基于GSE的600MW锅炉热力系统变工况特性仿真研究

本文应用CSE仿真平台的JTopmeret模块建立了某600 MW超临界锅炉对流受热面模型,通过嵌入自定义模块建立了锅炉辐射受热面、空气预热器等模型,实现对整个锅炉热力系统建模。通过对模型的校核,验证了模型的准确性,在此基础上仿真研究了锅炉热力系统变工况特性。仿真结果显示,随着负荷降低锅炉各受热面出口烟温均逐渐降低,对流受热面的吸热量减小、辐射受热面的吸热量增大;锅炉效率随负荷降低先略微增大后逐渐减小,且在90%负荷时最高。     

锅炉内煤粉燃烧的通用计算方法

1前言 四角喷燃的煤粉锅炉是目前我国大型发电锅炉最主要的炉型,为保证其动力工况的可靠性,合理地布置受热面和选择受热面材料,有效组织炉膛内的燃烧过程以提高锅炉运行的安全性,锅炉设计人员需要准确地预报锅炉炉膛内,特别是燃烧器区及炉膛出口区的烟气温度分布等参数.     

评估固体激光器对流换热系数的方法

 为提高固体激光器的热管理效果,提出了一种使用316L不锈钢片代替激光晶体评估固体激光器表面对流换热系数的方法。在低冷却水温的条件下,使用快响应热电偶对替代片和出口水流的动态温度进行测量,应用有限元方法计算不同对流换热系数下替代片的动态温度,讨论了对流换热系数对重频大能量激光器热效应的影响。通过寻找测量值和计算值的最小方差,得到该冷却结构下的激光器表面对流换热系数为3 500 W·m^-2·K^-1。     

汽包锅炉炉内局部结渣实时诊断研究

研究了汽包锅炉炉膛内局部结渣的故障诊断问题.选取膜式水冷壁背火侧三个温度点──鳍端温度、鳍根温度和管外壁中点温度──作为炉内局部结渣故障特征参数,使用灰渣层热阻反映炉内水冷壁局部结渣程度,运用径向基函数网络建立起描述故障特征参数和局部结渣程度之间高度非线性映射关系的故障诊断模型.实例分析表明:该方法诊断结果准确,无需布置昂贵的热流计,是一种有效的诊断炉内局部结渣的故障诊断方法.     

充满金属泡沫的方腔自然对流数值模拟

本文使用格子-Boltzmann方法模拟了充满金属泡沫的封闭方腔自然对流.通过构建适用于上下边界绝热,左右边界恒定温度的封闭方腔自然对流的双分布函数热模型,模拟了充满不同孔隙率和不同孔密度的金属泡沫,在不同Ra数下的封闭方腔自然对流,结果表明金属泡沫具有强化传热的作用,并随着Ra数和孔密度的增大,换热增强.     

新型S-CO2一次再热燃煤锅炉设计优化研究

针对超临界二氧化碳(S-CO_2)一次再热燃煤锅炉受热面布置方式进行研究,提出了一种新型S-CO_2燃煤锅炉受热面布置方案(方案3),以不同负荷下再热气温、锅炉效率和发电效率为指标将它与现有常规燃煤电站锅炉受热面布置方式(方案1)和周敬等提出的S-CO_2燃煤锅炉受热面布置方式(方案2)进行对比研究。结果表明:不同负荷下,方案3在维持再热气温方面表现最佳;三种方案的锅炉效率均随负荷的降低先增大,达到最高点后减小;在30%～100%设计负荷下,方案3的系统热力性能优于方案1和方案2,且方案3在60%～100%设计负荷下,发电效率均高于45.8%,明显优于现有常规燃煤电站。经济性分析结果表明,方案3具有显著的节能潜力。     

基于有色Petri网的机械系统故障诊断研究

故障诊断对于机械系统的使用与维护起着重要的作用;为了提高机械系统故障诊断的效率以及直观性,提出了一种使用基于知识的故障诊断方法,即使用有色Petri网诊断方法建立一种通用机械系统故障诊断模型并进行分析。针对数控机床液压元件故障这一案例,首先获取其故障来源建立故障树;其次在故障树基础上运用有色Petri网建模工具CPNTools建立有色Petri网模型;最后对模型进行了仿真分析以模拟故障的传递,进行状态空间分析以判断模型安全性,结果表明所提出的建模方法能够使得故障传递更加直观化,快速了解故障的发展趋势,并表明此模型有着较强的易用性以及通用性。     

仿真工程管理系统研究

仿真系统中存在不同的应用目的,涉及多种仿真想定、模型、数据、评估等内容,在多用户情况下仿真资源缺乏统一的管理,会严重影响了仿真系统的使用效率。为了提升仿真系统的使用效率,本文提出一种仿真工程管理的方法,利用共享内存实时采集MOM数据实现对邦员负载信息的有效监控;通过服务器统一收集XML格式仿真联邦运行数据和监控日志实现仿真运行回放;通过构建通用模型接口和评价体系实现了基于Web的仿真评估。基于B/S架构构建了仿真工程管理系统,可将模型和数据以仿真工程为单位进行统一管理,实现了对仿真运行的统一监控、数据的统一的收集与管理、评估模型管理和基于仿真试验数据的仿真评估,从而提高仿真系统的使用效率,减少仿真应用系统的集成工作量。     

基于分子运动对流换热和热辐射下煤粉颗粒群粒子的加热分析

本文建立了在烟气对流加热和辐射状态下的煤粉颗粒群加热模型,通过数值模拟,模拟研究了不同锅炉炉膛尺寸下不同煤粉粒子粒径的煤粉群粒子加热时间以及粒子温升的关系,对对流换热和辐射换热在着火热源中所占比重进行了分析,模型很好的模拟了粒子的升温,能够较好的反映出煤粉粒子加热升温机理,为煤粉射流微元加热及着火提供了计算方法。     

旋转式斯特林制冷机热仿真分析与优化

旋转式斯特林制冷机在工作时会放热,主要包括压缩放热、驱动元器件放热和电机定子放热,放热引起的温升会影响制冷机和红外系统的性能。本文利用Ansys有限元软件对旋转式斯特林制冷机进行瞬态热仿真分析,得到制冷机各零件的温度分布。模拟结果表明,在对流换热系数为3 W/(m~2·℃)条件下,制冷机表面电机外壳温度最高,最高温度为外壳中心(36.85℃),沿压缩端、冷指端两个方向,温度逐渐降低。实验与仿真结果基本一致,证明了模拟方法的有效性。忽略对流换热,对制冷机进行散热仿真优化后,有效抑制了制冷机温升,制冷机整体温度降低约4℃。     

基于虚拟测试仪器的诊断技术及在VMTS中应用

故障诊断是一门交叉学科,广泛应用于各个领域,在飞机维修虚拟训练系统(VMTS, Virtual Maintenance Training System)平台基础上,提出基于虚拟仪器进行测试、故障定位的仿真训练策略,构建了基于需求的虚拟测试仪器模型框架,并在VMTS系统中得到应用。通过虚拟测试仪器与推理模块协同配合的方法解决了维修虚拟训练过程中普遍存在的故障诊断类型套路化问题,并且能够完成复杂状态下的故障诊断任务,满足各种故障诊断训练要求,最后以尾桨故障诊断为例,证明该方法的可行性。     

基于气象因素的集中供热系统热负荷预测研究

为了解决直升机旋翼伺服作动器维修保障过程中训练资源有限,拆装难度高,故障率较高且难以确定故障点等难题,在直升机虚拟维修训练系统(VMTS, Virtual Maintenance Training System)的基础上,提出了应用虚拟仪器检测,确定故障点的直升机故障诊断可视化设计方法。分析了故障诊断过程中仪器、工具、环境等对故障诊断的影响,实现了动态的建立仿真模型和数据处理。通过虚拟仪器和推理机的功能配合,解决了直升机维护中复杂多变的故障诊断难题,形成一个逻辑推理能力强的故障诊断系统。最后以直升机旋翼伺服作动器故障诊断为例,验证该方法的可行性。     

基于LabVIEW与Multisim的火控系统半实物联合仿真方法

针对当前装甲装备火控系统电路组成与功能特点,对火控系统维修保养过程中的故障诊断方法与测试需求进行了研究,提出了一种火控系统半实物联合仿真方法,介绍了该仿真建模方法的设计思路与实现方法。该方法可充分发挥LabVIEW和Multisim软件的优势,通过半实物联合仿真的方法,以仿真模型代替部分或者全部火控系统部组件,能够很好地实现火控系统不同级别的电路功能模拟、故障复现,快速完成故障诊断分析,解决了当前装甲装备火控系统维修诊断设备通用性差、规范化程度低、开放性差,难以真实的模拟系统级、部件级功能、故障注入和故障检测等问题,为装甲装备火控系统故障诊断与测试设备开发提供了有效平台,为基层部队开展维修训练和维护保障提供了有效途径。     

基于贝叶斯决策的电传飞控系统状态监测与健康管理

针对飞控系统早期故障信号的微弱性和不易检测性,提出了一种基于贝叶斯决策的飞控系统状态监测和健康管理新算法;采用最大似然估计法对故障特征向量概率密度函数进行参数估计,监测飞控系统故障特征概率密度分布相对于正常状态的偏离,将不易检测的故障信号转化为容易观测到的偏离信息,实现飞控系统状态的健康评估;以某型电液伺服作动器为例,采用上述方法对其进行状态监测和健康管理,仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。     

无人机健康诊断知识库建立研究

针对无人机健康诊断系统的设计,研究了健康诊断专家知识库的建立方法。介绍了基于规则的专家知识库的含义及其对无人机设计的要求,阐述了故障树与故障模式判据表的形成方法。故障树分析基于故障因果逻辑,逐层找出故障事件的原因,保证专家知识逻辑上的完备性。故障模式判据表将抽象的专家知识具体化为多个能够在工程上应用的要素。提出了一种故障树分析与故障判据规则相结合的建立健康诊断专家知识库的方法。从某型大气数据系统的组成及原理出发,以大气数据系统真空速失效为顶事件,构造了故障树和故障模式判据表。结果表明,结合故障树和故障模式判据表格构造的专家知识库清晰、简洁,具有很高的工程实用价值,能够应用于无人机健康诊断系统的设计。     

兆瓦级NBI加热系统弧流电源故障诊断方法探究

针对中国环流器2号A(HL-2A)装置弧流电源的特点，以及弧流电源故障诊断的条件与现状，提出了结合中性束注入(NBI)控制系统的相关功能模块与基于Matlab/Simulink仿真技术构建的故障字典，以实现弧流电源运行状态的在线监测及其故障模式的诊断。NBI控制系统在监测到弧流电源故障状态后，调用存储的弧流电源输出信号进行分析，提取信号的特征值，然后通过查找弧流电源故障字典以诊断出可能的故障模式。结合实验数据论证了该故障诊断法对弧流电源简单故障定位准确，对复杂故障能缩小定位范围，具有原理简单、可操作性强等优点。     

基于动态核主元分析的大功率LED阵列动态光源在线状态观测与故障诊断

大功率LED阵列动态光源工作过程中光电热参数具有不确定性和时变时滞非线性特点,利用动态核主元分析方法（DKPCA）对大功率LED阵列动态光源进行在线状态观测与故障诊断能有效地捕捉观测数据的非线性和相关性特征,根据历史数据的主元特征计算出的统计量阈值和在线数据的统计特征实现故障检测,利用重构贡献图法实现故障的分离。仿真实验表明,对大功率LED阵列动态光源典型的传感器和执行器故障进行有效监测和诊断相对于核主元分析方法对故障更为敏感,故障检测率最高提高了7.5%,误检率下降了4.2%。     

基于全局灵敏度的电路系统激励与测点优选

针对模拟电路系统级故障诊断问题,提出一种基于全局灵敏度的测试点与测试频率优选方法。利用Pspice软件进行参数分析,避免了电路的拓扑分析和冗繁的计算过程,节省了时间开销,综合考虑元件参数变化影响,定义了网络全局灵敏度的概念,并以此为依据比较不同频率下测点的故障诊断能力,实现测点与测试频率的优选。通过实验仿真验证了方法的有效性,结果表明新方法提高了对系统的故障识别率。     

一种容差模拟电路的分级故障诊断方法

In this paper, a tolerance analog circuit fault diagnosis method based on hierarchical fault dictionary is proposed. During the simulation before test, firstly, the Worse-Case Analysis is used to get the normal characteristics output interval of the circuit under test and the output interval is saved as the first class fault dictionary, which will be used to fault detection; secondly, node-voltage sensitivity sequence is used as fault characteristics to build the second class fault dictionary for locating fault component; thirdly, based on simulation before test according to dividing the component parameters into seven segments, the third class fault dictionary is built to identify the parameter interval of components. In the fault diagnosis stage, based on the established three-class fault dictionary, fault detection, fault locating and component parameter interval identification can be realized respectively according to practical application. The proposed method can improve the efficiency of diagnosis after test and the solution will be a meaningful reference for practical applications. Finally, the simulation experiment demonstrates the effectiveness of the proposed method.     

两种前向神经网络在变压器故障诊断中的应用

针对依靠变压器油中溶解气体分析的传统故障诊断方法存在的不足以及未来智能诊断算法进一步发展的需要,在研究人工神经网络的基础上,介绍了两种前向神经网络在变压器故障诊断中的应用,并用大量的DGA样本数据做了仿真训练。首先讨论了几种常用变压器故障诊断方法的一些缺陷,通过分析现代智能诊断算法的局限性,得出改进人工神经网络的优势。然后结合两种前向神经网络的原理和结构,对变压器内部故障进行了分类和编码。分别设计了相应的故障诊断模型,在MATLAB中做了仿真测试,并给出了仿真程序。仿真结果表明,两种神经网络用于变压器故障识别较为理想,其中PNN网络在样本数量较多时效果更好,有效提高了变压器故障诊断的正确率。