针对柱塞式调节阀进行流量反馈控制时过于依赖流量测量装置、流量调节时间长的问题,进行流量控制仿真研究。基于Fluent流体仿真软件,建立10%~100%开度值下的调节阀三维流道模型,并在0.2~1 MPa进出口压差下仿真得出调节阀内部流场分布,建立阀口流量与阀芯开度、调节阀进出口压差三维数据表。建立调节阀开度控制模型,同时完成模糊PID控制器的设计。通过MATLAB对3种调节阀流量控制系统进行仿真分析。结果表明:基于所设计的开度控制模型进行流量调节时,有效地提升了阀门的快速性,阀门开度响应时间小于1.8 s,同时完全消除了超调量,更易达到稳定状态。

针对以微控制器MCU为控制核心的电动开度阀控制系统难以集成高效且计算量小的故障检测子系统的问题,基于小波包变换和优化K近邻(K-Nearest Neighbor,KNN)算法提出了一种电动开度阀故障检测方法。对阀门振动信号进行小波包变换,计算小波包节点的能量值与其重构信号的时域特征参数。根据Pearson系数筛选出两种与能量强相关的故障特征参数:峰峰值与均方根,并将两者作为KNN算法的样本评价指标;通过对评价指标进行加权优化了KNN算法的距离计算公式,分别在MATLAB和实验样机中进行故障检测测试,对应最高分类准确率分别为92.5%与86.7%。结果表明:实验测试与仿真分析具有较好的一致性,该故障检测方法的优势在于计算量小、故障识别率较高,并能有效地应用于以MCU为核心的电动开度阀控制系统。

针对热塑性复合材料压机压制精度低、模具磨损严重等问题,在压机四角调平系统中采用双闭环控制策略,此时,内环的压力控制误差直接影响外环的位置同步控制精度。在大流量工况下,调平系统控制阀的阀口开度增加会导致压力控制误差增大,为进一步改善其综合控制性能,提出双阀并联压力控制方案。使用大通径流量补偿阀与小通径压力控制阀并联替换原有单个控制阀,分别对调平缸无杆腔的流量和压力进行控制,满足大流量工况的同时提高压力控制精度,进而提高位置同步控制精度,并搭建调平缸压力台架进行试验以验证双阀并联控制的有效性。结果表明,双阀控制下的压力误差比单阀减少0.5 MPa以上,且压制速度越大其性能优势更突出,为压机调平系统实现高速高精度同步控制提供有效参考。

针对石墨烯纸无法形成均匀的褶皱体的技术问题,设计了一种石墨烯纸褶皱体成型设备。该方法是通过将石墨烯纸与拉伸后的弹性体贴合,利用弹性体回缩的作用,使石墨烯纸形成均匀的褶皱体,然后通过浸泡的方式,将石墨烯纸与弹性体分离。弹性体的拉伸通过丝杆带动均匀分布的8个气动夹钳实现,从而使得弹性体均匀地被拉伸。石墨烯纸的取料方式采用静电吸附的方式,弹性体的取料则是利用弹性体表面压敏胶的黏性来实现。