基于NETOMAC软件的直流输电系统混合仿真计算及参数优化

文章编号:1000-3673(2000)12-0011-06

基于NETOMAC软件的

直流输电系统混合仿真计算及参数优化

杨卫东,徐　政,韩祯祥

(浙江大学电机系,浙江省杭州市310027)

NETOMAC BASED HYBRID SIMULATION

AND CONTROLLER PARAMETER OPTIMIZATION OF HVDC SYSTEMS

YANG Wei-dong,XU Zheng,HAN Zhen-xiang

(Zhejiang U niversity,Hangzhou310027,Zhejiang Province,China)

ABSTRACT:On the basis o f N ET OM A C's hy br id simulation function a hybrid simulation model of HV DC sy stem is estab-lished in this paper.U sing this model,the mechanical-elect ri-cal tr ansient calculation of ac netw or k in the stability section of the prog ram and t he electr o-mag netic transient calculation of dc netwo rk in the transient sect ion of the pr ogr am can be per formed simultaneously.T her efo re,the dynamic per for-mance of dc netw ork can be obser ved more accurat ely,the faults in any type of symmetr ical ac system,the faults in dc line and reco very of dc line aft er fault can be mor e accur ately simulat ed,and dy namic response o f dc line can be quickly represented.T he results of simulation calculatio n using CI-GRE benchmar k sy stem indicate the advantag es of this method.Besides,the par ameter s of HV DC contro ller is opti-mized by use of the optimization function of N ET O M AC.

KEY WORDS:HV DC;hy br id simulatio n;N ET OM A C

摘要:基于NET OM A C软件的混合仿真功能,建立了直流输电系统的混合仿真计算模型。该模型能在对交流网络进行机电暂态计算的同时,对直流网络进行电磁暂态计算,因而能较精确地考察暂态过程中直流线路的动态行为,并可对任意对称的交流系统故障、直流线路的故障以及故障后直流输电系统的恢复等过程进行仿真,且所需仿真时间较短。针对CIGR E标准测试系统的仿真结果表明了该方法的优越性。此外,还应用N ET OM A C软件的优化功能对HV DC控制器的参数进行了优化。

关键词:高压直流输电系统;混合仿真;NET OM A C软件

中图分类号:T M732 文献标识码:A

1　引言

大扰动下交直流系统间的相互作用特性十分复

基金项目:国家重点基础研究专项经费资助项目

(G1998020312)。杂。为能较好地反映系统动态过程中的快速现象,目前大多采用时域仿真的研究方法,数字仿真程序因具有较好的灵活性和方便性而成为目前研究中普遍使用的工具。基于电磁暂态程序(如EM TP等)的系统仿真虽具有较好的精度,但其仿真步长要比一般机电暂态过程计算所用的仿真步长小二三个数量级。由于需花费大量的CPU时间,在大扰动下对大规模交直流电力系统进行纯电磁暂态仿真是不现实的[1],因而大多借助暂态稳定程序对其进行机电暂态过程的仿真计算。在进行机电暂态仿真时,往往用准稳态方程描述换流器,并将直流线路简化为一个惯性环节,即用一传递函数来表示[2,3]。这样对直流系统过于简化,尤其是当直流线路较长或有电缆线路时,由于电感和电容的分布效应不可忽略,常常不能准确地描述故障后换流器的恢复过程,甚至会导致错误的结论[4];其次,当考虑直流线路的故障及恢复性能时,有必要在仿真模型中对直流线路及直流输电控制系统进行有效和准确的描述。

鉴于上述原因,在开展大规模交直流电力系统的仿真研究中,一种好的做法是:对具有快速暂态过程的直流线路采用标准的电磁暂态模型,使用较小的步长对其进行电磁暂态计算;对交流系统则可采用相量模型,使用较大的步长进行机电暂态计算;交流系统与直流系统的接口可通过准稳态模型连接。在保证仿真精度的前提下,这样做的好处在于一方面可缩短仿真的时间,另一方面可较好地反映扰动发生时直流线路中的快速动态现象。

NET OMAC(Netw ork T orsion M achine Con-trol)是德国西门子公司研制的大型电力系统仿真软

第24卷第12期2000年12月

电　网　技　术

Pow er System T echnology

V ol.24N o.12

Dec.　2000

件[5]

,该软件的一个突出优点在于混合仿真功能可同时进行机电暂态和电磁暂态计算,该功能使得在进行交直流电力系统仿真研究中进行各种对称交流故障、直流线路故障以及各种开关事件的仿真成为可能[6]

。本文基于CIGRE 标准测试系统模型,利用NETOM AC 软件中的混合仿真功能,在对交流网络进行机电暂态计算的同时对直流网络进行电磁暂态计算,因而能较精确地考察暂态过程中直流线路的动态行为,并可对直流线路的故障进行仿真,且仿真时间较短。这一优点在交流系统规模较大、直流系统

较为复杂(如多馈入或多端直流输电系统)时显得尤

为突出。

2　直流系统描述

2.1　仿真对象

本文采用CIGRE 标准测试系统模型作为被仿真的对象[2]

,其系统接线及参数如图1所示。为体现NET OMAC 混合仿真功能的优势,在仿真中将直流线路部分细分为10个分段,对其进行电磁暂态计算,

以便更好地计及暂态过程中直流线路的动态过程。

(电阻、电感、电容的单位分别为 ,H 和 F)

图1　CIGRE 标准测试系统A1,整流侧和逆变侧短路比均为2.5

Fig .1　Benchmark system A1,rectifier SCR =2.5,inverter SCR =2.5

2.2　直流系统的控制方式及其切换

本文中直流系统采用3种控制方式: CG 方式。整流侧采用定电流控制,逆变侧采用定熄弧角控制。 AC 方式。整流侧采用定触发角控制,逆变侧采用定电流控制。 AG 方式。整流侧采用定触发角控制,逆变侧采用定熄弧角控制。

直流系统采用何种控制方式可用I t 的值决定,

I t 由下式算出

[7]I t =

V dor cos r min -V doi cos !i min

R cr +R d -R ci

(1)

式中　R cr =3?X cr ,R ci =3

?

X ci 分别为整流侧和逆变

侧的比换相压降;X cr 、X ci 分别为整流侧和逆变侧的

换相电抗;V d or 、V d oi 分别为整流侧和逆变侧的理想空载直流电压; r min 、!

r min 分别为整流侧的最小触发角和逆变侧的最小允许熄弧角;R d 为直流线路的电阻。

若用I d 1表示整流侧定电流控制的参考值,I d 2表示逆变侧定电流控制的参考值,且有I d 1=I d 2+I m ,其中,I m 为电流裕度,一般定为I d 1的10%,则可依据如下原则来确定直流系统的控制方式[7],即若I t >

I d 1,则直流系统为CG 控制方式;若I t

直流系统为AG 控制方式。

3　基于NETOMAC 混合仿真功能进行

HVDC 系统仿真的原理

3.1　交直流系统间的相互等效作用

对两端的交流系统而言,直流输电系统可被看作一具有快速动态的负荷及功率源。直流系统可作为2个变导纳(或变功率)支路分别连接在整流侧和逆变侧的交流换流母线上,其快速调节特性及对交流系统的作用可通过这2个变导纳(或变功率)支路体现出来。在仿真中,由NETOMAC 的变导纳(或变功率)控制器实现。直流系统在交流系统中的等效作用如图2所示。

图2　直流系统在交流系统中的等效图Fig .2　The equivalent var -y of dc system in ac system

交流系统对直流系统的作用,可等效为2个电压

12

P ower Sy stem T echnolog y

Vo l .24N o .12

源分别作用于直流线路的整流侧和逆变侧,如图3所示,并由NETOM AC 的电压源控制器实现。图中虚线框内的部分可在NETOMAC 的电磁暂态数据段描述,代表直流线路部分,并考虑换流器两侧的比换相压降(分别用R cr 和R ci 表示)和平波电抗器的作用(分别用L sr 和L si 表示)

。

图3　直流线路模型

Fig .3　DC l ine model

3.2　同时进行机电暂态和电磁暂态仿真的原理

变导纳控制器(VAR-Y)作为连接直流系统和交流系统的纽带,体现了交直流系统间的相互作用特性。它位于NETOMAC 的潮流控制器数据段中,其中包含各种控制方式和交直流系统间接口的准稳态方程。例如,在整流侧的变导纳控制器中,便包含整流侧的定电流控制器。通过提取直流网络整流侧的直流电流,可完成定电流控制;引入交流网络换流母线的电压幅值后,经计算还可得到每一时刻直流系统在整流侧交流系统中的等效导纳值,并最终由变导纳控制器输出到交流网络。同理,通过输入交流网络换流母线的电压幅值和变导纳控制器中计算得到的实际 值,可获得整流侧电压源控制器的输出,并将其作用于直流网络的整流侧;与逆变侧的电压源控制器一起作用,则可计算出直流网络的实际电流值。同时进行HVDC 机电暂态和电磁暂态仿真的原理如图4

所示。

图4　直流输电系统机电暂态和电磁暂态同时计算示意图

Fig .4　NETOMAC hybrid simulation

sol ution f or HVDC system

在整流侧,整流器在换流站交流母线处的注入功率为

P r =P dr =-V d r I d r (2)Q r =Q d r =P dr tan #r

(3)

cos #r =V dr /V d or (4)在逆变侧,逆变器在换流站交流母线处的注入功率为

P i =P di =V di I di

(5)Q i =Q di =-P d i tan #i

(6)

cos #i =V di /V doi

(7)式中　#r 、#i 分别为整流侧和逆变侧的功率因数角。根据换流器的准稳态模型,整流侧、逆变侧的直流电压V dr 、V d i (标幺值)可由以下方程求得

V dr =V dor cos r -R cr I dr

(8)

V di =V doi cos !i -R ci I di (9)式中　I cr 、I ci 分别为整流侧、

逆变侧的直流电流,由直流网络的电路直接求出; r 、!i 分别为整流侧的触发角和逆变侧的熄弧角;R cr 、R ci 、V dor 、V doi 定义同前。以变导纳支路为例,求得注入整流侧和逆变侧换流站换流母线上的功率后,便可求得相应的等效导纳值。

3.3　直流控制器及其相关处理

整流侧和逆变侧的定电流控制器结构如图5所示。当用于整流侧时,?I =0;当用于逆变侧时,?I =10%I r ef ,I ref 为整流侧定电流控制器中的电流设定值。此外,为使直流系统在扰动期间具有良好的性能并避免发生换相失败,在整流侧和逆变侧的定电流控制器中均设有低电压减电流(VDCOL)环节。

图5　定电流控制器结构图

Fig .5　Constant current controll er

逆变侧的定熄弧角控制器如图6所示。在定熄弧角控制器中,熄弧角的实际测量值由下式计算得到[8]

cos !cal =cos %+2R ci I di

V doi

(10)

式中　%为越前触发角,可由逆变侧的定熄弧角控制器(或定电流控制器)计算得到;V doi 为逆变侧的理想空载直流电压,可由交流网络(机电暂态部分)得到;I d i 为逆变侧的直流电流,可由直流网络(电磁暂态部分)得到。

另外,闭环熄弧角控制的增益选取则兼顾了控制系统稳定性和快速响应的要求,非线性环节的引入是为了使在稳态期间熄弧角控制能够保持系统稳

13

第24卷第12期电　网　技　术

定,增益取得较小;在暂态期间,当实测的熄弧角小于其参考值时,

增益则取得较大。

图6　定熄弧角控制器

Fig .6　Closed -l oop constant extinction controll er

为了准确地对直流系统进行仿真,还需在仿真源文件中对换相失败、控制方式切换、控制方式切换的死区设置及平滑过渡、故障控制及控制闭锁等进行必要的处理。此外,由于在控制器间需对一些数据进行相互间的调用,因此还应注意有关数据的折算。3.4　仿真结果

图7给出了整流侧换流母线三相短路时(0.1s 后恢复)基于NETOMAC 混合仿真功能的仿真

结果。

图7　整流侧换流母线三相短路时的仿真结果Fig .7　Simulation resul ts f or a solid 5-cycle

3-phase short circuit f ault occured at rect if ier ac bus

为了便于比较,在控制器参数选取相同的前提下,图8中同时给出了仅进行机电暂态计算和同时进行机电与电磁暂态计算时逆变侧交流母线三相短路时(0.1s 后恢复)的部分结果。仅进行机电暂态计算时,本文将直流线路作为一个惯性环节处理。从仿真

结果可以看出,采用NETOMAC 的混合仿真功能进行HVDC 系统仿真,较仅进行机电暂态仿真可以更好地反映出暂态过程中系统的动态现象。

图9给出了直流线路节点B 5处发生对地短路

(0.1s 后恢复)时NETOMAC 的仿真结果。

图8　逆变侧换流母线三相短路(0.1s 后恢复)时的部分仿真结果Fig .8　Simulation results f or a solid 5-cycle 3-phase short circuit fault occured at the inverter ac bus

采用NETOMAC 的混合仿真功能,由于已将直流线路的拓扑结构在电磁暂态部分描述,因此可以对任意的直流线路故障进行仿真;仅进行机电暂态计算时,由于对直流线路进行了等效,因而不能进

行直流线路故障的仿真。这也是采用NETOMAC 的混合仿真功能进行HVDC 仿真的另一优点。

4　利用NETOMAC 软件的优化功能对控制

系统参数进行优化

4.1　NETOMAC 软件内置优化功能的特点

HVDC 控制系统中的参数较多,若设置不当,可能会影响HVDC 系统的动态性能,甚至可能导致控制系统的不稳定。利用NETOM AC 软件具有的参数优化功能,可以避免因盲目试验而带来的种种弊端,起到事半功倍的效果。该软件的优化功能具有以下特点:目标函数的定义十分方便,所有的相

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Vo l .24N o .12

关约束可用模块化语言隐式地给出;优化功能的执行无需对仿真源文件进行任何改动[9]。作为仿真软件与优化工具的一个良好接口,上述特点使得NETOM AC 软件的优化功能在用来解决控制器或系统参数的优化问题时显得格外灵活而方便,该功能使用的Quasi -New ton 算法,由于采用了自适应的变步长法,具有较高的效率和鲁棒性,本文也采用这

一算法。

图9　直流线路节点B 5处发生对地短路时的仿真结果

Fig .9　Simulation resul ts f or a solid 5-cycle

short circuit faul t occured at dc line node B 5

4.2　待优化参数的确定

在本文中,HVDC 控制系统待优化的参数共有6个,它们分别为CG 控制方式下整流器定电流控制器的比例及时间常数K r 、T r ;AG 控制方式下逆变器定熄弧角控制器的比例及时间常数K i 1、T i 1;AC 控制方式下逆变器定电流控制器的比例及时间常数K i 2、T i 2。

4.3　优化目标的确定

本文将HVDC 控制系统参数优化的目标定为使整流侧直流电流和逆变侧熄弧角与其相应整定值的偏差之和最小,因此可用如下目标函数加以描述:

min Z =min

∫

t

(I ref -I dr )2

t d t +

∫

t

(!r ef -!)2

t d t

可将此目标填入NETOM AC 的目标函数控制器数据段。

4.4　优化初值和优化结果

按NET OM AC 优化工具的要求,需在优化参数定义段给出待优化参数的初始值及其取值范围,即最小值和最大值。6个待优化参数的取值及最终优

化结果如表1所示。

表1　控制器参数优化结果

Tab .1　Optimization results of controller parameters

参数最小值最大值初值优化值T r /s 0.000150.0150.00100.0015K r /((°)/(kA))

0.00100 1.0000.01000.9110T i 1/s 0.00550

0.5500.05500.0250K i 1/((°)/(°))0.001000.1000.00100.2010T i 2/s 0.009000.9000.05000.0902K i 2/((°

)/(°))0.00100

0.100

0.0010

0.0011

图10给出了逆变侧换流母线三相短路时(0.1s 后恢复)对控制器参数优化前后NET OMAC 的部分仿真结果。

图10　逆变侧换流母线发生三相短路

(0.1s 后恢复)优化前后的仿真结果Fig .10　Simulation results before and after optimization f or a solid 5-cycle 3-phase

short circuit faul t occured at the inverter ac bus

5　结语

利用NETOMAC 软件的混合仿真功能,可以同时进行机电暂态及电磁暂态的计算,因而能够较准确地反映暂态过程中直流线路的动态特性,

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第24卷第12期电　网　技　术

还能对直流线路的故障和恢复过程进行仿真。NETOM AC软件的这一功能尤其适用于含有HVDC或FACT S元件的复杂电力系统仿真。其优化功能还能对控制器或元件的参数进行优化,起到良好的稳定分析与优化软件的接口作用。

参考文献:

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收稿日期:2000-04-27;　改回日期:2000-07-21。

作者简介:

杨卫东(1967-),男,博士研究生,工程师;

徐政(1962-),男,博士,教授,博士生导师,从事直流输电、柔性交流输电和电力系统谐波分析等方面的研究工作;

韩祯祥(1930-),男,教授,博士生导师,中国科学院院士,从事电力系统分析、电力系统运行与控制、人工智能在电力系统中的应用等多方面的研究。

(编辑　陈定保)

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汽车动力传动系参数优化设计

汽车理论Project 第一章汽车动力性与燃油经济性数学模型立 1.汽车动力性与燃油经济性的评价指标 1.1 汽车动力性评价 汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车的动力性主要可由以下三方面的指标来评定： (1)最高车速：最高车速是指在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最高行驶速度。它仅仅反映汽车本身具有的极限能力，并不反映汽车实际行驶中的平均车速。 (2)加速能力：汽车的加速能力通过加速时间表示，它对平均行驶车速有着很大影响，特别是轿车，对加速时间更为重视。当今汽车界通常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间是指汽车由第I挡或第II挡起步，并以最大的加速强度（包括选择适当的换挡时机）逐步换至最高挡后达到某一预定的距离或车速所需要的时间。超车加速时间是指用最高挡或次高挡内某一较低车速全力加速至某一高速所需要的时间。 (3)爬坡能力：汽车的爬坡能力是指汽车满载时用变速器最低挡

在良好路面上能爬上的最大道路爬坡度。 1.2 汽车燃油经济性评价 汽车的燃油经济性是指在保证汽车动力性能的前提下，以尽量少的燃油消耗量行驶的能力。汽车的燃油经济性主要评价指标有以下两方面： (1)等速行驶百公里燃油消耗量：它指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载）下，以最高挡在良好水平路面上等速行驶100km的燃油消耗量。行驶的燃油消耗量。 (2)多工况循环行驶百公里燃油消耗量：由于等速行驶工况并不能全面反映汽车的实际运行情况。汽车在行驶时，除了用不同的速度作等速行驶外，还会在不同情况下出现加速、减速和怠速停车等工况，特别是在市区行驶时，上述行驶工况会出现得更加频繁。因此各国都制定了一些符合国情的循环行驶工况试验标准来模拟实际汽车运行 状况，并以百公里燃油消耗量来评价相应行驶工况的燃油经济性。1.3 汽车动力性与燃油经济性的综合评价 由内燃机理论和汽车理论可知，现有的汽车动力性和燃油经济性指标是相互矛盾的，因为动力性好，特别是汽车加速度和爬坡性能好，一般要求汽车稳定行驶的后备功率大；但是对于燃油经济性来说，后备功率增大，必然降低发动机的负荷率，从而使燃油经济性变差。从汽车使用要求来看，既不可脱离汽车燃油经济性来孤立地追求动力性，也不能脱离动力性来孤立地追求燃油经济性，最佳地设计方案是在汽车的动力性与燃料经济性之间取得最佳折中。目前，在进行动力

数学建模_零件参数的优化设计说明

零件参数的优化设计 摘 要 本文建立了一个非线性多变量优化模型。已知粒子分离器的参数y 由零件参数)72,1( =i x i 决定，参数i x 的容差等级决定了产品的成本。总费用就包括y 偏离y 0造成的损失和零件成本。问题是要寻找零件的标定值和容差等级的最佳搭配，使得批量生产中总费用最小。我们将问题的解决分成了两个步骤：1.预先给定容差等级组合，在确定容差等级的情况下，寻找最佳标定值。2.采用穷举法遍历所有容差等级组合，寻找最佳组合，使得在某个标定值下，总费用最小。在第二步中，由于容差等级组合固定为108种，所以只要在第一步的基础上，遍历所有容差等级组合即可。但是，这就要求，在第一步的求解中，需要一个最佳的模型使得求解效率尽可能的要高，只有这样才能尽量节省计算时间。经过对模型以及matlab 代码的综合优化，最终程序运行时间仅为3.995秒。最终计算出的各个零件的标定值为： i x ={0.0750,0.3750,0.1250,0.1200,1.2919,15.9904,0.5625}, 等级为：B B C C B B B d ,,,,,,= 一台粒子分离器的总费用为：421.7878元 与原结果相比较，总费用由3074.8（元/个）降低到421.7878（元/个），降幅为86.28%，结果是令人满意的。 为了检验结果的正确性，我们用计算机产生随机数的方式对模型的最优解进行模拟检验，模拟结果与模型求解的结果基本吻合。最后，我们还对模型进行了误差分析，给出了改进方向，使得模型更容易推广。

关键字：零件参数 非线性规划 期望 方差 一、问题重述 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的３倍。 进行零件参数设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素：一是当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大；二是零件容差的大小决定了其制造成本，容差设计得越小，成本越高。 试通过如下的具体问题给出一般的零件参数设计方法。 粒子分离器某参数（记作y ）由7个零件的参数（记作x 1,x 2,...,x 7）决定，经验公式为： 7616 .1242 3 56 .02485 .01235136.0162.2142.174x x x x x x x x x x x Y ??? ? ????? ? ???????? ??--???? ? ??-????? ???=- y 的目标值（记作y 0）为1.50。当y 偏离y 0+0.1时，产品为次品，质量损失为1,000元；当y 偏离y 0+0.3时，产品为废品，损失为9,000元。 零件参数的标定值有一定的容许围；容差分为Ａ、Ｂ、Ｃ三个等级，用与标定值的相对值表示，Ａ等为+1%，Ｂ等为+5%，Ｃ等为+10%。7个零件参数标定值的容许围，及不同容差等级零件的成本（元）如下表（符号／表示无此等级零件）：

汽车动力传动系统参数优化匹配方法

1 机械传动汽车动力传动系统参数的优化通常包括发动机性能指标的优选，机械变速器传动比的优化和驱动桥速比的优化，以下分别阐述。 7.1汽车发动机性能指标的优选方法 在汽车设计中，发动机的初选通常有两种方法： 一种是从保持预期的最高车速初步选择发动机应有功率来选择的，发动机功率应大体上等于且不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和；一种是根据现有的汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有的功率。 在初步选定发动机功率之后，还需要进一步分析计算汽车动力性和燃料经济性，最终确定发动机性能指标（如发动机最大转矩，最大转矩点转速等）。 通常在给定汽车底盘参数、整车性能要求（如最大爬坡度max i ，最高车速m ax V ，正常行驶车速下百公里油耗Q ，原地起步加速时间t 等），以及车辆经常运行工况条件下，就可以选择发动机的最大转矩T emax ，及其转矩n M ，最大功率max e P 及其转速P n ，发动机最低油耗率min e g 和发动机排量h V 。 在优选发动机时常常遇到两种情况：一种情况是有几个类型的发动机可供选择，在整车底盘参数和车辆经常行驶工况条件确定时，这属于车辆动力传动系合理匹配问题，可用汽车动力传动系统最优匹配评价指标来处理。 第二种情况是根据整车性能要求和汽车经常行驶工况条件来对发动机性能提出要求，作为发动机选型或设计的依据，而这时发动机性能是未知的。 对于计划研制或未知性能特性指标的发动机性能可看作为发动机设计参数和运行参数的函数，此时，外特性和单位小时燃油消耗率可利用表示发动机的简化模型。 优选汽车发动机参数的方法: （1） 目标函数F （x ） 目标函数为汽车行驶的能量效率最高。 （2） 设计变量X ],,,,[max h M p e em V n n P T X

汽车传动系参数的优化匹配研究(精)

汽车传动系参数的优化匹配研究 课题分析： 汽车的动力性、燃油经济性和排放特性是汽车的重要性能。如何在保证汽车具有良好动力性的同时尽量降低汽车的油耗并获得良好的排放特性，是汽车界需要解决的重大问题。传动系参数的优化匹配设计是解决该问题的主要措施之一。 汽车传动系参数的优化匹配设计是在汽车总质量、质量的轴荷分配、空阻及滚阻等量已确定的情况下，合理地设计和选择传动系参数，从而大幅提高匹配后汽车的动力性、燃油经济性和排放特性。 以往传动系统参数设计依靠大量的实验和反复测试完成，耗时长，费用高，计算机的广泛应用和新的计算方法的出现，使得以计算机模拟计算为基础的传动系设计可在新车的设计阶段就较准确地预测汽车的动力性、经济性和排放特性，经济且迅速。 目前国内围绕汽车传动系参数的设计和优化，主要在以下几个方面展开工作：①汽车传动系参数优化匹配设计评价指标的研究；②汽车传动系各部分数学模型的研究，特别是传动系各部分在非稳定工况下模型的研究；③按给定工况模式的模拟研究；④按实际路况随机模拟的研究；⑤传动系参数优化模型的研究；⑥模拟程序的开发和研究。 检索结果： 所属学科：车辆工程 中文关键字：汽车传动系参数匹配优化 英文关键字：Power train；Optimization；Transmission system; Parameter matching; 使用数据库：维普；中国期刊网；万方；Engineering village;ASME Digital Library 文摘： 维普： 检索条件: ((题名或关键词=汽车传动系)*(题名或关键词=参数))*(题名或关键词=优化)*全部期刊*年=1989-2008 汽车传动系统参数优化设计 1/1 【题名】汽车传动系统参数优化设计 【作者】赵卫兵王俊昌 【机构】安阳工学院,安阳455000 【刊名】机械设计与制造.2007(6).-11-13 【文摘】主要研究将优化理论引入到汽车传动系参数设计中，以实现汽车的发动机与传动系的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能的目的。 汽车发动机与传动系优化匹配的仿真研究 【题名】汽车发动机与传动系优化匹配的仿真研究

机械零件的可靠性优化设计

题目：机械零件的可靠性优化设计 课程名称：现代设计理论与方法 机械零件 自从出现机械，就有了相应的机械零件。随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计（CAD）、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，进一步发展设计理论和方法，是这一学科发展的重要趋向。 机械零件是指直接加工而不经过装配的机器组成单元。机械零件是机械产品或系统的基础，机械产品由若干零件和部件组成。按照零件的应用范围，可将零件分为通用零件和专用零件二类。通用的机械零件包括齿轮、弹簧、轴、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等。 机械零件设计就是确定零件的材料、结构和尺寸参数，使零件满足有关设计和性能方面的要求。机械零件除一般要满足强度、刚度、寿命、稳定性、公差等级等方面的设计性能要求，还要满足材料成本、加工费用等方面的经济性要求。 机械零件优化设计概述 进行机械零件的设计，一般需要确定零件的计算载荷、计算准则及零件尺寸参数。零件计算载荷和计算准则的确定，应当依据机械产品的总体设计方案对零件的工作要求进行载荷等方面的详细分析，在此基础上建立零件的力学模型，考虑影响载荷的各项因素和必要的安全系数，确定零件的计算载荷;对零件工作过程可能出现的失效形式进行分析，确定零件设计或校核计算准则。零件材料和参数的确定，应当依据零件的工作性质和要求，选准适合于零件工作状况的材料;分析零件的应力或变形，根据有关计算准则，计算确定零件的主要尺寸参数，并进行参数的标准化。 所谓机械零件优化设计是将零件设计问题描述为数学优化模型，采用优化方法求解一组零件设计参数。机械零件设计中包含了许多优化问题，例如零件设计方案的优选问题、零件尺寸参数优化问题、零件设计性能优化问题等。国内机械设计领域技术人员针对齿轮、弹簧、滚动轴承、滑动轴承、联轴器、离合器等零件优化设计问题开展了大量的工作，解决了齿轮传动比优化分配、各种齿轮参数优化、各种齿轮减速器优化设计、各种齿轮传动的可靠性优化、齿轮传动和减速

发动机传动系统动力总成优化设计

发动机传动系统动力总成优化设计 发动机相当于汽车的心脏，在车辆整车总布置设计中，对发动机传动系统传动轴角度的校核是一项重要工作。如果发动机传动轴初始工作角度选取不当，会使其工作夹角很容易超出合理范围，造成传动轴零件的损坏，降低其使用寿命，恶化整车平顺。为保证传动轴设计寿命和整车性能，在设计初期就应对各传动轴夹角进行校核。 标签：发动机；参数化设计；传动轴夹角；动力优化 引言： 动力传动系统的弯曲共振是导致动力总成或传动系统的失效及车内振动噪声大的重要原因之一。系统的约束方式和状态对其固有频率和振型有重要影响。针对某轻卡在高速行驶工况出现的动力总成附件失效问题进行试验诊断，确定为动力传动系统弯曲共振导致。通过研究不同约束方式对动力转动系弯曲模态的影响，建立最符合整车实际运行状态的弯曲模态识别步骤及方法。悬置系统设计理论人体对低频振动比较敏感，在车辆前期开发过程中，对整车怠速工况下方向盘及座椅的振动进行预估并进行优化控制对于整车厂尤为重要，也是悬置系统前期开发设计时主要考虑的问题。 1悬置系统数学模型 动力总成悬置系统的固有模态频率一般在20Hz以下，动力总成的最低阶弹性体模态频率一般在150Hz以上，可将动力总成和车身视为刚体，动力总成悬置系统简化为刚体六自由度振动系统。建立动力总成质心坐标系，X轴与发动机曲轴线平行并指向发动机前端，Z轴与气缸中轴线平行并垂直向上，Y轴按右手定则确定。动力总成空间刚体的6个自由度为沿动力总成质心坐标系x、y、z轴3个方向的平动及绕x、y、z轴的转动角θx、θy、θz，其广义坐标的向量形式为[Q]T=[xyzθxθyθz]，利用拉格朗日方程可推导系统的振动微分方程为 忽略怠速工况下悬置系统的阻尼影响，式（1）可写成 式中：[M]，[K]——系统质量矩阵和刚度矩阵。利用动力总成质量、转动惯量、质心位置及悬置刚度参数，可求得系统的模态频率及振型。 1.2能量解耦理论动力总成 六自由度之间的振动一般是耦合的，施加在动力总成上的激励会激起系统的多个模态，使发动机的振幅加大，共振频率带变宽。根据（2）式求得的系统模态频率ωi（i=1，...，6）及振型矩阵准，用系统在各阶振动时各自由度方向振动能量占该阶振动总能量的百分比作为系统模态解耦的评价指标，用矩阵形式表示，可得到系统的能量分布矩阵。系统以第j阶模态频率振动时的最大能量为

全方位轮参数计算设计软件使用说明书V1.0

第一章系统概述 1.1 系统介绍 全方位轮参数计算设计软件是集国内外齿轮最新研究成果和实践经验，结合最新国家及国际标准，经知名齿轮专家的几十年研究和提炼，推出的全新设计的齿轮专家系统。系统提供了原始设计，精度计算、强度校核、几何计算、齿轮测绘等模块。在国内拥有众多客户，并得到了客户的认可和好评。 系统以专家模式，渐进方式指导用户快速完成从原始参数得到设计参数的优化设计过程，系统提供大量详实的资料，使得每步的操作和每个的功能都有根有据。同时设计过程在优化条件下，又提供了及其灵活的控制和操作，用户根据自己的经验和方法，选择完全符合自己的设计参数。在系统推荐的总变位分配方案下，可以根据不同的设计优化目的，提供了9种总变位分配方法。在齿轮精度计算中，软件使用了最新国际精度标准并且提供了多达8种的侧隙类型选择，提供了完整的齿厚检测方法。在强度计算中，软件采用了ISO6336-1/2/3强度计算标准（GB/T3480-1997等同采用ISO标准），并且提供了灵活智能的计算过程配置管理功能，使得强度计算可以按照客户的计算要求，并且一步完成包括接触、弯曲、胶合在内的所有计算内容，用户直接可以输出指定格式的计算报告。 使用本软件，用户可以大量节约设计时间和设计成本，提高生产效率。使得原本需要好几天甚至好几个星期的设计量，只需要几分钟或几小时就完成。 2 功能特点 1. 简单易用软件使用Windows标准界面和操作习惯，界面简洁美观，步骤思路清晰，操作方便灵活，对稍有机械传动设计知识的人员，无须培训，在短时间内即可熟悉操作过程。 2．使用范围广软件可以适合减速机行业、矿山机械、汽车行业、船舶行业等多种行业的传动件和传动设备的设计计算要求。 3．先进设计理念和最新标准本软件结合了国内外先进的传动设计技术和研究成

第五讲非参数统计Mann-Whitney-U及尺度参数检验

桂林电子科技大学 数学与计算科学学院实验报告

n y y y ,,,21 的U 统计量。 注：2/)1(,2/)1( m m W W n n W W X YX Y XY 三，实验内容 某部门有男、女职工各12名，他们的年收入如下表，请用Mann-Whitney 检验法做位置检验：女职工的收入是否比男职工的收入低？表6：职工工资情况 职工工资 职工工资 女职工 男职工 女职工 男职工 28500 39700 30650 33700 31000 33250 35050 36300 22800 31800 35600 37250 32350 38200 26900 33950 30450 30800 31350 37750 38200 32250 28950 36700 四，实验过程原始记录（数据，图表，计算等） 用统计软件Minitab 做Mann-Whitney U 检验的步骤 1.输入数据（如将肺炎患者和正常人的数据分别输入到C1和C2列）； 2.选择非参数选项下的Mann-Whitney(M)统计； 3.结果： Mann-Whitney 检验和置信区间: C1, C2 N 中位数 C1 12 30825 C2 12 35125 ETA1-ETA2 的点估计为 -4025 ETA1-ETA2 的 95.4 置信区间为 (-7300,-1250) W = 105.5 在 0.0055 上，ETA1 = ETA2 与 ETA1 < ETA2 的检验结果显著 在 0.0055 显著性水平上，检验结果显著（已对结调整） 4.结果解释： 检验统计量 W = 105.5 的 p 值在对结调整时为 0.0055或 0.0055由于 p 值小于所选 水平为 0.05，因此有充分的证据否定原假设。因此，认为女职工的收入比男职工的收入低。 五，实验结果分析或总结 通过这次实验，我理解了Mann-Whitney U 检验的基本思想；学会了用Minitab 软件进行统计分析。

汽车动力传动系统参数优化匹配方法.

机械传动汽车动力传动系统参数的优化通常包括发动机性能指标的优选，机械变速器传动比的优化和驱动桥速比的优化，以下分别阐述。 7.1汽车发动机性能指标的优选方法 在汽车设计中，发动机的初选通常有两种方法：一种是从保持预期的最高车速初步选择发动机应有功率来选择的，发动机功率应大体上等于且不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和；一种是根据现有的汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有的功率。 在初步选定发动机功率之后，还需要进一步分析计算汽车动力性和燃料经济性，最终确定发动机性能指标（如发动机最大转矩，最大转矩点转速等）。通常在给定汽车底盘参数、整车性能要求（如最大爬坡度imax，最高车速Vmax，正常行驶车速下百公里油耗Q，原地起步加速时间t等），以及车辆经常运行工况条件下，就可以选择发动机的最大转矩Temax，及其转矩nM，最大功率Pemax及其转速nP，发动机最低油耗率gemin和发动机排量Vh。 在优选发动机时常常遇到两种情况：一种情况是有几个类型的发动机可供选择，在整车底盘参数和车辆经常行驶工况条件确定时，这属于车辆动力传动系合理匹配问题，可用汽车动力传动系统最优匹配评价指标来处理。 第二种情况是根据整车性能要求和汽车经常行驶工况条件来对发动机性能提出要求，作为发动机选型或设计的依据，而这时发动机性能是未知的。 对于计划研制或未知性能特性指标的发动机性能可看作为发动机设计参数和运行参数的函数，此时，外特性和单位小时燃油消耗率可利用表示发动机的简化模型。 优选汽车发动机参数的方法: （1）目标函数F（x） 目标函数为汽车行驶的能量效率最高。 （2）设计变量X X [Tem,Pemax,np,nM,Vh] （3）约束条件 1）发动机性能指标的要求 发动机转矩适应性要求： 1.1≤Tem/TP≤1.3 转矩适应性系数也可参考同级发动机试验值选取。发动机转速适应性要求： 1.4≤np/nM≤ 2.0 如果nM取值过高，使np/nM<1.4，则可能使直接档稳定车速偏高，汽车低速行驶稳定性变差，换档次数增多。 2）汽车动力性要求 最大爬坡度要求：

数学建模竞赛-零件参数设计

零件参数设计 例8.5 (零件参数设计) 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的3 倍。 粒子分离器某参数(记作y )由7个零件的参数(记作7 2 1 ,,,x x x ?)决定, 经验公式为 7 616 .1242 356 .024 85.012 35136.0162.2142.174x x x x x x x x x x x y ??? ? ????? ???????? ? ??--????? ??-???? ??=- 当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大。y 的目标值(记作0 y )为1.50.当 y 偏离1.00 ±y 时, 产品为次品, 质量损失为1000(元); 当y 偏离3 .00 ±y 时,产品为废品,损失为9000(元). 问题是要求对于给定的零件参数标定值和容差，计算产品的损失，从而在此基础上进行零件参数最优化设计。 表8.2给定引例中某设计方案7个零件参数标定值及容差。 容差分为A ﹑B ﹑C 三个等级, 用与标定值的相对值表示, A 等为%1±, B 等为%5±, C 等为%15±。求每件产品的平均损失。

表8.2 零件参数标定值及容差 解：在这个问题中，主要的困难是产品的参数值y是一个随机变 量，而由于y与各零件参数间是一个复杂的函数关系，无法解析的得到y的概率分布。我们采用随机模拟的方法计算。这一方法的思路其实很简单：用计算机模拟工厂生产大量"产品"（如10000件），计算产品的总损失，从而得到每件产品的平均损失。可以假设7个零件参数服从正态分布。根据表8.2及标定值和容差的定义，x1～N(0.1, (0.005/3)2), x 2～N(0.3,0.0052), x 3～N(0.1, (0.005/3)2), x4～N(0.1,0.0052), x5～N(1.5,(0.225/3)2), x6～N(16,(0.8/3)2), x ～N(0.75,(0.0375/3)2), 下面的M脚本eg8_5.m产生1000对零件参数7 随机数，通过随机模拟法求得近似解约f=2900元。 %M文件eg8_5.m clear;mu=[.1 .3 .1 .1 1.5 16 .75]; sigma=[.005/3,.005,.005/3,.005,.225/3,.8/3,.0375/3]; for i=1:7 x(:,i)=normrnd(mu(i),sigma(i),1000,1);

注水系统优化运行方案研究

Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2018, 40(6), 100-104 Published Online December 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/ae13291498.html,/journal/jogt https://https://www.wendangku.net/doc/ae13291498.html,/10.12677/jogt.2018.406127 Study on Optimized Operation Scheme of Water Injection System Jiajun Xu1, Dongxu He1, Yuanfa Zhang1, Xinchang Yu2, Tao Ding3, Shouqin Li3 1Shengli Oil Production Plant, Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying Shandong 2College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum (Huadong), Dongying Shandong 3Dongxin Oil Production Plant, Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying Shandong Received: Sep. 30th, 2018; accepted: Oct. 28th, 2018; published: Dec. 15th, 2018 Abstract In consideration of the actual situation of pressure loss and energy consumption of the water in-jection system in the oil production plant, by using the finite element analysis and hydraulic prin-ciple, according to the topological structure characteristics of the oilfield water injection system, the mathematical model of the injection pump combination optimization and the simulation mod-el of the oilfield water injection system were established, and the graphic methods of parallel op-eration of water injection pump were proposed. Based on the technical principle of simulation and optimization for oilfield water injection system, the water injection system management and op-timization platform is established, the optimal scheme of pump station operation is found through optimization model, and the purpose of energy saving and consumption reduction in water injec-tion system is achieved. Keywords Water Injection System, Mathematical Model, Simulation Model, Optimized Management Platform, Optimized Operation Plan

第五章飞机主要参数的选择

第五章 飞机主要参数的选择 选定飞机的设计参数，是飞机总体设计过程中最主要的工作。所谓飞机的总体设计，简言之，即已知设计要求，求解设计参数，定出飞机总体方案的过程。飞机的设计参数是确定飞机方案的设计变量。确定一个总体方案，需要定出一组设计参数，包括飞机及其各组成部分的质量；机翼和尾翼的面积、展弦比、后掠角、机身的最大直径和长度等几何参数；以及发动机的推力等等。 在总体设计的初期，如果想一下子就把各项参数都选好，是很困难的，而往往需要用原准统计法进行粗略的初步选择。所谓原准统计法，即参照原准机和有关的统计资料，凭设计者的经验和判断，初步选出飞机的设计参数。如果所设计的飞机是某现役飞机的后继机，性能指标差别不是很大，或仅在某一两点上有较大的差别，则可以将原来的飞机做为原准机，这样在设计上和生产上可能有良好的继承性，这是很有利的。但是，如果在性能指标上有量级的突变，则不宜再将原机种做为新机设计的原准机了。如果选用外国的飞机做为原准机，则应特别注意我国自己的设计风格及科研和生产水平，应尽量多搜集一些统计资料，以便对比分析。对各种统计数据均应注意其来源、附加条件和可靠程度，这种方法简单方便，但用这种方法时，一是原准机选得要合适，二是统计资料工作要做好。 另一类选择飞机参数的方法是统计分析法，即利用统计资料或科学研究实验结果作为原始数据，建立分析计算的数学模型，并利用计算机进行反复迭代的分析计算，求解出合理的设计参数。不论是哪一种方法都要求深入地了解飞机主要的设计参数与飞机飞行性能之间的关系，以及在进行参数选择时的决策原则。 在众多的飞机设计参数当中，最主要的有三个： 1．飞机的正常起飞质量（kg）； 0m 2．动力装置的海平面静推力（dan） ； 0P 3．机翼面积（m S 2 ） 。 这三个参数对飞机的总体方案具有决定性的全局性影响，这三个参数一改变，飞机的总体方案就要大变，所以称之为飞机的主要参数。它们的相对参数是： 1． 起飞翼载荷 0p S g m p 1000= (dan/m 2 ) 2．起飞推重比0P )/(1000g m P P = §5.1 飞机主要设计参数与飞行性能的关系 这一节，回顾过去在飞行力学等课程中所学的一些简单的计算飞机性能的公式，以便对 · 55 ·

零件的参数设计-论文

A题零件的参数设计 摘要 零件的参数设计是工业生产中经常遇到的一个问题。本文通过题中具体例子给出一般零件参数设计的原则与方法。 模型一：蒙特卡罗模型。在确定各个参数标定值与容差的情况下，利用蒙特卡罗方法，尽可能模拟真实零件的生产状况。根据各个参数的分布，每个零件随机产生1000个实际值，代入公式算出每一个产品的Y值，根据其与目标值的关 系判断损失费用。运用MATLAB算出总费用= Q314.57万元 模型二：概率模型。此问题是一个关于概率的非线性规划模型。首先，将产 x的复杂的函数关系式运用泰勒级数展开成线性函数。一品参数Y关于零件参数 i x概率密度的情况下，易求出Y的概率密度，进而求出次品及废品方面，在已知 i 的概率。另一方面，本文引入选择矩阵与等级矩阵，统一零件损失费用，而不需讨论108种分配情况。以工厂损失总费用最小为目标，建立关于积分方程的非线性规划模型。并用lingo编程得到表1-1的结果： 表1-1 算出总费用为：128 = Q万元。节省的总费用为274.442万元。 40 . 由上述例题概括出参数设计的一般方法： S1：在误差范围内，线性化产品参数关于零件参数的函数（可运用泰勒公式）； S2：确定产品参数的密度函数； S3：计算不同等级产品出现的概率； S4：确定产品的质量损失费用函数（可利用期望求解）； S5：设计零件成本矩阵，计算总成本函数； S6：确保总费用最小，求解零件参数的组合（可运用非线性规划求解）。 关键词：蒙特卡罗、泰勒公式、非线性规划、正态分布、0-1变量

一、 问题重述 1、背景知识 机械零件作为组成机械和机器的不可拆分的基本单元，在制造业中至关重要。机械零件是从机械构造学和力学分离出来的。随着机械工业的发展，新的设计理论和方法、新材料、新工艺的出现，机械零件进入了新的发展阶段。对零件也有了更加严格的要求。有限元法、断裂力学、弹性流体动压润滑、优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计（CAD ）、实体建模（Pro 、Ug 、Solidworks 等）、系统分析和设计方法学等理论，已逐渐用于机械零件的研究和设计。更好地实现多种学科的综合，实现宏观与微观相结合，探求新的原理和结构，更多地采用动态设计和精确设计，更有效地利用电子计算机，才能进一步发展设计理论和方法。 2、问题重述 一件产品由若干零件组装而成，标志产品性能的某个参数取决于这些零件的参数。零件参数包括标定值和容差两部分。进行成批生产时，标定值表示一批零件该参数的平均值，容差则给出了参数偏离其标定值的容许范围。若将零件参数视为随机变量，则标定值代表期望值，在生产部门无特殊要求时，容差通常规定为均方差的3倍。 零件参数的设计，就是要确定其标定值和容差。这时要考虑两方面因素： 一是当各零件组装成产品时，如果产品参数偏离预先设定的目标值，就会造成质量损失，偏离越大，损失越大； 二是零件容差的大小决定了其制造成本，容差设计得越小，成本越高。 粒子分离器某参数（记作y ）由7个零件的参数（记作x 1,x 2,...,x 7）决定，经验公式为： 7616 .124 2 3 56 .02485 .012 35136.0162.2142.174x x x x x x x x x x x Y ??? ? ????? ? ???????? ??--????? ??-????? ???=- y 的目标值（记作y 0）为1.50。当y 偏离y 0±0.1时，产品为次品，质量损失为1,000元；当y 偏离y 0±0.3时，产品为废品，损失为9,000元。 零件参数的标定值有一定的容许范围；容差分为Ａ、Ｂ、Ｃ三个等级，用与标定值的相对值表示，Ａ等为+1%，Ｂ等为+5%，Ｃ等为+10%。7个零件参数标定值的容许范围，及不同容差等级零件的成本（元）如下表（符号／表示无此等级零件）

优化掺水系统运行参数 防止管线堵塞

优化掺水系统运行参数降低管线堵塞 任灿升李建厂 摘要：针对王集油田存在的原油含蜡量高、凝固点高、产出液温度低，而掺水系统因部分管线老化不能提高压力，容易堵塞管线的现状，通过优化掺水系统运行参数，并结合超导洗井、套管加药等措施，有效地降低了油井及管线堵卡情况的发生，提高了生产时率，保证系统的平稳运行，创造了一定的经济效益。 关键词：凝固点高；管线堵；掺水；优化 1王集油田掺水系统运行现状 王集油田的掺水系统由王集和柴庄两部分组成。王集掺水系统为1、2、3、7、8号站的油井提供掺水，它由一台离心掺水泵提供动力，通过低压蒸气换热器加热。柴庄掺水系统为4、5、6号站提供掺水，由燃气水套炉供热，具体情况见下表： 表二王集油田掺水系统状况 整个系统除通往1号计量站掺水干线安装了流量计外，其余井站都未配置，掺水的配参主要通过压力调整，不能够准确计量，造成有些掺水量不足，有些则存在掺水过量，没有做到合理配置，系统运行不科学。 这两个分系统都存在部分掺水管线老化，耐压强度不够的情况，其中2、3、4、5、6、7号计量站管线较老，掺水压力只能限定在一定范围，导致有些油井掺水量不足，而温度不能保障。1、8号计量站管线虽然投运较晚，但是距离远，最远的单井距掺水泵有4-5公里，导致掺水热量、能量损失多，有些达不到加热降凝的目的。因此管线堵塞时有发生，不仅影响了产量，而且造成成本的浪费。 表二王集油田部分井站分布概况 2掺水系统工艺原理 王集油田的原油存在含蜡量较高、凝固点高、产出液温度较低的特点，这与其井深较浅、

油藏温度低以及目前注的常温的清水有关。具体见下表一。 表一王集油田原油物性及注水情况表 由上表可以看出，王集油田生产系统中产出液温度一般低于原油的凝固点，这样原油凝结的可能性很大，地面管线就很可能经常因产出液结蜡及粘度增大而使回压上升甚至出现管线堵塞。为保证系统正常运转，目前采用掺热水的工艺。 王集油田的掺水工艺就是在井口掺入由中转站经加热后的三相分离器脱出污水，使油井产出液温度升高，从而能够顺利输至计量站、中转站。 3优化的措施 经我们调查发现，容易发生堵塞情况的单井管线，往往是那些原油凝固点高、产出液含水低而且距离远的井，干线堵塞情况很少（这也可以说明掺水的总量是充足的，有优化的空间）。因此主要从这些井入手，具体分为三种方案。 3.1.一些距离较远的井站，一般管线较新，耐压强度高，主要采取加大掺水压力，提高掺水量。这样不仅提高了流速，而且温度损失降低，如1号站。 3.2.对于管线老化严重，承压强度低的井站，采取对单井调整不同的压力和水量，并增加热洗清蜡次数，通过热洗清蜡油井管柱，经常清洗地面管线内的结蜡，从而减低回压，增加掺水量，提高产出液温度。 3.3.对于那些含水极低，但产量较高的重点井，则在尽可能加大掺水压力的基础上，结合热洗清蜡、套管加防蜡剂的方法。 在上述方案的基础上，实行冬夏不同的运行参数来保证整个生产系统的安全平稳。 4实施情况及效果 首先根据井站的距离、管线的承压程度及油井的产量、含水、温度，在掺水泵分流阀组进行首次优化，对那些需要较高掺水量的站按预先经估算的参数进行调整，使该站的管压达到需求。第二步就是在计量站计量间分水阀组进一步调整，这一步较为关键。有些井含水较高（高于70％）、回压低，不需很多掺水量，对于这样的井，我们一般控制掺水量一般控制在与产出液量为0.5～1：1；这样多余的水就可以掺入那些含水低、油量较高的大头井，产

传动系统参数优化

汽车传动系统结构及参数优化发展 摘要：本文主要讲述汽车传动系组成及功用，故障检测以及传动系优化设计研究。系统的讲述了传动系的组成及离合器、变速器、万向节传动装置、驱动桥常见故障检测。同时综述我国汽车研究者在汽车传动系参数优化设计研究方面的进展，分析灿在的问题，并对今后的研究和发展提出建议。 关键词：传动系、故障检测、参数优化、发展 中图分类号：U472.42 文献标识码：A Auto transmission system structure and parameters optimization Abstract：This article mainly tells the car drive train composition and the function, fault detection and drivetrain optimization design research. System about the transmission of composition and the clutch, transmission, universal transmission device, drive axle common fault detection. Review at the same time our country automobile researchers in automotive transmission system parameter optimization design research progress, shimmering in the analysis of problems, and puts forward Suggestions for future research and development. Keywords: drive train, fault detection, parameter optimization ,development 1汽车传动系的组成和功用 称为汽车的传动系。它应保证汽车具有在各种行驶条件下所必需的牵引力、车速，以及保证牵引力与车速之间协调变化等功能，使汽车具有良好的动力性和燃油经济性；还应保证汽车能倒车，以及左、右驱动轮能适应差速要求，并使动力传递能根据需要而平稳地结合或彻底、迅速地分离。传动系包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系。 汽车传动系的组成和布置形式是随发动机的类型、安装位置，以及汽车用途的不同而变化的。 传动系的布置型式机械式传动系常见布置型式主要与发动机的位置及汽车的驱动型式有关。有六种可分为：前置后驱、后置后驱、前置前驱、野汽车的传动系、中置后驱、四轮驱动 发动机的动力经离合器、变速器、万向节、传动轴、主减速器、差速器、半轴传给后面的驱动轮。并与发动机配合，保证汽车在不同条件下能正常行驶。为了适应汽车行驶的不同要求，传动系应具有减速增扭、变速、使汽车倒退、中断动力传递、使两侧驱动轮差速旋转等具体作用。 各部功用 离合器：1、离合器可使汽车发动机与传动系逐渐结合，保证汽车平稳起步。2，离合器可暂时切断发动机与传动系的联系，便于发动机的起动和变速器的换挡，以保证传动系换挡时工作平顺。3，离合器还能限制所传递的转矩，防止传动系过载。 变速器：1,变速变矩。2，实现汽车倒驶。3，必要时中断动力传输。4，实现动力输出。万向传动装置: 在汽车上任何一对轴间夹角和相对位置经常发生变化的转轴之间传递动力。

零件的优化设计

景德镇陶瓷学院 第四组 钟哲卢彧文吴俊杰

粒子分离器零件参数设计的计算机仿真模型 摘要 本文建立起模型对离子分离器参数优化问题进行讨论。参照与原始的标定值选择区间，用lingo进行求解计算的到最佳标定值为[0.075 0.2993 0.075 0.125 1.125 12 0.5812]。然后需要对7个零件的加工等级进行讨论，综合考虑零件加工成本和由零件误差导致的离子分离器的质量损失与废品损失。 利用计算机仿真的优势，对粒子分离器参数设计进行计算机仿真模拟，并用计算机统计出20次（每次1000个零件）的仿真结果，从结果中找出统计规律来确定粒子分离器的参数选择，得到了【B B B C C B B】的零件容差等级选择方案。 使用该方案得到的平均总费用为495182元，而平均最小损失费用为220182 。并通过计算求得原始方案费用，总费用共减少了4391818元，可以得出结论：使用所得方案可获得较大的效益。 最后分析了模型的优缺点，并对模型进行了一定范围的推广，为其他同类问题提供相似的解决方案。 关键词：计算机仿真计算机统计统计规律

一、问题的重述 一件产品通常由若干零件组装而成，这些零件的参数决定着标志产品性能的某个 参数，进而影响到产品的合格率，产品的合格率低将会给企业造成一定的经济损失。零件参数包括标定值（即设计值）和容差（即最大允许误差）两部分，标定值有一定的容许变化范围：容差一般以相对于标定值的误差表示，分为若干个等级，零件参数的容差越小，则组装的产品的质量越高，即质量损失越小，但相应的零件加工成本越高，反之亦然。因此，合理地设计零件参数的标定值和容差等级，是降低生产成本及质量损失，提高企业经济效益的关键。 例如，粒子分离器的性能参数（记作y ）由7个零件的参数（记作x 1,x 2……，x 7）决定，经验公式为： y=174.427 616 .1242 /356.024*******.0162.21x x x x x x x x x x x ??? ? ?????? ???? ?? ?? ??--? ? ? ??-???? ???-0.85 y 的目标值（记作y 0）为1.50。当y 偏离y 0±0.1时，产品为次品，质量损失为1，000元；当y 偏离y 0 3.0±时，产品为废品，质量损失为9，000元。各零件参数的标定值范围、容差等级及其相应的加工成本如表1所示： 表1 各零件参数的标定值范围、容差等级及其相应的加工成本 标定值容许范 围 C 等 B 等 A 等 X 1 [0.075,0.125 ] / 25 / X 2 [0.225,0.375 ] 20 50 / X 3 [0.075,0.125 ] 20 50 200 X 4 [0.075,0.125 ] 50 100 500 X 5 [1.125,1.875 ] 50 / / X 6 [12,20] 10 25 100 X 7 [0.5625,0.93 5] / 25 100 现批量生产粒子分离器，每批1000个，在原设计中，7个零件参数的标定值为：x 1=0.1，x 2=0.3，x 3=0.1，x 4=0.1，x 5=1.5，x 6=16，..x 7=0.75；容差均取最便宜的等级。 现在问题是： 1、综合考虑y 偏离的y 0造成的损失和零件成本，为该粒子分离器设计出合理的零件参数，与原设计比较总费用降低了多少。 2、给出了一般产品的零件参数设计方法。