制,以提高生产控制水平,提高生产质量及效率。通过对工业过程控制中典型对象——三容水箱的液位控制分析,提出将模糊控制与神经网络结合的智能模糊神经网络PID控制。仿真结果... 现代工业生产过程日益复杂,采用先进的控制算法对生产进行控制,以提高生产控制水平,提高生产质量及效率。通过对工业过程控制中典型对象——三容水箱的液位控制分析,提出将模糊控制与神经网络结合的智能模糊神经网络PID控制。仿真结果表明该控制方法比传统PID控制具有调节时间短、超调量小、鲁棒性强的优点。该控制方法集中了模糊控制和神经网络控制的优点,自学习能力及模糊信息处理能力都具有一定优势,更能适应现代工业控制的需要。 展开更多

关键词 模糊控制 神经网络 模糊神经网络 PID 三容水箱液位控制

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