系统动力学论文

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系统动力学论文范文第1篇

关键词：污泥，两相厌氧消化，动力学，Chen-Hashimoto模型

 

在污水生物处理领域中，经常会遇到很多复杂的系统，基质组分、微生物种类及数量都是变化的，有时某种基质浓度过高甚至会对整个系统产生抑制作用。论文大全，Chen-Hashimoto模型。那么当厌氧生物处理过程中存在抑制物质时，微生物体内酶的活性就会受到不同程度的影响，从而影响厌氧过程动力学，因此许多学者在研究过程中对动力学模型进行了修正[1,2]。根据Contois方程，Chen和Hashimoto提出了关于基质利用和产甲烷的动力学模型，Chen-Hashimoto模型最适合研究厌氧消化工艺的动力学特性，该模型已经十分广泛地用于考虑进水基质浓度对出水水质影响的研究中，如城市有机固体废物的厌氧消化[3~5]。然而，该模型用于城市污水污泥的研究尚罕见报道。论文大全，Chen-Hashimoto模型。因此，为了改善污泥厌氧消化效能并回收沼气，研究者考察了不同进料浓度污水污泥的两相厌氧消化动力学特性[6~8]。

1 材料与方法

分别取某污水处理厂污泥浓缩间剩余污泥、某污水处理站浓缩剩余活性污泥、学校食堂厨余垃圾，考察了不同有机基质含量污泥以及污泥与厨余垃圾混合物厌氧消化动力学特性。试验中采用的小试两相厌氧消化装置见图1，三种投配污泥的主要理化性质如表1所示。实验中污泥的理化性质及运行参数均按标准方法进行测定。论文大全，Chen-Hashimoto模型。

图1 小试中温污泥两相厌氧消化装置

Fig.1Diagram of mesophilic TPAD process for sludge treatment in laboratory scale

表1 试验三种投配污泥的主要理化性质

Table 1 Physicochemical characteristics of threefeed sludge used in test

系统动力学论文范文第2篇

关键词化学链燃烧；氧载体；热力学；动力学；热重-红外分析

1前言

化学链燃烧(clc)是一种新的无火焰燃烧技术[ 1~6]。该技术具有非常高的能源利用效率[2]，没有no 释放[3]，特别是在使用含碳气体燃料(co、ch4等)时，燃烧产物仅包含co2和h20，只需经过简单的冷凝就能得到高纯度的co2，从而以较低的能源消耗实现co2的减排。因此，化学链燃烧技术具有广阔的发展前景。

2化学链燃烧中使用的氧载体材料

化学链燃烧包括两个串联的反应器：燃料反应器和空气反应器。金属氧化物作为氧载体，在两个反应器中循环，实现氧的转移。因此，氧载体的性能对化学链燃烧技术的应用非常关键。该技术要求氧载体具有如下性能：

(1)在循环使用中始终具有良好的反应性；

(2)具有较高的氧交换效率，即循环过程中利用的氧质量与总的固体质量之比较大，从而减小反应器尺寸，降低反应器阻力；

(3)具有较高的机械强度，在循环使用过程中不易破碎；

(4)价格低廉，并且不会产生二次污染。毕业论文 围绕氧载体在循环使用过程中反应性以及机械性能的变化，许多研究人员使用h2、co、ch4为燃料，利用不同的实验设备，在不同的实验条件下开展了研究工作[2~6]。所研究的氧载体包括fe、co、ni、cu、cd、mn等金属的氧化物以及这些金属氧化物与不同比例的团聚剂混合制成的大颗粒。这些氧载体在循环使用过程中可能存在的一个问题是必然会有少量的金属氧化物进入大气环境，成为新的污染源，从而危害人类健康和自然环境。因此，探索新的氧载体材料非常重要。

基于化学链燃烧技术对氧载体性能的要求以及使用金属氧化物作为氧载体时潜在的问题，本文提出了一种新的氧载体caso4，并对其作为氧载体时在化学链燃烧中的热力学和动力学特性进行了初步研究。

3 caso4还原一氧化反应的热力学分析

3．1 燃料反应器中发生的还原反应

当使用甲烷(ch4)为燃料时，氧载体caso4在化学链燃烧过程中发生的反应主要为：

caso4+ ch44 cas+co2+ 2h20

除了以上主要反应外， caso4和ch4系统还包括一系列复杂的中间反应，硕士论文 生成包括so2在内的大量中间产物。如ch4和h20之间的反应，导致h2和co2的生成，从而进一步生成h2s、so2等。因此，该反应的平衡组分中除了主要产物h20和co2外，还包括多种微量的气体成分，如h2、h2s、so2、气态s等等。图1显示了caso4和ch4系统在不同温度下的平衡组分。

从图1可见， caso4和ch4系统在不同温度下达到平衡时，主要生成产物是气态的h20、co2和固态的cas。当温度达到1073 k时，在固相组分中开始出现cao。此时，气相组分的变化也相应发生一些改变，组分h2s的含量在1073 k时最小，so2的含量变化开始减慢。总的来看， h2s、so2的含量均较小。从热力学的角度，使用caso4为氧载体时的最佳温度为1073 k。

煤的加压气化是大规模煤气化发电技术的发展方向。为了与煤的气化系统耦合，研究较高压力下氧载体的性能是必要的。图2显示了温度为1073 k时，caso4和ch4系统在不同压力下达到平衡时，生成产物h2s、so2的含量变化。可以发现，压力增加对so2的影响不大，而h2s的含量有较大增加。但h2s含量随压力的增加并不是一个线性关系。在压力达到10x 1．01325×10 pa后，h2s含量的增加幅度明显减缓。h2s含量的增加可能是由于压力增加，增加了平衡组分中h2以及s2的含量，这样，平衡时h2s的含量也相应增加。

3．2 空气反应器中发生的氧化反应

燃料反应器中还原生成的cas在空气反应器中发生氧化反应，生成caso4，并放出大量的热量，它是化学链燃烧的能量来源。因此，cas在空气反应器中的氧化性能对化学链燃烧技术非常重要。对于生成的cas氧化反应，根据热力学分析，1．01325×10 pa下，直到1845 k的高温，生成产物仅包含caso4，而不会有so2生成。即只发生以下反应：cas+2o2caso4高于这个温度，生成产物中就有cao和so2出现，即有如下反应发生：

cas+3／2o24 cao+so2

4 ch4还原caso4的动力学研究

使用天津化学试剂厂的分析纯caso4·2h20，在实验室热重一傅立叶红外分析仪(tg—ftir)上对caso4和ch4的反应动力学进行了试验研究。医学论文 图3是升温速率为20 k／rain， caso4和ch4反应系统的失重曲线。在热重曲线上， 100。c附近的失重峰显示的是caso4·2h20的脱水过程， caso4与ch4的反应出现在900。c附近，较为明显的失重出现在950。c左右。最大失重速率出现在1047。c，失重率为15．17％／rain。利用coats—redfern积分式得到ch4还原caso4的反应活化能e=1721．31kj／tool， lna=148．47。

图4所示为升温速率为20 k／min， caso4和ch4反应系统气相组分的红外光谱图。从谱图可以看到caso4和ch4反应系统的气相组分中确实有so2存在，如何减少sos的生成量，控制sos的排放，是caso4作为化学链燃烧的氧载体必须考虑的问题。

5 结论

通过对caso4和ch4反应系统的热力学分析和动力学分析，可以得到以下结论：

(1)以caso4为氧载体能够实现化学链燃烧。

(2)在适当的温度范围内， caso4还原的直接产物是cas，而不是cao和so2； cas氧化的直接产物为caso4，也不是cao和so2。因此，不会有大量的so2生成。

(3)温度和压力对so2、h2s的生成有重要影晌。从热力学的角度， 英语论文 1073 k是最佳的使用温度。压力对sos的生成影响较小，而对h2s的生成影响较大。

(4)控制so2的释放是使用caso4为氧载体时必须考虑的问题。

参考文献

[1]姚强，陈超．洁净煤技术．北京：化学工业出版社， 2005．1-10

[2]jin h，ishida m．anovel gas turbine cycle withhydrogen—fueled chem ical—looping com bustion．int．j．of hydrogen energy,2000，25(12)：1209—1215

[3]ishida m，jin h．a novel chemicm-looping combustor without noz formation． ind． eng．chem．s．，1996，35(7)：2469-2472

[4]jin h，ishida m．reactivity study on natural-gas-fuelledchemical looping combustion by a fixed—bed reactor．ind．eng．chem．res．，2002，41(16)：4004-4007

[5]cho p，mattisson t，lyngfelt a．comparision of iron-， nickel一，copper—and manganese-bas ed oxygen carri—ers for chemical-looping combustion．fuel，2004，83(9)：1215-1225

系统动力学论文范文第3篇

论文关键词：驱动机构,开合结构,动力学分析

控制棒驱动机构（Control Rod Drive Mechanism，CRDM）（简称驱动机构）是核反应堆控制和保护系统的伺服机构，也是核反应堆本体中唯一的运动设备，其安全性和可靠性直接影响到反应堆的安全与运行。驱动机构需要按照指令提升、下插、保持和断电释放控制棒组件，从而完成反应堆启动、调节功率、维持功率、正常停堆和安全停堆。目前世界上已研制有磁力提升型、链轮链条型、齿轮齿条型、水力驱动型、直线电机型等多种原理的驱动机构。

中国核动力研究设计院自主研发设计的K型控制棒驱动机构，它依靠开合结构的不同状态来实现传动部件与控制棒组件连接杆的啮合或脱离。当开合结构通电处于闭合状态时，驱动机构的传动部件与控制棒组件连接杆啮合，通过传动部件可以实现提升、下插和保持控制棒组件；当开合结构断电处于打开状态时，驱动机构的传动部件与控制棒组件连接杆脱离，从而可以快速释放控制棒组件。

本文建立了控制棒驱动机构开合结构的电磁结构数学模型，在动力学仿真软件LMS Virtual.lab Motion中建立了开合结构的虚拟样机模型，通过MATLAB和LMS的联合仿真，实现了MATLAB中电磁计算结果和LMS中动力学分析计算得到的运行学参数的数据实时交换，从而获得了开合结构整个动作过程中的动力学分析结果。动力学分析结果可以作为开合结构限位盖、转臂等零件的强度校核输入。

1 结构

控制棒驱动机构的开合结构如图1所示。其中密封壳为反应堆一回路压力边界，密封壳外部安装有电磁线圈和磁轭，内部安装有由芯轴、转臂、弹簧、限位盖等零件组成的传动部件，限位盖与芯轴相对位置固定，两个转臂可以绕芯轴的回转副自由旋转。当对线圈断电时，转臂在弹簧的作用下右侧处于打开状态；当对线圈通以足够大的电流时，转臂在电磁力作用下，克服弹簧阻力矩、回转副的摩擦阻力距，旋转到与限位盖碰撞接触，使转臂的右侧处于闭合状态。

在线圈通电时，转臂随着转动位置的不同，电磁力会因为转臂与密封壳气隙的变化而变化；弹簧力会随着压缩长度的变化而变化；摩擦阻力也会随着转臂的单边磁拉力、弹簧力和运动速度变化而变化，因此转子臂旋转的加速度不是恒定不变的。若要准确获得的转臂碰撞限位盖时速度，需不断地迭代计算转臂不同时刻不同位置所受的电磁力、弹簧力、摩擦力，并进行动力学分析。

3 虚拟样机

LMS Virtual.lab Motion是LMS Virtual.lab虚拟试验室提供的多体动力学仿真模块，能够高效、精确地对复杂机械系统进行多体动力学分析。作业管理系统论文由于开合结构的电磁分析由MATLAB根据电磁计算数学模型进行，在LMS Virtual.lab Motion中仅需要根据计算得到的力矩对转臂进行动力学分析，为简化虚拟样机模型，因此在LMS Virtual.lab Motion中多体建模时只需包括开合结构的转臂、芯轴、限位盖、弹簧。

使用三维建模软件Inventor建立控制棒驱动机构开合结构虚拟样机模型所需零件的三维模型，包括转臂、芯轴、限位盖，装配完成后将其导入到LMS Virtual.lab Motion当中。根据图1所示的开合结构简图，对虚拟样机各零件创建相应的约束，约束的主要类型有固定副（Bracket Joint）、旋转副（Revolute Joint），其中还需要对转臂和芯轴的旋转副定义摩擦系数；限位盖和转臂之间最终会发生碰撞，因此二者之间需创建碰撞约束（Contact Forces）；在两个转臂之间创建弹簧（TSDA）。在转臂上通过三点力（Three Point Force）创建驱动力矩（Torque），驱动转臂转动；创建传感器（Sensor）测量转臂左端转动角度、角速度、角加速度以及线速度。

为建立开合结构的动力学仿真系统，需要将LMS Virtual.lab Motion虚拟样机模型的转臂驱动力矩通过Output功能接收；测量的转臂左端转动角度、角速度、角加速度以及与限位盖接触位置转臂处的线速通过Input功能传出，并设置通过三维系统Matlab-Cosim求解器求解，生成与MATLAB Simulink的接口“plantout”，如图3所示。“plantout”为封装完毕的接口，双击该接口可以得到接口内部信息，其中vlmotionmex为MATLAB Simulink中的LMS求解器。

4 联合仿真

系统动力学论文范文第4篇

英文名称：Journal of Ballistics

主管单位：中国科协

主办单位：中国兵工学会

出版周期：季刊

出版地址：江苏省南京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1004-499X

国内刊号：32-1343/TJ

邮发代号：

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1989

期刊收录：

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

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系统动力学论文范文第5篇

计算机理论双目立体视觉运动平台的动力学仿真分析

一、引言

随着信息、处理、计算机技术的发展，人们对于机器能够仅仅获取以一些平面的二维视觉信息越来越不满意，人们设想借助计算机的技术，能使机器人真正能“看到”精彩的三维世界。计算机技术、视觉传感器技术、摄像技术以及立体视觉理论的发展，利用视觉传感器来获取环境图像，并用计算机实现对视觉信息的处理，从而形成立体视觉，逐渐使这一设想变成现实[1-4]。本文采用了目前国内外进行机电一体化系统设计时最常用的虚拟样机技术，基于3D数字化设计平台UG，采用赫尔姆霍茨模型作为参考设计了一种新型的具有三自由度的双目立体视觉运动平台，如图1所示。

二、运动学仿真验证立体视觉运动平台的运动空间范围

运动学仿真的目的是为了验证立体视觉运动平台动力模型建模的合理性，检查运动自由度范围是否达到设计指标中要求的“眼睛”左右偏航运动空间范围（±60o）、“头部”俯仰运动空间范围（±45o）。同时通过运动学仿真，还可以检查视觉运动平台动力模型各个部件的之间有没有产生运动碰撞干涉。本文采用机械系统动力学自动分析软件ADAMS对运动平台进行运动仿真分析[5]。

经过运行运动学仿真，可以得知各个自由度的运动空间范围如下：

（一）左偏航极限±60度、右偏航极限±60度、俯仰极限±45度位置，如图2所示

（三）没有发生偏航运动，仰视极限负45度位置，如图4所示

偏航和俯仰运动各个自由度运动范围曲线图如图5，图6，图7所示。从上面各个极限位置、偏航和俯仰运动各个自由度运动空间范围曲线图可以观察到部件之间没有产生运动碰撞干涉现象，各个自由度的运动空间范围达到了设计的要求，从仿真结果也可以看出本运动平台运动空间范围广，验证了本视觉运动平台达到了运动功能的要求，说明本立体视觉运动平台的机械系统结构设计是合理的，这为一般机器人立体视觉运动平台的机械结构设计提供实用的改进和参考依据。

三、驱动电机的输入扭矩分析

要验证选择的驱动电机的输入扭矩是否够，那么要测量俯仰电机和偏航电机的扭矩。在立体视觉运动平台中，电机主要是要克服转动过程中转动头和摄像机等运动部件的负载转矩。运动部件的负载扭矩在ADAMS中通过测量扭矩的方式测量出来，如下图8，图9分别是偏航电机和俯仰电机的负载扭矩。

通过图8和图9，可以知道偏航和俯仰电机的负载是时间连续曲线。当偏航或俯仰运动到极限点时，驱动电机要进行变向运行，负载扭矩的方向也发生变化而出现突变拐点，拐点的值便是负载扭矩最大值，可以得知选择的电机的扭矩是足够的。仿真结果对双目立体视觉运动平台的控制系统的性能定性分析提供了一种评价手段。

四、结论

仿真的结果验证了视觉运动平台的俯仰和左右偏航自由度的运动空间范围符合设计要求。根据仿真结果可以看出本运动平台运动空间范围广，验证了本视觉运动平台达到了运动功能的要求，说明本立体视觉运动平台的机械机构设计是合理的，这为一般机器人立体视觉运动平台的机械系统结构设计提供实用的改进和参考依据。

并通过仿真求解出俯仰电机和左右偏航电机的负载扭矩曲线，仿真结果对双目立体视觉运动平台的控制系统的性能定性分析提供了一种评价手段。

参考文献：

[2]贾云得.机器视觉[M].北京:科学出版社,2000,(4):1-10.

系统动力学论文范文第6篇

Abstract： Valve train is important mechanism in diesel engine. The performance of the valve train affects the economic， power， and wear performance of the engine. So the dynamic analysis of the valve train have great practical value. This study complete the multi rigid body dynamics model of valve train and multi flexible body dynamics model. Research the influence of different working speed， different valve spring stiffness and the cylinder gas pressure on the dynamic performance of multi rigid body model and the multi flexible body. The study found produce flying off valve and member rebound in certain conditions. Valve spring stiffness on the impact of the contact force between the various member Valve is relatively large， but almost no effect on the valve seating velocity. The results of this study provides a reliable basis for the optimization and independent development of valve-train.

关键词：配气机构；动力学性能；影响因素；气门弹簧刚度；爆发压力

Key words： valve train；dynamic performance；influence factors；valve spring stiffness；cylinder gas pressure

中图分类号：TK423 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）36-0164-03

0 引言

配气机构是内燃机的重要组成部分。四冲程的内燃机都采用气门式配气构机构。配气机构的设计又在很大程度上影响内燃机的动力性与可靠性，因此，配气机构设计的好坏对内燃机工作性能影响很大。高速内燃机配气机构的设计常有一些难关需要攻克，并且影响着配气机构动力学性能，如高速运转时气门运动规律失真、飞脱和反跳，气门弹簧颤振和凸轮―挺柱擦伤等，研究这些因素对于提高配气机构动力学性能有重要意义。

1 不同的转速对多刚体动力学模型仿真分析的影响

当凸轮轴转速过高时，会造成配气机构零部件的损坏和振动加剧。且随着凸轮轴转速的增大，零部件之间的接触力也会产生比较大的变化，因此研究不同的转速下配气机构动力学性能有很重要的意义。

1.1 气门的运动规律分析。通过ADAMS对多刚体模型进行动力学仿真分析，我们可以看出，在凸轮轴转速为800r/min、1600r/min、1800r/min时，气门在开启时相对平稳，加速度比较大，这样有利于气门可以快速的开启；气门在落座时的加速度很小，有利于减小对气门座圈的冲击和损害。而转速达到2000r/min时，气门产生了反跳现象。

1.2 凸轮与挺柱之间的接触力及应力。随着凸轮轴转速的不断增大，排气凸轮与挺柱之间的接触力以及应力曲线波动变得越来越显著。当凸轮轴转速达到1800r/min时，凸轮与挺柱之间的接触力以及应力在某一角度变成了零值，说明此刻排气凸轮与挺柱之间产生了轻微飞脱的现象。而当凸轮轴转速在2000r/min时，排气凸轮与挺柱之间产生了严重飞脱现象，配气机构已经不能进行正常工作了。

1.3 摇臂与气门之间接触力。随着凸轮轴转速的不断增大，排气凸轮与挺柱之间的接触力以及应力曲线波动变得越来越显著。与凸轮与挺柱之间接触的情况不同，当凸轮轴转速达到1800r/min时，摇臂与气门之间并没有产生飞脱现象。而当凸轮轴转速在2000r/min时，摇臂与气门之间接触情况发生了严重破坏。

1.4 气门与气门座之间的落座力。凸轮轴在各种转速的情况下，气门与气门座圈的碰撞力都产生了振动现象。在凸轮轴转速为n=800r/min时，因为气门弹簧预紧力和气门落座力相互抵消了，所以落座力振幅变化不是很明显；随着凸轮轴转速的增大，此时的碰撞力增加比较显著，振幅变化也更加剧烈，而当凸轮轴转速在2000r/min时气门落座时产生了比较大的峰值，表明当气门与气门座圈的碰撞力达到某一定值后，气门会产生反跳现象。

从上述分析结果我们可以看到，对于排气配气机构多刚体模型而言，本章所选取的4个凸轮轴转速中，只是在前3个凸轮轴转速下配气机构可以正常的工作。为了我们可以方便看到不同的凸轮轴转速下排气配气机构动力学性能变化的规律，其中具体的最大数值见表1，不同转速下变化的规律见图1。

2 不同的转速对多柔体动力学模型仿真分析的影响

为了与多刚体模型进行比较，仍然选取排气机构在凸轮轴转速分别为800r/min、1600r/min、1800r/min和2000r/min时配气机构的动力学性能曲线。

2.1 气门的运动规律分析 与配气机构多刚体模型相比较，配气机构在前三个凸轮轴转速下多柔体模型气门的位移、速度、加速度曲线并没有很大的改变。而当凸轮轴转速在2000r/min时，在多柔体动力学模型中气门没有产生较为明显的气门反跳现象。

2.2 凸轮与挺柱之间的接触力及应力 多柔体模型通过动力学仿真分析，与多刚体模型在不同凸轮轴转速下凸轮与挺柱之间的接触力及应力的变化进行了比较。在配气机构多刚体模型中，当凸轮轴转速在2000r/min时，排气凸轮与挺柱之间产生了严重飞脱现象，配气机构已经不能进行正常工作了。与配气机构多刚体模型相比较，多柔体模型的凸轮与挺柱之间的接触力以及应力在某一角度变成了零值，说明此刻排气凸轮与挺柱之间产生了轻微飞脱的现象。但配气机构仍能可以继续工作。

2.3 摇臂与气门之间接触力 多柔体模型通过动力学仿真分析，得到了不同凸轮轴转速下摇臂与气门之间接触力曲线。由曲线可知，随着凸轮轴转速的不断增大，排气摇臂与气门之间的最大接触力变得越来越大。与配气机构多刚体模型相比较，在多柔体动力学模型中当凸轮轴转速在2000r/min时，排气摇臂与气门杆并没有产生飞脱现象。

2.4 气门与气门座之间的落座力 多柔体模型通过动力学仿真分析，得到了不同凸轮轴转速下气门与气门座之间的落座力曲线。由曲线可知，随着配气机构凸轮轴转速的增大，在多柔体动力学模型中气门落座力也越来越大。与配气机构多刚体模型相比较，而当凸轮轴转速在2000r/min时，气门落座时并没有产生较大的峰值，表明气门并没有产生反跳现象。

为了我们可以方便看到不同的凸轮轴转速下排气配气机构动力学性能变化的规律，和多刚体模型一样选取前3个凸轮轴转速下动力学仿真结果。其中具体的最大数值见表2。

由表2可知，通过改变凸轮轴的转速对气门的最大位移基本不变。随着凸轮轴转速的增大，气门的速度、加速度、落座时的速度、各构件之间接触力都呈现变大趋势。

3 气门弹簧刚度对配气机构动力学仿真分析的影响

气门弹簧在配气机构中的作用是消除各个零部件产生的惯性力，可以保证凸轮与从动件在整个运动的过程中一直处于接触的状态。另一个作用是在进、排气门闭合期间，可以有效的使气门与气门座一直接触，保证在此过程中气门起到密封的作用。气门弹簧刚度分别选取20N/mm、30N/mm、40N/mm、50N/mm、60N/mm。对排气配气机构多刚体动力学模型在凸轮轴额定转速下进行动力学仿真分析，研究不同的气门弹簧刚度对配气机构动力学性能的影响，图2是不同弹簧刚度下动力学性能的对比图。

由图2可知，随着气门弹簧刚度的增大，配气机构中各构件接触力和气门落座力也在增大；但是随着气门弹簧刚度的增大。气门落座速度几乎没有变化，说明改变气门弹簧刚度的大小对气门落座的速度几乎没有显著影响。

4 气体的爆发压力对配气机构动力学仿真分析的影响

在ADAMS/Engine模块中对配气机构施加气体的爆发压力，分别对单进、排气机构的多刚体动力学模型进行仿真分析，凸轮轴在额定转速下，得到了配气机构在施加气体爆发压力前后的动力学特性数值，以相对精确的研究配气机构在施加气体的爆发压力情况下对其动力学性能的影响。如表3。

从表3看出，在施加气体爆发压力前后，配气机构中气门的位移和速度最大值几乎没有变化；凸轮与挺柱之间最大接触应力，摇臂与气门之间最大接触力，气门落座速度等也没有太大的变化；气门与气门座圈之间接触力，尤其是排气门的气门与气门座圈之间接触力变化相对较大。因此，施加燃烧气体爆发压力的前后，对配气机构动力学性能影响不大。施加气体爆发压力对气门落座情况影响很大。

5 结束语

论文在ADAMS建立的配气机构多刚体和多柔体动力学模型的基础上，首先研究了不同凸轮轴转速动力学特性，得到了在某些情况下产生气门飞脱和构件反跳等现象；其次分析了改变气门弹簧刚度对配气机构各个构件之间接触力影响比较大，但是对气门落座速度几乎没有影响。最后考虑配气机构施加气体爆发压力的情况下，各构件动力学性能变化不是太大。但是影响气门的受力情况，为了配气机构与实际的工作环境更加接近，在对配气机构进行动力学仿真需要考虑气体爆发压力。本文针对柴油机配气机构动力学性能影响因素上进行了系统的研究工作，如果能通过对配气机构进行实验去验证仿真结果，将具有更重大的意义，对以后优化设计内燃机有着非常大的意义。

参考文献：

[1]田运峰，郑明军，吴文江.内燃机配气机构多体动力学仿真及分析[J].国防交通工程与技术，2012，5：011.

[2]谭巍，武占华.配气机构动力学模型的特点及研究进展[J].大连海事大学学报，2008，34（13）：46-48.

[3]肖凯.汽油机配气机构与凸轮型线特性研究及仿真优化设计[D].华南理工大学，2013.

[4]王琪S.配气机构动力学性能试验系统开发与试验研究[D].浙江大学，2012.

系统动力学论文范文第7篇

关键词：　汽车试验学；影音文件；教学改革；汽车制动性

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）33-8039-03

“汽车试验学”是车辆工程专业核心课程，是继汽车理论和汽车设计之后，深入认识汽车运动性能并进一步奠定汽车动力学及电子控制基础的理论与实践紧密结合的课程。“汽车试验学”课程涉及到传感理论、测试理论与测试系统构建、实验数据分析与软件开发等，特别是要与汽车道路试验具体工况结合考虑系统可靠性、多测试设备数据同步，以及一些CAN总线通讯技术等，内容多、涉及面广，通常车辆工程专业学生在这方面的基础较薄弱，学生也普遍反映该课程难学。

主要原因有：一是先前课程如单片机原理、测试技术基础等课程实践学时少，建立不起理论和实践之间的联系；二是对汽车测试技术了解不足，随着汽车工业的发展以及人们对汽车性能要求的提高，许多新的测试技术和先进设备已经涌入汽车行业，而相关认识需要较长的时间积累，相关文献和教材少有提及；三是支持汽车试验学课程实践教学条件不足。

为了进一步提高“汽车试验学”课程教学效率，作者在“汽车试验学”课程教学中引入作者多年从事汽车性能试验的视频文件、汽车动力学仿真软件Carsim仿真动画，以及自制的计算机软件分析录屏文件等，在实践教学中起到了很好的效果。下面以汽车制动性能测试为例进行阐述。

1　教学内容设计

汽车制动性能测试研究内容很广泛，广义上的弯道制动属于汽车操纵稳定性能范畴，应将授课范围缩小到汽车直线制动性能测试方法和数据处理内容上来。首先在回顾汽车制动系统结构基础上，给出制动力产生的原理以及存在的主要影响因素。然后结合实际生活经验描述汽车制动性包含的短距离停车和维持车速下坡两个方面，引入评价汽车制动性能的3个主要评价指标，并将重点进一步缩小到汽车制动效能测试上。接着根据汽车制动效能测试要求构建道路试验测试系统，分析目前国内外主要采用的测试设备和测试方法。最后根据典型试验设备，对其试验数据展开现场数据分析。

2　教学素材选择与使用方法

根据教学内容设计，我们在课程多媒体课件中设计了如下素材，并将在应用中不断修改完善。

1）实际道路试验视频文件截取与格式转换。

汽车制动效能包括制动距离和制动减速度两个方面。一般情况下，对汽车制动效能的测试需要一定的前提条件，如紧急制动操作、车载情况（满载/空载）、路面附着情况、制动初始速度等。通常，路面附着情况对制动效能影响很大。我们学校的学生主要来源于安徽省，在冰雪路面上的汽车制动运动行为少有印象。在教学中，我们不但选择了高附着路面（水泥或沥青路面）汽车制动性能视频，如图1a所示，还重点给出了冰路面和压实雪路面汽车的制动性能测试视频，如图1b和图1c所示。这些视频文件主要来源于作者在研究汽车制动防抱死系统（ABS）科研试验，在PPT上使用时，还用转换软件将其转成了gif格式。

2）典型测试仪器设备及车上安装。

近年来GPS技术在汽车道路试验领域取得了广泛应用，在这之前主要采用光学传感器来完成速度的测量，但显然在冰雪路面上这种通过道路表面反射信号测量速度的方法效果是不好的。实际中我们采用了英国Racelogic公司开发的VBOX　III设备[1]，其是一个专门用于汽车道路试验的数据采集器，集成了GPS测试功能，并具有多路模拟输入/输出、数字输入/输出、CAN数据采集与传输功能，在教学中也重点讲解其测试原理和功能，以及基于其如何构建测试系统等，具体如图2所示。

3）引入先进汽车动力学仿真软件Carsim

CarSim是美国MSC公司设计、专门针对车辆动力学的仿真软件，可以实现硬件在环仿真，与Matlab/　Simulink混合仿真等[2]。通过仿真车辆对驾驶员，路面及空气动力学输入的响应，预测汽车整车的操纵稳定性、制动性、平顺性、动力性和经济性等，已被广泛地应用于现代汽车控制系统的开发。图3是基于Carsim　7进行120　km/h速度下双移线（Double　Line　Change，　DLC）试验仿真界面和过程动画截图。

4）引入先进汽车测试数据分析软件VBOX　Tools

VBOX系列产品配套的数据处理软件Vbox　Tools具有仪器设置、在线监控、强大的数据分析功能等，且操作简便，非常适合作为数据分析教学平台使用。图4是作者基于VBOX　III进行100　km/h　制动初速下的制动性能测试试验分析界面，图中当前显示包括速度、轨迹和速度值等，均可以根据用户需求更改。

5）自制数据分析视频文件

选择基于VBOX　III采集到的汽车在不同制动初始速度下高附录面紧急制动试验数据，应用VBOX　Tools　软件进行打开、截取、保存，并基于matlab软件打开保存的数据、编写软件、软件解读和运行结果分析，所有在计算机上操作过程进行录屏，便于在上课时进行解读。图5是视频文件中截取的2张图片，其中图5a是matlab文本程序，图5b是其运行结果，计算得到的制动初速度在120km/h时的充分发出平均减速度为7.6175　m/s2。

3　结论

汽车试验学课程是理论和实践紧密结合的专业课，教学时存在车辆工程专业学生基础实践认知薄弱、实践教学条件不足等问题，作者提出充分利用科研积累视频文件丰富教学内容的方法，具体采用了汽车道路试验科研中的试验视频文件、汽车动力学仿真软件Carsim仿真动画，以及自制的计算机软件分析录屏文件等。多次实践教学表明了此方法有效提高了教学效果、激发学生学习兴趣，由于将抽象内容直观简单化，对进一步拓展相关试验手段和技术起到很好的促进作用。

参考文献：

[1]　Racelogic　Ltd.　VBOX　III　100　Hz　with　RTK　RLVBR2G2[M].2007.

系统动力学论文范文第8篇

内容摘要:产业集群是复杂的社会经济系统,创新网络是形成产业集群竞争优势的重要原因。本文采用研究复杂社会经济系统的一种重要方法―系统动力学(System Dynamics,SD)方法对产业集群核心创新网络运行进行研究,构建了相应的SD模型,并采用模拟的方法验证了该模型的适用性。

关键词:产业集群 创新网络 复杂社会经济系统 系统动力学(SD)

当今世界经济中具有国际或区域竞争优势的产业,大多聚集于某些特定的区域而发展起来。这些优势产业根植于当地独特的社会经济和制度文化背景,拥有频繁的知识流动和信息交换,高度的竞争、合作与创新精神,较高的社会信任和专业化劳动力市场,从而形成了具有较强经济活力、较高就业水平、较强创新和竞争力的产业空间―产业集群。

区域创新网络理论认为产业集群的形成与发展是集群企业网络创新的结果。在集群创新系统中,产业集群和创新是相互影响、相互作用的。产业集群为集群企业创新营造了有利环境,并极大提高了企业持续创新能力;而创新则是产业集群发展的动力源泉,为产业集群获取竞争优势提供保障。集群创新网络由三个层次构成:第一层次,核心创新网络,即集群内部纵向产业链或水平方向的竞争企业和互补企业间知识流动所形成的流动网络。第二层次,辅助创新网络,即集群内同产业或相似产业的公司之间知识的横向流动。第三层次,创新网络,即集群边界以外的经济主体与集群成员发生联系而形成的网络,包括外地同行、客户、供应商以及大学、科研机构等。本文以集群核心网络为主要研究对象,采用系统分析的方法构建核心网络的系统动力学模型。

产业集群知识创新理论

研究表明,知识溢出、技术创新和产业集群发展之间是一个互动循环的过程,知识溢出和技术创新促进了产业集群的发展,同时产业集群发展又反过来强化企业间的知识溢出和技术创新。知识包括显性知识和隐性知识,隐性知识对企业创新的影响更大。而企业知识溢出,尤其是隐性知识溢出是否存在地理边界?是否是企业空间距离的函数?Keller通过对工业化国家研发支出对本国产出的影响,探讨了技术扩散的距离特征,并提出技术知识是地区化而不是全球化的。其原因在于隐性知识主要蕴藏在专家、技术人员的大脑中,隐性知识的交流是弱纽带的,空间距离的接近无疑会加大隐性知识交流的频度,促进隐性知识的转移和流动。以上分析都要求核心创新网络模型能够验证集群在知识创新方面的优势。

产业集群知识创新的系统动力学模型构建

系统动力学是系统科学理论与计算机仿真紧密结合,研究系统反馈结构与行为的一门科学,是研究复杂经济管理系统的一种重要方法。本文在对产业集群核心创新网络的知识创新机制进行系统分析的基础上,构建其系统动力学模型,并通过仿真对比验证产业集群在知识创新方面的优越性。

徐乾的研究表明,在产业集群中,企业知识对企业绩效起着正向推动作用,企业绩效对知识要素投入具有正向推动作用,企业知识存量也受到集群企业知识溢出的影响。

本文基于此因果反馈关系分析构建产业集群核心创新网络的系统结构,并使用Vensim软件绘制其企业知识存量流量图(见图1)。

主要方程式如下:

K.K=K.J+DT*(K1.JK+K2.JK)

K1.KL=F1.K*U1

F1.K=B1.J*I1

B1.K=K1*V0

K2.KL=KW.K*m

KW.K=KW.J+DT*K3.JK

K3.KL=F2.K*U2

F2.K=B2.J*I2

B2.K=KW.J*V

模拟结果分析

采用上述模型,对模型中的参数赋值模拟产业集群核心网络与非产业集群的一般企业知识创新对绩效贡献的影响。二者的区别可以用对知识溢出率赋予不同值的方式来表达,本例假定集群企业因隐性知识转移的优越性而拥有较高的知识溢出率,模拟中分别赋予m以0.01和0.02的数值,采用Vensim软件进行模拟实验,模拟结果输出曲线如图2、图3所示。

模拟结果表明,从创新网络的角度来看,集群企业相比于非集群企业能取得较好的经营效果,这表明本模型在知识创新网络维度上的适用性。

模型应用建议

本文在产业集群、知识创新理论的基础上,采用SD的方法,通过对问题的系统分析构建了产业集群核心创新网络知识创新的SD模型,并通过模拟运行验证其适用性。本模型应用时可根据研究需要对模型进行调整,可增减模型变量,也可以通过改变某些参量的确定机制(如可以通过Table函数来模拟某些参量随其他变量的动态变化或反映某种正负反馈关系)来达到研究目的。本模型在使用时面临的一个难题是知识的度量,王瑜对知识度量技术有总结性论述,也可以参阅知识工程方面的有关文献。

参考文献:

1.进.产业集群论[M].社会科学文献出版社,2006

2.丁拥芬.产业集群绩效的理论研究和实证分析―以浙江制造业集群为例[D].五邑大学硕士学位论文,2008