闭式循环水下动力系统闭环控制方案设计及实现

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作者 刘培培 韩勇军 +1 位作者 刘景云 封启玺 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第1期143-148,共6页

为了实现某新型闭式循环水下动力系统原理样机闭环控制,本文分析系统典型工作过程,研究系统关键参数,选取六氟化硫(SF6)质量流量作为控制量,选取热管反应器温度作为被控制量,将换热水工质的质量流量视为扰动量,设计系统闭环控制方案。... 为了实现某新型闭式循环水下动力系统原理样机闭环控制,本文分析系统典型工作过程,研究系统关键参数,选取六氟化硫(SF6)质量流量作为控制量,选取热管反应器温度作为被控制量,将换热水工质的质量流量视为扰动量,设计系统闭环控制方案。闭环控制系统与主机一起在热态试验台进行试验,通过加大换热水工质质量流量使汽轮机转速达到预期的转速和电功率,在此期间炉温闭环控制误差小于2%,表明该控制方案可将整个动力系统综合为一个可以安全稳定运行的高效有机整体,并且达到了原理样机指标要求。 展开更多

关键词 水下动力 闭式循环 闭环控制

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潜艇的承载力与水下动力抗沉 被引量：8

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作者 王京齐 《海军工程大学学报》 CAS 2003年第4期65-68,72,共5页

阐明了潜艇承载力图谱的一种新算法,分析了危险舵卡的基本挽回方法及其衡准,论述了当前水下动力抗沉的实用方法及评价指标.

关键词 潜艇 承载力图谱 水下动力抗沉 算法 危险舵卡 操纵性 挽回方法 挽回衡准 评价指标

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一种新型低噪声水下动力螺桨翼型的实验研究 被引量：1

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作者 上官云信 周瑞兴 +4 位作者 解亚军 李育斌 郗忠祥 乔志德 钟伯文 《流体力学实验与测量》 CSCD 1998年第2期64-68,共5页

翼型是各种螺桨设计的基础。为了进一步提高水下动力螺桨的抗空化特性，降低噪声，西北工业大学翼型研究中心研制了一组ＰＱ翼型。该翼型通过理论计算优化并经一系列的风洞、水洞试验研究，结果表明，ＮＰＵＰＱ系列翼型在满足初生空化... 翼型是各种螺桨设计的基础。为了进一步提高水下动力螺桨的抗空化特性，降低噪声，西北工业大学翼型研究中心研制了一组ＰＱ翼型。该翼型通过理论计算优化并经一系列的风洞、水洞试验研究，结果表明，ＮＰＵＰＱ系列翼型在满足初生空化数设计指标的情况下比ＮＡＣＡ６６（Ｍｏｄ）系列翼型有更大的空化斗，显示了更好的空化特性；前者的流体动力特性与后者相当或更好。 展开更多

关键词 翼型 水下动力螺桨 风洞试验 空化特性

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闭式循环水下动力系统壳体冷凝器设计

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作者 韩勇军 杨赪石 +4 位作者 彭博 郭兆元 路骏 马为峰 王晋中 《鱼雷技术》 2017年第1期32-36,共5页

针对闭式循环水下动力系统壳体冷凝器,建立了壳体冷凝器设计计算数学模型,运用MATLAB编制了壳体冷凝器的设计计算软件。通过与实际产品试验数据对比,验证了该软件具有较高的可信度,可为壳体冷凝器的设计开发,优化壳体冷凝器的结构和性能... 针对闭式循环水下动力系统壳体冷凝器,建立了壳体冷凝器设计计算数学模型,运用MATLAB编制了壳体冷凝器的设计计算软件。通过与实际产品试验数据对比,验证了该软件具有较高的可信度,可为壳体冷凝器的设计开发,优化壳体冷凝器的结构和性能,提高设计开发效率提供数据参考。 展开更多

关键词 水下动力系统 闭式循环 壳体冷凝器

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往复式水下动力工具的动力特性分析 被引量：1

5

作者 王东明 李鸿 张耀良 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 1996年第1期67-73,共7页

用动态静力法对一种往复式水下动力工具的动力特性进行了研究。利用计算机的计算结果绘制了位移、速度、加速度曲线和输出力曲线,并且分析了海况对动力工具动力特性的影响,为进一步研制水下动力工具提供了必要的理论依据。

关键词 水下动力工具 动态静力法 动力特性

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新型闭式铝粉燃烧斯特林机水下动力系统构型分析

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作者 金旭东 吕田 兰健 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第2期214-219,共6页

针对现有的动力电池、柴油-液氧型斯特林机等常规水下动力系统的能量密度多在300W·h/kg以内的问题,提出了一种以铝粉燃烧为基础的新型高能量密度斯特林水下动力系统方案。通过数值仿真方法,分别构建了铝水燃烧联合燃氢斯特林机水... 针对现有的动力电池、柴油-液氧型斯特林机等常规水下动力系统的能量密度多在300W·h/kg以内的问题,提出了一种以铝粉燃烧为基础的新型高能量密度斯特林水下动力系统方案。通过数值仿真方法,分别构建了铝水燃烧联合燃氢斯特林机水下动力系统以及铝水燃烧+氢氧燃烧联合液钠斯特林机水下动力系统,并与传统柴油-液氧斯特林机动力系统进行了能量密度以及燃料成本的比较。结果发现,铝水燃烧联合燃氢斯特林机水下动力系统的能量密度高达648Wh/L,为传统柴油-液氧斯特林机动力系统的2倍,燃料成本为传统柴油-液氧斯特林机动力系统的2倍;铝水燃烧+氢氧燃烧联合液钠斯特林机水下动力系统的能量密度为传统柴油-液氧斯特林机动力系统的1.7倍。可见,新型闭式铝粉燃烧斯特林水下动力系统有着良好的发展潜力,可为未来水下动力系统的设计提供理论参考。 展开更多

关键词 水下动力系统 斯特林机 铝粉燃烧 数值仿真

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水下闭式循环动力系统动态过程数值仿真研究 被引量：2

7

作者 路骏 韩勇军 +3 位作者 高育科 马为峰 郭兆元 李鑫 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第3期101-106,共6页

水下闭式循环动力系统具有高比能量、大比功率以及无工质排放的优点,能够大幅提高水下航行器航速、航程、航深和隐蔽性。本文首次针对某新型水下闭式循环动力系统建立其动态模型,其中燃烧室模型考虑气相氢、氧气和液相冷却水的相互耦合... 水下闭式循环动力系统具有高比能量、大比功率以及无工质排放的优点,能够大幅提高水下航行器航速、航程、航深和隐蔽性。本文首次针对某新型水下闭式循环动力系统建立其动态模型,其中燃烧室模型考虑气相氢、氧气和液相冷却水的相互耦合作用,汽轮机模型考虑其转子惯性和容积惯性,冷凝器模型考虑3个相区:过热区、饱和区和过冷区。利用该模型对系统动态过程进行仿真分析,结果表明只要氢、氧气和冷却水流量在系统动态过程中保持一定的比例关系,则燃烧室温度基本保持不变,而燃烧室压力和汽轮机输出功率仅取决于总工质流量。该结论为制定系统解耦控制策略奠定了基础。 展开更多

关键词 水下动力 闭式循环 建模 数值仿真

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水下热动力推进系统的变结构控制 被引量：10

8

作者 罗凯 党建军 王育才 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期458-460,共3页

对于某水下热动力推进系统实施闭环控制是提高武器效能的需要。通过分析系统的物理特性,给出了适用于控制律综合的系统模型,进行了非线性变结构控制系统的设计。该控制系统跟踪指令准确、快速,抗干扰能力强,且燃烧室压强不超调、安全性... 对于某水下热动力推进系统实施闭环控制是提高武器效能的需要。通过分析系统的物理特性,给出了适用于控制律综合的系统模型,进行了非线性变结构控制系统的设计。该控制系统跟踪指令准确、快速,抗干扰能力强,且燃烧室压强不超调、安全性好。基于该控制算法而研制的功率控制单元已通过了试验验证。 展开更多

关键词 水下热动力推进系统 系统模型 非线性变结构控制 功率控制 闭环控制 鱼雷 水下自航武器

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水下热动力推进系统的无级变速控制研究 被引量：4

9

作者 李代金 张宇文 +1 位作者 罗凯 党建军 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期195-198,共4页

对水下热动力推进系统进行无级变速研究是提高武器作战效能的需要,而对系统实施闭环控制是实现无级变速的必然。文章从系统物理特性、可实现性以及安全特性出发,建立了适用于闭环控制律综合的数学模型,基于非线性变结构控制原理设计了... 对水下热动力推进系统进行无级变速研究是提高武器作战效能的需要,而对系统实施闭环控制是实现无级变速的必然。文章从系统物理特性、可实现性以及安全特性出发,建立了适用于闭环控制律综合的数学模型,基于非线性变结构控制原理设计了控制率,并首次在实验室条件下实现了热动力水下航行体的无级变速控制。实验证明所设计的控制率很好地实现了对航行体航深、姿态的补偿,使航速具备了跟踪时变信号的能力;燃烧室压强控制无超调,保证了系统的安全性;利用航速与航深的制约关系,使动力系统潜力得到了充分发挥。 展开更多

关键词 闭环控制系统 水下热动力推进系统 无级变速 非线性变结构控制

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水下爆炸动力学的起源、发展与展望 被引量：3

10

作者 王树山 贾曦雨 +5 位作者 高源 马峰 卢熹 张静骁 孙雨荟 梁策 《水下无人系统学报》 2023年第1期10-29,共20页

水下爆炸动力学是研究炸药等含能物质水下爆轰后,产物与水介质互作用的物理效应的专门学科,多学科相互交叉、渗透的特点尤为突出。文中在充分、详尽的文献分析基础上,首先讨论了水下爆炸动力学的研究范畴并梳理了其起源过程;然后以水下... 水下爆炸动力学是研究炸药等含能物质水下爆轰后,产物与水介质互作用的物理效应的专门学科,多学科相互交叉、渗透的特点尤为突出。文中在充分、详尽的文献分析基础上,首先讨论了水下爆炸动力学的研究范畴并梳理了其起源过程;然后以水下爆炸冲击波、气泡、边界效应和深水爆炸为主题,从理论认识与技术发展的角度概述了水下爆炸动力学的发展现状;最后,从水下爆炸载荷、水下爆炸毁伤和新技术的应用3个方面对水下爆炸动力学的发展方向进行了建议与展望。不仅可以为从事水下爆炸研究的科研人员提供有益的参考、借鉴以及思路的启迪,还能够对水下爆炸动力学相关专业知识有迫切需求的非专业领域工作者提供入门指导。 展开更多

关键词 水下爆炸 水下爆炸动力学 冲击波 深水爆炸

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水下热动力推进系统闭环控制单元设计

11

作者 胡峰 罗凯 +2 位作者 王新平 李淼 秦侃 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第12期130-133,共4页

基于PC 104模块,在研究水下热动力推进系统的基础上,完成系统闭环控制单元的总体结构设计。根据系统的工作环境要求,进行外围模拟电路和数字模块的设计与选择;基于模块化程序设计的思想,运用Turbo C语言完成主程序和中断子程序的编写。... 基于PC 104模块,在研究水下热动力推进系统的基础上,完成系统闭环控制单元的总体结构设计。根据系统的工作环境要求,进行外围模拟电路和数字模块的设计与选择;基于模块化程序设计的思想,运用Turbo C语言完成主程序和中断子程序的编写。完成硬件结构的搭建并进行模拟实验。实验结果表明,该控制单元具有良好的可靠性和实用性。该设计思路对水下热动力推进系统控制理论研究提供参考价值。 展开更多

关键词 水下热动力推进系统 闭环控制 PC104

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水下热动力系统的模型参考自适应控制研究

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作者 杨杰 钱志博 +1 位作者 张进军 闫萍 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第1期201-203,共3页

针对开式循环水下热动力系统动态性能要求高及参数非线性的特点,通过对热动力系统物理特性的分析,设计出适于开式循环的某水下热动力系统的模型参考自适应控制系统。仿真结果表明该方法控制精度高,抗干扰能力强,系统稳定,证明了方法的... 针对开式循环水下热动力系统动态性能要求高及参数非线性的特点,通过对热动力系统物理特性的分析,设计出适于开式循环的某水下热动力系统的模型参考自适应控制系统。仿真结果表明该方法控制精度高,抗干扰能力强,系统稳定,证明了方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 水下热动力系统 模型参考自适应控制 非线性

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水下热动力系统半实物仿真研究

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作者 罗凯 孙军亮 +1 位作者 党建军 王育才 《鱼雷技术》 2010年第2期141-145,共5页

水下热动力半实物仿真试验台可提供仅次于鱼雷热动力系统热车功率试验置信度的试验手段。以实时仿真计算机、背压模拟装置、负载模拟装置、调速与驱动装置构成半实物仿真试验系统的核心,以比例和比例积分控制算法进行背压和负载压力的... 水下热动力半实物仿真试验台可提供仅次于鱼雷热动力系统热车功率试验置信度的试验手段。以实时仿真计算机、背压模拟装置、负载模拟装置、调速与驱动装置构成半实物仿真试验系统的核心,以比例和比例积分控制算法进行背压和负载压力的闭环控制,通过低通数字滤波改善数字仿真模型的稳定性,对数字仿真模型进行动态特性修正以实现半实物系统与实际系统特性的良好吻合,系统背压动态模拟精度达到了0.5%,转速和负载动态模拟精度达到了1.5%,整个半实物仿真系统获得了较高的模拟准确度。 展开更多

关键词 鱼雷 水下热动力系统 半实物仿真 比例积分算法 闭环控制

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鲁棒H_∞/H_2控制在水下热动力参数摄动系统中的应用 被引量：4

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作者 李佐成 樊思齐 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期575-578,共4页

针对开式水下循环热动力系统动态性能要求很高及动力装置结构参数摄动十分严重的特点 ,采用结构参数摄动系统 H∞ /H2 线性状态反馈控制器的设计方法 ,设计了开式循环三组元水下热动力系统控制器。仿真结果表明 ,该控制器实现了 H∞ 控... 针对开式水下循环热动力系统动态性能要求很高及动力装置结构参数摄动十分严重的特点 ,采用结构参数摄动系统 H∞ /H2 线性状态反馈控制器的设计方法 ,设计了开式循环三组元水下热动力系统控制器。仿真结果表明 ,该控制器实现了 H∞ 控制与 H2 控制优势的互补 ,控制系统具有良好的鲁棒稳定性、抗干扰能力及动态响应品质。 展开更多

关键词 鲁棒H∞/H2控制 水下热动力装置 结构参数摄动系统 数学模型 航行器

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电动力水下航行器电池组温度场仿真 被引量：4

15

作者 杨威 胡欲立 刘鸿瑨 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第4期446-451,共6页

电动力水下航行器航行中,电池组存在因散热不利而导致升温迅速,电池性能下降甚至发生爆炸等热安全问题。文中基于电化学-热耦合模型对水下航行器在多航速下的电池温度场进行热分析研究,应用有限元分析软件建立了18650型三元锂离子电池... 电动力水下航行器航行中,电池组存在因散热不利而导致升温迅速,电池性能下降甚至发生爆炸等热安全问题。文中基于电化学-热耦合模型对水下航行器在多航速下的电池温度场进行热分析研究,应用有限元分析软件建立了18650型三元锂离子电池的电化学-热耦合模型,通过实验验证了模型的精确性,并对某型50kg级水下航行器电池组的温度场进行仿真计算,获取电池组在不同工况下的温度分布。结果表明,该电池模型能精确预测电池在放电过程中的温度变化;水下航行器电池组在工作时温度随航速增大而升高;并确定了在3种工况下的温度变化范围及最高温度位置。文中研究可为水下航行器电池组的热分析提供参考。 展开更多

关键词 电动力水下航行器 锂离子电池 电化学-热耦合模型 电池组 温度

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热动力水下航行器润滑系统建模与仿真

16

作者 曹浩 屈明宝 +3 位作者 王祎 李育英 赵丽刚 汤田 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第4期452-455,460,共5页

随着水下航行器航速不断提高,航程不断增加,其润滑系统的重要性日益凸显。文中介绍了一种热动力水下航行器润滑系统流动与传热的仿真方法,对其润滑系统进行了一维建模,对发动机在高、低转速工作时的润滑系统进行了仿真。流量分配的计算... 随着水下航行器航速不断提高,航程不断增加,其润滑系统的重要性日益凸显。文中介绍了一种热动力水下航行器润滑系统流动与传热的仿真方法,对其润滑系统进行了一维建模,对发动机在高、低转速工作时的润滑系统进行了仿真。流量分配的计算结果与试验数据的对比显示,流量误差在30%以内,可满足工程应用需求。换热仿真结果说明,发动机无论是高转速启动还是低转速启动,滑油温度都需要200 s左右时间才能达到平衡状态,其平衡温度在润滑油正常使用温度范围内。 展开更多

关键词 热动力水下航行器 润滑系统 流动 换热

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安静型潜艇的AIP动力系统及其废气管理 被引量：5

17

作者 黄志光 叶拥拥 +1 位作者 石玉美 顾安忠 《舰船科学技术》 北大核心 2004年第5期22-26,共5页

介绍了常规动力潜艇推进系统及不依赖于空气的动力系统 (AIP) ,比较了闭式循环柴油机、斯特林发动机、闭式蒸汽轮机装置以及燃料电池等 4种基本AIP系统各自的特点 ,分析了自主式水下动力系统废气排放对潜艇性能 ,尤其是隐蔽性的影响 ,... 介绍了常规动力潜艇推进系统及不依赖于空气的动力系统 (AIP) ,比较了闭式循环柴油机、斯特林发动机、闭式蒸汽轮机装置以及燃料电池等 4种基本AIP系统各自的特点 ,分析了自主式水下动力系统废气排放对潜艇性能 ,尤其是隐蔽性的影响 ,最后阐述了AIP系统废气的吸收。 展开更多

关键词 不依赖于空气的动力系统AIP 废气管理 水下动力

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无冷却式发射动力系统的内弹道研究 被引量：3

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作者 白俊华 胡春波 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期892-897,共6页

根据无冷却式发射动力系统的特点,将其工作过程划分为燃气发生器和发射筒两部分,建立了燃气发生器和发射筒工作过程的数学模型,并对其内弹道特性进行了研究,为研制新型动力发射系统提供参考依据和研究手段。通过对燃气发生器计算结果进... 根据无冷却式发射动力系统的特点,将其工作过程划分为燃气发生器和发射筒两部分,建立了燃气发生器和发射筒工作过程的数学模型,并对其内弹道特性进行了研究,为研制新型动力发射系统提供参考依据和研究手段。通过对燃气发生器计算结果进行试验验证,证明了其可行性和计算精度。针对不同发射深度和装药量的工况进行数学仿真发现,无冷却式发射动力系统做功能力很强,导弹可以达到很高的出筒速度,实现大深度发射。同时,发射深度和装药量对无冷却式发射动力系统的内弹道性能影响很大。 展开更多

关键词 无冷却式水下发射动力系统 内弹道 装药量 发射深度

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水下航行器高压喷水动力推进试验装置研究

19

作者 王彦皓 王钧锂 +2 位作者 季浩 李晨曦 任怀智 《科学技术创新》 2025年第7期9-12,共4页

本文通过对高压喷水动力推进系统的工作原理进行深入研究,设计了水下航行器高压喷水动力推进试验装置。本装置主要由高水压容积式柱塞泵、推力室及管路系统组成。采用高压容积式水压柱塞泵为动力源,水压柱塞泵在伺服电机的驱动下直接从... 本文通过对高压喷水动力推进系统的工作原理进行深入研究,设计了水下航行器高压喷水动力推进试验装置。本装置主要由高水压容积式柱塞泵、推力室及管路系统组成。采用高压容积式水压柱塞泵为动力源,水压柱塞泵在伺服电机的驱动下直接从海洋吸水,泵将低压海水加压后通过推力室高速射出,形成推力,推动航行器在水中前进;通过调节水压泵的转速可以调节推力的大小及航行速度。 展开更多

关键词 水下航行器 水下动力推进装置 喷水推进试验装置

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基于热电效应的水下航行器热电余热回收方法

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作者 蔺旋 胡桥 王朝晖 《水下无人系统学报》 北大核心 2019年第6期680-687,共8页

针对热动力水下航行器在航行过程中能源利用率低、机体发热等问题,提出了一种基于热电效应的水下航行器能源回收方法,将机体废热直接转化为电能。该方法基于热电效应中的Seebeck效应,结合水下航行器的发热特点对余热回收装置进行结构设... 针对热动力水下航行器在航行过程中能源利用率低、机体发热等问题,提出了一种基于热电效应的水下航行器能源回收方法,将机体废热直接转化为电能。该方法基于热电效应中的Seebeck效应,结合水下航行器的发热特点对余热回收装置进行结构设计,利用Comsol仿真软件对余热回收装置进行结构简化设计,然后根据简化模型搭建热电余热回收装置试验平台,最后进行水下航行器航行参数下的热电回收试验,试验结果验证了该方法的可行性和有效性。该方法为水下航行器的余热回收提供了新的思路与技术支撑。 展开更多

关键词 热动力水下航行器 热电效应 余热回收

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