自由活塞直線發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(free-piston linear generator,簡稱FPLG)是一種耦合了自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(Free Piston Engine,FPE)和直線電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化設(shè)備,其優(yōu)越的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性使其能成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。由于大多研究都是面向試驗(yàn)樣機(jī)的開發(fā)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)上,或者是系統(tǒng)建模中未充分考慮永磁直線發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)之間的相互影響,而對(duì)永磁直線發(fā)電機(jī)的研究有多側(cè)重電機(jī)本體,未考慮其在FPLG系統(tǒng)的具體應(yīng)用。本文針對(duì)一個(gè)壓縮空氣驅(qū)動(dòng)對(duì)置式自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng),充分考慮其直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、摩擦力、流動(dòng)力學(xué)及永磁直線發(fā)電機(jī)的電磁特性等部分的相互關(guān)系及影響,通過Matlab/Simulink軟件建立系統(tǒng)的仿真模型。并對(duì)活塞位移、速度、加速度、推力、壓力和發(fā)電機(jī)電壓以及它們之間的關(guān)系進(jìn)行仿真分析,得到系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特性以及相互影響因素關(guān)系。搭建自由活塞直線發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái),通過對(duì)比分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)及仿真結(jié)果,驗(yàn)證模型的可靠性與分析方法的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究活塞組質(zhì)量、進(jìn)氣排氣位置對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)特性的影響以及不同壓力對(duì)永磁直線發(fā)電機(jī)輸出電壓幅值、波形畸變和電機(jī)效率的影...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 直線電機(jī)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 自由活塞直線發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)建模
    2.1 自由活塞直線發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
        2.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.1.2 系統(tǒng)工作原理
    2.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立
        2.2.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        2.2.2 摩擦力模型
        2.2.3 氣缸模型
        2.2.4 電機(jī)模型
    2.3 系統(tǒng)的Simulink仿真模型的搭建
    2.4 本章小結(jié)
第3章 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
    3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        3.1.1 自由活塞直線發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架
        3.1.2 FPLG數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)
    3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果對(duì)比和分析
        3.2.1 運(yùn)動(dòng)特性曲線對(duì)比
        3.2.2 受力特性曲線對(duì)比
        3.2.3 輸出電壓曲線對(duì)比
    3.3 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)參數(shù)對(duì)活塞運(yùn)動(dòng)性能的影響
    4.1 壓力對(duì)運(yùn)動(dòng)性能和峰值電壓的影響
        4.1.1 壓力對(duì)運(yùn)動(dòng)性能的影響
    4.2 活塞組質(zhì)量對(duì)運(yùn)動(dòng)性能和峰值電壓的影響
        4.2.1 活塞組質(zhì)量對(duì)運(yùn)動(dòng)性能的影響
        4.2.2 活塞組質(zhì)量對(duì)峰值電壓的影響
    4.3 進(jìn)氣位置對(duì)運(yùn)動(dòng)特性和峰值電壓的影響
        4.3.1 左側(cè)進(jìn)氣位置對(duì)運(yùn)動(dòng)特性的影響
        4.3.2 右側(cè)進(jìn)氣位置對(duì)運(yùn)動(dòng)特性的影響
        4.3.3 行程對(duì)峰值電壓的影響
    4.4 系統(tǒng)參數(shù)對(duì)電機(jī)的影響
        4.4.1 數(shù)據(jù)擬合
        4.4.2 直線電機(jī)ansoft模型
        4.4.3 壓力對(duì)輸出電壓的影響
    4.5 行程對(duì)永磁直線電機(jī)效率的影響
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及獲得成果
致謝



本文編號(hào)：3834136