本文選題：虛擬試驗(yàn) + 熱仿真　； 參考：《北京理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：某機(jī)電系統(tǒng)工作條件苛刻,溫差變化大,其工作精度很大程度上被其內(nèi)部溫度環(huán)境決定。系統(tǒng)工作過程中,內(nèi)部有熱源不斷生熱,內(nèi)部各部件之間,部件與外部環(huán)境之間存在著多種形式的熱傳遞。深入研究系統(tǒng)的熱特性,可以更加全面的了解系統(tǒng)在工作過程中的溫度場(chǎng)分布情況,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和溫控系統(tǒng)的研發(fā)提供數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。本文主要針對(duì)某機(jī)電平臺(tái)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型開展熱特性分析。搭建了簡(jiǎn)化機(jī)電系統(tǒng)實(shí)物樣機(jī),開展溫度測(cè)試試驗(yàn)。利用流體傳熱仿真軟件FloEFD建立了簡(jiǎn)化機(jī)電平臺(tái)系統(tǒng)溫度場(chǎng)瞬態(tài)分析有限元模型,進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,并以實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)對(duì)數(shù)值仿真結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定,驗(yàn)證了數(shù)值模擬模型的有效性�；谠囼�(yàn)結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果,針對(duì)機(jī)電系統(tǒng)多熱源-多測(cè)溫點(diǎn)的特性,提出了一個(gè)熱源只控制距其最近的測(cè)溫點(diǎn)的溫控策略。根據(jù)機(jī)電系統(tǒng)的工作特性,提出分為快速升溫、調(diào)控、穩(wěn)態(tài)三個(gè)階段的PID溫控方案。運(yùn)用VB6.0編寫溫控算法,并開發(fā)了溫控試驗(yàn)GUI。為了實(shí)現(xiàn)溫控算法和數(shù)值計(jì)算模型的溫控聯(lián)合仿真,開發(fā)了針對(duì)FloEFD的聯(lián)合仿真接口程序。通過該接口可以更改相關(guān)熱模型參數(shù),實(shí)時(shí)的控制仿真計(jì)算。開發(fā)了針對(duì)Aglient34972A的數(shù)據(jù)采集接口程序,實(shí)現(xiàn)了對(duì)簡(jiǎn)化平臺(tái)系統(tǒng)的半實(shí)物仿真,達(dá)到了較高的溫控精度。通過虛擬溫控聯(lián)合仿真和半實(shí)物仿真試驗(yàn),驗(yàn)證了溫控算法的有效性。對(duì)簡(jiǎn)化機(jī)電系統(tǒng)的熱特性規(guī)律進(jìn)行總結(jié),針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部熱源的數(shù)量和熱源的位置進(jìn)行溫度場(chǎng)優(yōu)化,得出對(duì)該系統(tǒng)溫度場(chǎng)分布的初步優(yōu)化方案。
[Abstract]:The operating conditions of a mechanical and electrical system are harsh and the temperature difference varies greatly, and its working precision is largely determined by its internal temperature environment.In the working process of the system, there are many kinds of heat transfer between the internal components and the external environment.By studying the thermal characteristics of the system, we can understand the distribution of the temperature field in the working process, and provide the data support and theoretical basis for the structure design optimization and the research and development of the temperature control system.In this paper, the thermal characteristics of a simplified model of an electromechanical platform system are analyzed.A simplified prototype of mechanical and electrical system was built and temperature test was carried out.Using the fluid heat transfer simulation software FloEFD, a simplified finite element model for transient analysis of the temperature field of the electromechanical platform system is established, and the numerical simulation results are calibrated based on the actual experimental results.The validity of the numerical simulation model is verified.Based on the experimental results and numerical simulation results, a temperature control strategy is proposed to control only the nearest temperature measurement points in electromechanical systems.According to the working characteristics of the electromechanical system, a PID temperature control scheme is proposed, which can be divided into three stages: fast heating, regulating and steady-state.The temperature control algorithm is programmed by VB6.0, and the temperature control test is developed.In order to realize the temperature control joint simulation of temperature control algorithm and numerical calculation model, a joint simulation interface program for FloEFD is developed.Through this interface, the parameters of the related thermal model can be changed, and the real-time control simulation calculation can be carried out.The data acquisition interface program for Aglient34972A is developed, and the hardware-in-the-loop simulation of the simplified platform system is realized, which achieves high temperature control precision.The effectiveness of the temperature control algorithm is verified by virtual temperature control joint simulation and hardware-in-the-loop simulation.This paper summarizes the thermal characteristics of the simplified electromechanical system, optimizes the temperature field of the heat source and the position of the heat source in the system, and obtains a preliminary optimization scheme for the distribution of the temperature field of the system.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH-39

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本文編號(hào)：1753381