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活塞是發(fā)動機的關(guān)鍵部件之一，工作于高溫高壓的惡劣環(huán)境中，并由于受力、受熱產(chǎn)生變形。這種變形會產(chǎn)生拉缸、竄氣、竄油、降低活塞壽命等現(xiàn)象，導(dǎo)致工況變差、降低發(fā)動機效率，并產(chǎn)生噪聲、尾氣等污染。為抵消發(fā)動機工作時活塞的變形，應(yīng)當(dāng)在冷狀態(tài)下將活塞制成某種適當(dāng)?shù)男螤睢Ｒ虼?，現(xiàn)代發(fā)動機活塞均設(shè)計為縱截面為中凸形、橫截面為橢圓、且在不同高度處橢圓還是變化的復(fù)雜空間曲線，

稀土永磁無刷直流電動機配合相應(yīng)的數(shù)字控制器構(gòu)成的電力驅(qū)動/伺服 系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于對調(diào)速范圍及調(diào)速精度、高效節(jié)能、多驅(qū)動/伺服機 構(gòu)精密協(xié)調(diào)控制、嚴(yán)酷環(huán)境高可靠性伺服驅(qū)動、總線控制及自動化要求高 的航空、航天、兵器、船舶等國防領(lǐng)域及機器人、汽車、數(shù)控機床、自動 化儀表、風(fēng)機、醫(yī)療動力器械等民用領(lǐng)域的隨動系統(tǒng)、跟蹤伺服系統(tǒng)、高 性能電力驅(qū)動、電動伺服機構(gòu)等場合。性能指標(biāo)：

電磁式直線位移伺服調(diào)節(jié)器由直線運動電磁執(zhí)行器和直線位移調(diào)節(jié)數(shù) 字控制器兩部分組成；為滿足直線運動電磁執(zhí)行器的凈推力/拉力大、 復(fù)位響應(yīng)速度快、頻響寬、連續(xù)運動的平滑性好等要求，在螺旋管電磁 線圈、氣隙形式、執(zhí)行器定子磁輯及動子結(jié)構(gòu)、復(fù)位彈簧等方面進行特 殊和精密設(shè)計分析；伺服控制器釆用綜合性能優(yōu)異的DSP實施智能控制策 略，配合精密傳感器的信息采集和處理，使得控制器輸出到直線運動電 磁執(zhí)行器的PWM調(diào)節(jié)脈沖精度高、控制周期短，電磁執(zhí)行器最終輸出與

可用于視覺定位、精密搬運、靈巧手工抓持以及安全人機協(xié)作等任務(wù)。

?起重機DTC交流變頻調(diào)速系統(tǒng)是麥道飛機生產(chǎn)線所研制的變頻調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ)上的升 級產(chǎn)品。起重機 DTC 交流變頻調(diào)整系統(tǒng)充分考慮了鐵路門式起重機增噸改造和集裝箱運 輸?shù)淖鳂I(yè)特點，起升機構(gòu)采用了目前世界上最先進的 ABB ACC600 系列直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC） 起重機專用變頻器和學(xué)校成熟的控制技術(shù)。

1）高性能交流電機（感應(yīng)電機與永磁同步電機）控制技術(shù)，包括矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制以及非線性解耦控制技術(shù)； 2）交流感應(yīng)電機（籠式異步電機）的變頻調(diào)速控制技術(shù)； 3）永磁同步電機（伺服電機），包括表面式（SPMSM）和內(nèi)埋式永磁同步電機（IPMSM）以及無刷直流電機（BLDC）的高性能轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和位置控制技術(shù)； 4）交流電機的數(shù)字化驅(qū)動控制器的設(shè)計、電機驅(qū)動集成模塊、嵌入式電機

本項目現(xiàn)處于產(chǎn)業(yè)化階段。 我們研究并設(shè)計了一種新的能量互饋試驗平臺，試驗平臺通過能流循環(huán)，可大大提高能量利用率，無需損失滿功率的能量即可完成大功率的試驗，如對機車逆變器系統(tǒng)的滿功率試驗或者牽引電機的電機特性試驗，具有結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活，調(diào)試方便，系統(tǒng)易穩(wěn)定，能量利用率高，互為被試件，能更有效地對不同控制策略的特性進行比較等優(yōu)點。 目前，國內(nèi)外常見的交流傳動系統(tǒng)試驗平臺主要有以下兩種： 1）能量消耗型 “能量消耗型”交流傳動試驗臺由變壓器向四象限變流器提供單相交流電，四象限變流器輸出直流電給逆變器供電，逆變器輸出三相交流電供給交流牽引電機。牽引電機輸出軸上對接一個直流發(fā)電機，其輸出端接電阻性負(fù)載。這種試驗臺設(shè)備比較簡單，調(diào)節(jié)控制對象比較少，可方便調(diào)節(jié)直流發(fā)電機轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)起來也不是很復(fù)雜。但是由直流發(fā)電機發(fā)出的電能完全被電阻消耗掉，若長期進行大功率試驗，電能浪費驚人。另外，如果用于測試電機運行特性，該系統(tǒng)不能模擬機車啟動和高速運行試驗。 2）能量反饋型 該種試驗臺的結(jié)構(gòu)如圖所示。異步牽引電機輸出軸上對接一個“直流發(fā)電機－直流電動機－交流同步發(fā)電機”構(gòu)成的能量反饋系統(tǒng)，電能通過變壓器返回電網(wǎng)。這種方式將部分能量反饋回電網(wǎng)，大大節(jié)約了電能，但使用設(shè)備多，在建設(shè)試驗平臺時一次性投資大。另外由于控制對象多，控制方法復(fù)雜，難度大，容易出現(xiàn)超調(diào)，造成系統(tǒng)振蕩。由于試驗電機驅(qū)動的是直流發(fā)電機，轉(zhuǎn)速受到換向器限制，在試驗對象為牽引電機時難以試驗其高轉(zhuǎn)速區(qū)段。 “能量反饋型”交流傳動試驗臺 本項目確定的交流傳動互饋試驗系統(tǒng)（以下簡稱“互饋試驗臺”）的方案如圖所示。能量互饋型試驗系統(tǒng)（測試電機）圖中該試驗臺由兩套“變流機組－電機”聯(lián)軸背靠背組成，當(dāng)變流機組I－異步牽引電機Ⅰ工作于電動狀態(tài)，變流機組Ⅱ－異步牽引電機Ⅱ工作于發(fā)電狀態(tài)時，能量流向如圖中實線所示；當(dāng)變流機組I－異步牽引電機Ⅰ工作于發(fā)電狀態(tài)，變流機組Ⅱ－異步牽引電機Ⅱ工作于電動狀態(tài)時，能量流向如圖中虛線所示。能量互饋型試驗系統(tǒng)（測試逆變器）所示試驗臺主要用于進行逆變器的滿功率試驗，但是原理和測試電機圖完全相同。實際上，測試電機圖中的電機也可以作為逆變器的負(fù)載，即將逆變器作為測試對象，實現(xiàn)測試逆變器的功能。由于能量通過直流側(cè)在變流器Ⅰ-負(fù)載-變流器Ⅱ之間循環(huán)流動，即實現(xiàn)能量的互饋，從電網(wǎng)吸收的功率只是變流器以及負(fù)載所損耗的能量。在試驗過程中，試驗平臺的損耗大約只占運行功率的20%～30%。因此，四象限整流器的容量可以大大降低，實現(xiàn)用小功率的電源完成大功率變流器或者電機滿載試驗。  能量互饋型試驗系統(tǒng)（測試電機） 能量互饋型試驗系統(tǒng)（測試逆變器） 交流傳動互饋試驗系統(tǒng)具有如下特點： 1）由于采用了能量互饋的方式，能量在兩個變流機組內(nèi)部流動，因此整個系統(tǒng)的能量消耗僅僅是變流器及其負(fù)載的損耗，能量利用率得到大大提高。 2）由于1)中所述原因，且能量交換在直流側(cè)進行，因此采用這種方式可以利用小功率等級的供電電源來試驗大功率等級的傳動機組，而不需要對電源進行擴容改造。 3）由于系統(tǒng)中沒有直流電機，因此系統(tǒng)試驗的高速度只與被試交流電機的參數(shù)有關(guān)，而不受直流電機換向器的影響，可以滿足機車牽引電機高轉(zhuǎn)速的要求。 4）兩套完全相同的變流器－負(fù)載組功能和角色可以互換，可以互為被試件，一次安裝可以完成兩套裝置的測試，提高了測試試驗的工作效率。 5）采用高性能控制方式對兩套變流機組進行聯(lián)合調(diào)節(jié)，能模擬實際負(fù)載的各種動靜態(tài)特征和機車的調(diào)節(jié)特性以及變流器的功率試驗，并對各種控制方法進行對比試驗。 應(yīng)用范圍： 牽引變流器、牽引電機和牽引控制系統(tǒng)是軌道交通交流傳動的三大核心技術(shù)，大功率交流傳動試驗系統(tǒng)可以對以上三大核心技術(shù)開展很好的研究，因而具有非常重要的現(xiàn)實意義。 該系統(tǒng)可以滿足生產(chǎn)部門和研究開發(fā)部門對變流器、電機等部件的各種試驗和控制方案的研究。該系統(tǒng)可以完成如下試驗： 1）按照機車牽引特性進行不同級位的牽引運行試驗； 2）按照機車制動特性要求進行再生制動試驗； 3）按照機車恒轉(zhuǎn)矩啟動的要求進行機車啟動加速試驗； 4）逆變器容量足夠大時，能完成牽引電機的各種特性試驗和有關(guān)參數(shù)測定； 5）電機容量許可時，能完成逆變器裝置的考核運行試驗。

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兩軸跟蹤是基于天文學(xué)理論編程實現(xiàn)的。在系統(tǒng)中使用了PLC，以控制兩個伺服電機和相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，這些執(zhí)行機構(gòu)使得系統(tǒng)能夠跟蹤太陽的軌跡。從而使系統(tǒng)能夠在一天中，始終以最佳的傾角和方向?qū)?zhǔn)太陽，進而最大限度地利用太陽能。利用逆變器能夠?qū)⒐夥姵禺a(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，進而直接輸送到電網(wǎng)上。在白天有日照的情況下，光伏電池將大部分的能量輸送到電網(wǎng)上，到了晚上光復(fù)電池裝置會自動與電網(wǎng)斷開。系統(tǒng)指標(biāo)如下：1．檢測風(fēng)速并且與氣象站可以進行信息交互，從而使得光伏電池板在強風(fēng)中能夠保持水平角度，進而保