本文關鍵詞：國際空間站環(huán)控生保系統(tǒng)建模與仿真

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【摘要】：國際空間站溫濕度控制及通風子系統(tǒng)與航天員的生命安全、生活環(huán)境及工作效率緊密相連,是環(huán)控生保系統(tǒng)的一個重要子系統(tǒng)。因此,有必要建立一整套國際空間站環(huán)控生保系統(tǒng)的精確仿真平臺,完成實驗數據積累、設計和控制方案優(yōu)化、調試時間的壓縮。 本文在研究系統(tǒng)結構、組件特性、系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎上,對環(huán)控生保系統(tǒng)中溫濕度控制及通風子系統(tǒng)進行仿真并對仿真結果進行了深入的分析,仿真是基于MATLAB/Simulink平臺。首先,研究系統(tǒng)工質的物性,推導出這些物性參數的擬合公式,建立系統(tǒng)的物性模型。其次,為每個設備建立壓力流量模型。最后,研究克服網絡壓力與流量耦合導致的系統(tǒng)仿真不穩(wěn)定問題。 ‘論文著重研究特征值與穩(wěn)定性、特征值與響應時間之間的關系,研究用微分方程剛性解來解決數值仿真中代數環(huán)導致的發(fā)散問題。 根據研究結果在Simulink中建立簡化系統(tǒng)和完整復雜系統(tǒng)的模型,實現了任意變結構條件下的穩(wěn)定性。
【關鍵詞】：溫濕度控制及通風凈化系統(tǒng) 物性 動態(tài)建模仿真 系統(tǒng)穩(wěn)定性
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V476.1;TP391.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-9
• 引言9-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 課題背景10
• 1.2 仿真技術國內外研究現狀10-11
• 1.3 溫濕度控制及通風系統(tǒng)仿真工作的目的與意義11-12
• 1.4 溫濕度控制及通風系統(tǒng)仿真特點12
• 1.5 論文研究思路與創(chuàng)新點12-14
• 2 建模概述14-16
• 2.1 建模原則14-15
• 2.2 系統(tǒng)工質及溫度概述15-16
• 3 組件分析與建模16-44
• 3.1 工質物性分析與建模16-21
• 3.1.1 溫度、比焓和壓力模型的理論分析與建模16-19
• 3.1.1.1 溫度、比焓和壓力理論分析16-18
• 3.1.1.2 溫度、比焓和壓力建模18-19
• 3.1.2 密度、內能分析與建模19-21
• 3.1.2.1 密度理論分析19
• 3.1.2.2 密度建模19-20
• 3.1.2.3 比內能理論分析20
• 3.1.2.4 比內能建模20-21
• 3.2 風機理論分析與建模21-23
• 3.2.1 描述21
• 3.2.2 風機模型理論分析21-22
• 3.2.2.1 質量守恒方程21
• 3.2.2.2 動量方程21-22
• 3.2.2.3 能量守恒方程22
• 3.2.3 風機建模22-23
• 3.3 Y型分三通理論分析與建模23-26
• 3.3.1 模型描述23
• 3.3.2 建模原理23-25
• 3.3.2.1 三通橫截面積23-24
• 3.3.2.2 質量守恒方程24
• 3.3.2.3 動量守恒方程24-25
• 3.3.2.4 能量守恒方程25
• 3.3.3 Y型分三通建模25-26
• 3.4 Y型合三通理論分析與建模26-30
• 3.4.1 模型描述26
• 3.4.2 建模原理26-29
• 3.4.2.1 合三通橫截面積26
• 3.4.2.2 質量守恒方程26
• 3.4.2.3 動量守恒方程26-28
• 3.4.2.4 動量守恒方程28-29
• 3.4.3 Y型合三通建模29-30
• 3.5 冷凝換熱器(Chex)理論分析與建模30-34
• 3.5.1 模型描述30-31
• 3.5.2 建模原理31-33
• 3.5.2.1 模型分析31
• 3.5.2.2 質量守恒方程31-32
• 3.5.2.3 動量守恒方程32
• 3.5.2.4 能量守恒方程32-33
• 3.5.3 冷凝換熱器建模33-34
• 3.6 分8通理論分析與建模34-36
• 3.6.1 模型描述34
• 3.6.2 建模原理34-35
• 3.6.2.1 質量守恒方程35
• 3.6.2.2 動量守恒方程35
• 3.6.2.3 能量守恒方程35
• 3.6.3 分8通建模35-36
• 3.7 閥門理論分析與建模36-39
• 3.7.1 模型描述36
• 3.7.2 建模原理36-38
• 3.7.2.1 質量守恒方程37
• 3.7.2.2 動量守恒方程37-38
• 3.7.2.3 能量守恒方程38
• 3.7.3 閥門建模38-39
• 3.8 管道理論分析與建模39-41
• 3.8.1 模型描述39
• 3.8.2 建模原理39-41
• 3.8.2.1 質量守恒方程39
• 3.8.2.2 動量守恒方程39-40
• 3.8.2.3 能量守恒方程40-41
• 3.8.3 管道建模41
• 3.9 溫度理論模型41-43
• 3.10 模型庫的建立與管理43-44
• 4 系統(tǒng)穩(wěn)定性研究44-56
• 4.1 系統(tǒng)穩(wěn)定理論分析44-49
• 4.1.1 常微分方程剛性方程組45-47
• 4.1.2 自治系統(tǒng)奇點穩(wěn)定性47-49
• 4.2 數值算法分析49-52
• 4.2.1 簡單歐拉法(向前歐拉法)49-50
• 4.2.2 龍格庫塔法50
• 4.2.3 隱式單步法(后退歐拉法,梯形法)50-52
• 4.3 解決問題方案研究52-56
• 4.3.1 代數環(huán)問題52
• 4.3.2 壓力流量網絡方案52-53
• 4.3.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性總體方案53-56
• 5 系統(tǒng)仿真分析56-66
• 5.1 數學模型仿真56-57
• 5.2 系統(tǒng)仿真57-66
• 5.2.1 簡單系統(tǒng)仿真測試58-61
• 5.2.1.1 風機與2閥門系統(tǒng)58-60
• 5.2.1.2 風機與3閥門系統(tǒng)60-61
• 5.2.2 復雜系統(tǒng)仿真測試61-66
• 5.2.2.1 CO2凈化子系統(tǒng)仿真62-63
• 5.2.2.2 通風凈化控制子系統(tǒng)仿真63-66
• 結論66-67
• 參考文獻67-70
• 附錄70-74
• 申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術論文74-75
• 致謝75

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前7條

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2 陳則韶,胡們,程文龍;飽和蒸氣密度、焓和蒸發(fā)潛熱的通用對比態(tài)推算式[J];工程熱物理學報;2003年02期

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6 馬曉虹;;Matlab中的代數環(huán)問題及其消除方法[J];科技廣場;2010年07期

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本文編號：980076