传动装置动态

A. 什么是DSC动态控制系统

DSC是宝马汽车公司对“车辆稳定控制系统”的英文缩写，其意思是“动态稳定控制”，是一种在动态行驶极限范围内将行车稳定性保持在物理范围内的控制系统，此外其还能改善车辆牵引力。

DSC可以防止在紧急操控车辆时失去转向控制，特别是在湿滑道路上，并且如果驾驶员在弯道行驶中判断失误或车速过快，系统可以通过对正确的车轮实施单独制动，帮助驾驶员保持对车辆的控制。其是由自动稳定控制系统+牵引力控制、电子差速机锁和动态制动控制共同组成的动态稳定控制系统。该系统对紧急情况下的制动非常有益。

驾驶员也可以选择按一下“DSC”按钮，切换至注重驾驶的操作模式，这时一旦某个车轮发生滑转，差速锁就会通过对制动的干预发挥它的功能，而不会采用限制节气门开度而减少发动机动力的常规方式。有了这个新的功能，车辆就可以在这种模式下根据行驶速度有选择地应用制动，预防突然失控的风险。只有在更高速度时，也就是真正有必要的时候，系统才会对节气门开度进行干预。

DSC单元除了与底盘CAN（F—CAN）连接外，另外还与传动系CAN（pT-CAN）连接。pT-CAN线是一条传动系CAN线，连接动态稳定控制系统DSC、数字式发动机电子控制系统DME、电子变速器控制系统EGS、自适应巡航控制系统ACC、主动转向系统AFS、自适应转向灯AHL、动态行驶稳定装置ARS及安全网关模组SGM等。F-CAN线是一条底盘CAN线，连接动态稳定控制系统DSC、主动转向控制AFS、带转向角度传感器的转向柱开关中心SZL和DSC传感器等。这两种CAN线均由H（高电位）和L（低电位）两条线组成，完成数字信号的传输任务。除了pT-CAN线和F-CAN线外，还有其他的BUS线，如车身K-BUS线、音响系统MOST数据总线、气囊总线、Local-BUS线（本地电子气门控制系统BUS线）等。

B. 自行车 内变速器 工作原理是什么有图吗

自行车全自动变速器（即内变速器） 是采用离心和杠杆原理设计制造的，随骑行速度变化而自动变挡的新型变速器。其三速速比分别为 1：0.7 1：1 1：1.4 变速范围比较适合人们正常的骑行规律，并可根据人们的爱好调整变挡时间的早晚。
该产品规格尺寸是根据我国自行车行业标准设计制造的，适用于辐条13G，数量36根，现生产飞轮数有11T、13T、14T、16T、18T、20T，可调式全自动变速器，国家授权四项专利。
全自动变速器工作原理是根据自行车的车速变化随意改变传动比，达到省力和提速的目的，从根本上取代了手操作变速。三个挡位的变换区间为0—116（转/分），96--120（转/分），大于120（转/分）。
其变挡动力是靠自行车骑行状态所产生的离心力作为驱动力，而且是靠骑行速度的高低来控制速比的高低，并通过转矩的输入和机械原理相结合，对离心力所驱动运动加以限制，将挡位锁住，达到定挡定位目的，总结起来全自动变速器的性能和特点有如下几点：
1、 不用手操纵（取消了拉线系统）换挡变速。
2、 该产品为三个挡位，挡位的变换是随车速快慢自动完成，不需要手操纵。一挡0~14.5公里/小时；二挡12~16公里/小时；三挡大于15公里/小时。
3、 变速早晚可调，根据用户的不同需求，可以自行调整螺栓，使变速区间适合自己的骑行频率。因为离心装置与弹簧组成一个系统，完成1~3挡的轴向变换。因压缩弹簧的预紧力越大，所需变速的离心力就越大，需要更高的车速提供所需离心力，反之亦然。所以调整螺栓改变弹簧预紧力大小，就可以改变变挡早晚。
4、 老少皆宜，老年人骑车喜欢请一些的，可以骑低速区，早换挡；年轻人喜欢快一点，可以骑高速区，晚换挡，只要调整好弹簧预紧力，就可以轻松换挡。
5、 随心所欲，想变则变，不想变则不变。当速度达到变速区间时，离心力已经能够实现变速，但只要骑行者不停止蹬踏动作就不会变挡的。
6、 灵敏度高，由于该产品是靠机械传动，是采用车轮转动产生的离心力和杠杆原理来完成变速的，车速决定了离心力大小，而离心力大小又决定了花键的位置，因而变速准确，无任何后顾之忧。
7、 结构紧凑，设计中尽量让每个零件尽量完成多种功能，免除零件多、环节多，提高了产品的可靠性。所以，比起手拉线变速装置，结构简单，动态性能好。
8、 适应性广、维修方便，该产品是依据国家标准和行业标准设计的，所以零部件大量采用国家标准件和行业标准件，拆装方便，便于维护保养，更换易损件。
9、 密封性好，采用了运动状态和静止状态两种密封结构，保障产品内部的清洁度，从而提供极少的维护就可以保持良好的性能。

C. 什么是机电传动系统的静态、动态

机电传动系统的静态是指，车辆启动怠速时，传动系统所产生的正常数据值称为静态。版 机电传动系统的动权态是指，车辆在行驶过程中在不同的工况和负荷之下所产生的动态数据。

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D. 什么是DRP(动态控制程序）和S档的无级/手动一体式变速器

MULTITRONIC变速器德国奥迪厂于1999年推出全新的MULTITRONIC变速箱，与传统的只能在小型车上使用的CVT（无级变速）变速箱相比，奥迪的技术有了质的飞跃，它的新式钢链可承受更大的扭矩（达到30.5kgm），这是中型车排量起码的要求标准。另外，它的多片式离合器动力传递效率更佳。通过大小滑轮的半径，MULTITRONIC可得到比传动自动变速器更大的传动比率，加上更大的终传比，MULTITRONIC的车子有着甚佳的动力表现。我们测试的是一汽奥迪最新推出的国产A6 2.8型，可以看到，德国奥迪已经将他们最新的技术拿到了中国。现在，国产A6在同排量级上会同时出现三种变速器，手排／自排／MULTITRONIC。在使用上，MULTITRONIC与传统自排大体上没有区别，与A6现有的附＋／－挡的自排（即TIPTRONIC）在使用上更是几乎一样。但是，MULTITRONIC在多项性能上比TIPTRONIC要强上一些。首先，MULTITRONIC因为是无固定的齿轮比，因此，它的变速是无“断”的，换挡时的噪音和振动大大减小，由于滑轮组的传动比率和终传比更大更宽广，加上多片离合器较好的搭配，起步更敏捷。在全油门加速时，电脑会将转速保持在最理想的状态。总的来说，MULTITRONIC比TIPTRONIC更快、更舒适，同时还会省油。以3000转起步，前轮驱动的A6 2.8并未出现打滑现象，加速G值在0.4左右，全油门 下，电脑会自动尽快拉高转速，只见转速指针 很快攀升，直到接近红线区时才略为放缓，在5000转时转速指针不再上升，此时有最佳的加速动力。德国奥迪厂于1999年推出全新的MULTITRONIC变速箱，与传统的只能在小型车上使用的CVT（无级变速）变速箱相比，奥迪的技术有了质的飞跃，它的新式钢链可承受更大的扭矩（达到30.5kgm），这是中型车排量起码的要求标准。另外，它的多片式离合器动力传递效率更佳。通过大小滑轮的半径，MULTITRONIC可得到比传动自动变速器更大的传动比率，加上更大的终传比，MULTITRONIC的车子有着甚佳的动力表现。我们测试的是一汽奥迪最新推出的国产A6 2.8型，可以看到，德国奥迪已经将他们最新的技术拿到了中国。现在，国产A6在同排量级上会同时出现三种变速器，手排／自排／MULTITRONIC。在使用上，MULTITRONIC与传统自排大体上没有区别，与A6现有的附＋／－挡的自排（即TIPTRONIC）在使用上更是几乎一样。但是，MULTITRONIC在多项性能上比TIPTRONIC要强上一些。首先，MULTITRONIC因为是无固定的齿轮比，因此，它的变速是无“断”的，换挡时的噪音和振动大大减小，由于滑轮组的传动比率和终传比更大更宽广，加上多片离合器较好的搭配，起步更敏捷。在全油门加速时，电脑会将转速保持在最理想的状态。总的来说，MULTITRONIC比TIPTRONIC更快、更舒适，同时还会省油。以3000转起步，前轮驱动的A6 2.8并未出现打滑现象，加速G值在0.4左右，全油门下，电脑会自动尽快拉高转速，只见转速指针从曲线图上可以看到，它的加速曲线呈平稳渐低的走势，这就是滑轮组传动比在不断改变而形成的，之间没有任何大起大落，手排最为明显，每次换挡都会产生一个0加速G值的低谷并于升挡突然的瞬间加速升高的加速曲线，过程大约0.3-0.4秒，手排的换挡振动与噪音（在大油门全加速时更明显）产生原因正在于此，同样，自排车也会是这样，只不过手排车是因人因车而异，而自排车（在全油门下）只是因车而异。但无论手排还是自排都会因换挡而带来这些问题。那么，MULTITRONIC的＋／－挡又有何不同？它的挡位只不过是所谓的挡位，不然，这台没有挡的车子可能会令许多车主茫然且无所适从。奥迪的工程师将它划分成了1－6挡，当然，这只是划分而已。我们试过，在手动模式下，它的每一挡确有拖挡的功能，但如果再继续加油，它会主动“违反命令”升高一挡，因为它认为主人下了错误的命令或主人动作不正常。而KICK DOWN强制降挡更是快且无声无息。一般的自排车在KICK DOWN时，约在1-2秒后降挡，降1-2个挡位，但振动会大些，而奥迪A6的MULTITRONIC悄然无声，在油门踩下的瞬间，可以从显示屏上看到，它能从6挡一下降到2挡，而执行起来又不突兀，没有了“传统”的振动。我们在0－100km／h加速录得了9.14秒 的成绩，理论上，MULTITRONIC比TIPTRONIC更快，与手排的实力相当。有手排的动感、速度，有自排的安全舒适，结合了它们的优点而没有了它们各自的缺点，奥迪的MULTITRONIC做到了。的确，这项技术目前在世界上只有奥迪发挥得最好。

E. 直流电机系统的关键动态性能有哪些

直流电机的基本工作原理

直流励磁的磁路在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动机带动各种生产机械工作，向负载输出机械能。在控制系统中，直流电机还有其它的用途，例如测速电机、伺服电机等。虽然直流发电机和直流电动机的用途各不同，但是它们的结构基本上一样，都是利用电和磁的相互作用来实现机械能与电能的相互转换。

直流电机的最大弱点就是有电流的换向问题，消耗有色金属较多，成本高，运行中的维护检修也比较麻烦。因此，电机制造业中正在努力改善交流电动机的调速性能，并且大量代替直流电动机。不过，近年来在利用可控硅整流装置代替直流发电机方面，已经取得了很大进展。包括直流电机在内的一切旋转电机，实际上都是依据我们所知道的两条基本原则制造的。一条是：导线切割磁通产生感应电动势；另一条是：载流导体在磁场中受到电磁力的作用。因此，从结构上来看，任何电机都包括磁场部分和电路部分。从上述原理可见，任何电机都体现着电和磁的相互作用，是电、磁这两个矛盾着的对立面的统一。我们在这一章里讨论直流电机的结构和工作原理，就是讨论直流电机中的“磁”和“电”如何相互作用，相互制约，以及体现两者之间相互关系的物理量和现象（电枢电动势、电磁转矩、电磁功率、电枢反应等）。

一、 直流发电机的基本工作原理
直流发电机和直流电动机具有相同的结构，只是直流发电机是由原动机（一般是交流电动机）拖动旋转而发电。可见，它是把机械能变为电能的设备。直流电动机则接在直流电源上，拖动各种工作机械（机床、泵、电车、电缆设备等）工作，它是把电能变为机械能的设备。但是，当前已经有可控硅整流装置替代了直流发电机，为了能使大家更好的理解直流电动机，有必要同时讲述一下直流发电机的原理。

我们首先来观察直流发电机是怎样工作的。
如图1所示，电刷A、B分别与两个半园环接触，这时A、B两电刷之间输出的是直流电。我们再来看看这时线圈在磁极之间运动的情况。从图1（a）可以看出，当线圈的ab边在N极范围内按逆时针方向运动时，应用发电机右手定则，这时所产生的电动势是从b指向a。这时线圈的cd边则是在S极范围内按逆时针方向运动，依据发电机右手定则可以判断，cd边中的感应电动势方向是从d指向c。从整个线圈来看，感应电动势的方向是d-c-b-a。因此，和线圈a端连接的铜片1和电刷A是处于正电位；而和线圈的d端连接的铜片2和电刷B是处于负电位。如果接通外电路，那么电流就从电刷A经负载流入电刷B，与线圈一起构成闭合的电流通路。

当线圈的ab边转到S极范围内时，cd边就转到N极范围内（图1，b），用右手定则判断可以知道，这时线圈cd边中产生的电动势方向是从c到d，而ab边转到了S极范围内，其中电动势的方向则是有a到b。由于电刷在空间是不动的，因此和线圈d端连接的铜片2和电刷A接触，它的电位仍然是正。而与线圈a端连接的铜片1则和电刷B接触，它的电位仍然是负。接通外电路时，电流仍然是从电刷A经负载流入电刷B，与线圈一起构成闭合的电流通路。不过，要注意到这时线圈内的电流已经反向了。

由此可知，当线圈不停地旋转时，虽然与两个电刷接触的线圈边不停的变化，但是，电刷A始终是正电位，电刷B始终是负电位。因此，有两电刷引出的是具有恒定方向的电动势，负载上得到的是恒定方向的电压和电流。也就是说，尽管线圈abcd中感应电动势的方向不断交变，但是电刷A总是和处在N极范围内的线圈边接触，电刷B总是和处在S极范围内的线圈边相接触，它们的极性始终不变。于是，线圈中的交流电经过铜片和电刷整流后，便成为外电路中的直流电了。这两个半圆形的铜片就叫做换向片，它们合在一起叫做换向器。

二、 直流电动机的基本工作原理
上面已经讨论了直流发电机的工作原理，现在再来讨论直流电动机是怎样工作的。

如果直流电机的转子不用原动机拖动，而把它的电刷A、B接在电压为U的直流电源上（如图2所示），那么会发生什么样的情况呢？从图上可以看出，电刷A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b，在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。前面已经说过，载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此，ab和cd两导体都要受到电磁力Fde的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，ab边受力的方向是向左，而cd边则是向右。由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以，ab边和cd边所受电磁力的大小相等。这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半州之后，虽然ab与cd的位置调换了，ab边转到S极范围内，cd边转到N极范围内，但是，由于换向片和电刷的作用，转到N极下的cd边中电流方向也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此，电磁力Fdc的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见，分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的，因此，线圈两个边的受力方向也不变，这样，线圈就可以按照受力方向不停的旋转了，通过齿轮或皮带等机构的传动，便可以带动其它工作机械。

从以上的分析可以看到，要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时（也就是导体经过中性面后），导体中电流的方向也要同时改变。换向器和电刷就是完成这个任务的装置。在直流发电机中，换向器和电刷的任务是把线圈中的交流电变为直流电向外输出；而在直流电动机中，则用换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见，换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键性部件。

当然，在实际的直流电动机中，也不只有一个线圈，而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中，当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动，就带动整个转子旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。
比较直流发电机和直流电动机的工作原理可以看出，它们的输入和输出的能量形式不同的。正如前面已经说过，直流发电机由原动机拖动，输入的是机械能，输出的是电能；直流电动机则是由直流电源供电，输入的是电能，输出的是机械能

交流电动机常见的分两种：同步电机和异步电机，其中异步电机更常用

以鼠笼式异步电机为例：定子通入三相交流电，产生旋转磁场。磁场切割转子，鼠笼式转子线圈内感应出电流，感应的电流再次建立磁场。定子的旋转磁场和转子建立的磁场之间有相互的作用力，于是电机旋转。转子旋转速度始终低于定子磁场的同步转速。

交流同步电机：定子通入三相交流电，建立旋转磁场；转子上需加上一个直流励磁，建立磁场。转子磁场收定子同步磁场的作用，以同步转速转动。

F. 生活中常见的传动有哪些是举出三列

传动分为机械传动、流体传动和电力传动3大类。

机械传动是利用机件直接实现传动，其中齿轮传动和链传动属于啮合传动；摩擦轮传动和带传动属于摩擦传动。

流体传动是以液体或气体为工作介质的传动，又可分为依靠液体静压力作用的液压传动、依靠液体动力作用的液力传动、依靠气体压力作用的气压传动。电力传动是利用电动机将电能变为机械能，以驱动机器工作部分的传动。各类传动的特点见表。

传动

机械传动能适应各种动力和运动的要求，应用极广。液压传动的尺寸小,动态性能较好,但传动距离较短。气压传动大多用于小功率传动和恶劣环境中。液压和气压传动还易于输出直线往复运动。

液力传动具有特殊的输入和输出特性，因而能使动力机与机器工作部分良好匹配。电力传动的功率范围大，容易实现自动控制和遥控，能远距离传递动力。

传动的基本参数是传动比。传动又可分为定传动比传动和变传动比传动两类。变传动比传动又分有级变速和无级变速两类，前者具有若干固定的传动比（见变速器），后者可在一定范围内连续变化。

(6)传动装置动态扩展阅读

选择

传动首先应当满足机器工作部分的要求，并使动力机在较佳工况下运转。小功率传动常选用简单的装置，以降低成本。大功率传动则优先考虑传动效率、节能和降低运转费用。当工作部分要求调速时，如能与动力机的调速性能相适应可采用定传动比传动；动力机的调速如不能满足工艺和经济性要求，则应采用变传动比传动。

工作部分需要连续调速时，一般应尽量采用有级变速传动。无级变速传动常用来组成控制系统，对某些对象或过程进行控制，这时应根据控制系统的要求来选择传动。

在定传动比传动能满足性能要求的前提下，一般应选用结构简单的机械传动。有级变速传动常采用齿轮变速装置，小功率传动也可采用带或链的塔轮装置。

无级变速传动有各种传动形式，其中机械无级变速器结构简单、维修方便，但寿命较短，常用于小功率传动；液力无级变速器传动精确，但造价甚高。选择传动装置时还应考虑起动、制动、反向、过载、空档和空载等方面的要求。

G. 有关电力电子及电力传动研究动态现状如何

随着电力电子技术及大规模集成电路、微处理器控制技术的发展，功率半导体电力变换技术也得到迅速发展。20世纪60年代后半段开始，功率半导体器件从SCR（普通晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管）、BJT（双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化硅场效应管）、SIT（静电感应晶体管）、SITH（静电感应晶闸管）、MGT（MOS控制晶体管）、MCT（MOS控制晶闸管）发展到IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、HVIGBT（耐高压IGBT）。器件的每一次更新都为电力变换技术的发展注入新的活力。作为联系弱电与强电的纽带，电力变换技术提供了控制电功率流动与改变电能形态的有力手段，输出适合其负载的最佳电压和电流，以达到满足工业技术要求和节约能源的目的。电气传动是电力变换技术最重要的应用领域之一。电气传动装置的应用范围小至机器人中精密的、高精度的位置控制，大至流量可调的大型水泵、风机的调速驱动，功率范围从数瓦至数兆瓦。电力电子变流器作为输入功率与电动机之间的接口设备，控制电动机的转速或转子位置，以满足被电动机驱动的机械设备的需要。随着交流电动机调速理论的突破和调速装置（主要是变频器）性能的完善，电动机的调速从直流发电机-电动机组调速、晶闸管可控整流器直流调压调速逐步发展到交流电动机变频调速，而且随着控制技术和控制手段的不断提高，变频调速又由VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）控制的PWM（Pulse Width Molation）变频调速发展到矢量控制（Vector or Field-Oriented Control）、直接转矩控制（Direct Torque and Flux Control--DTC）变频调速，提高了变频器的动、静态特性，使得交流电动机变频调速性能大大提高。在高性能的变频调速控制系统里，转速（位置）闭环控制环节是必不可少的，通常采用与电动机同轴安装的机械式转子速度（位置）传感器，如光电编码器，旋转变压器等，但这些机械式转子速度（位置）传感器有机械安装、使用环境、电缆连接等诸多应用限制，其可靠性受到很大影响。为了克服机械式转子速度（位置）传感器安装带来的种种缺陷、简化硬件系统、减少设备故障率，在矢量控制、直接转矩控制变频调速的基础上又发展了无速度（位置）传感器的变频调速。近年来，这项研究已经成为交流传动领域的一个新的热点问题。
交流传动系统之所以发展得如此迅速，和一些关键性技术的突破性进展有关。它们是功率半导体器件（包括半控型和全控型）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。为了进一步提高交流传动系统的性能，国内外有关研究工作正围绕以下几个方面展开：
1. 采用新型功率半导体器件和脉宽调制（PWM）技术
功率半导体器件的不断进步，尤其是新型可关断器件，如BJT（双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化硅场效应管）、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的实用化，使得开关高频化的PWM技术成为可能。目前功率半导体器件正向高压、大功率、高频化、集成化和智能化方向发展。典型的电力电子变频装置有电压型交-直-交变频器、电流型交-直-交变频器和交-交变频器三种。电流型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件，无功功率将由大电感来缓冲，它的一个突出优点是当电动机处于制动（发电）状态时，只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网，构成的调速系统具有四象限运行能力，可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合，在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。电压型交-直-交变频器的中间直流环节采用大电容作储能元件，无功功率将由大电容来缓冲。对于负载电动机而言，电压型变频器相当于一个交流电压源，在不超过容量限度的情况下，可以驱动多台电动机并联运行。电压型PWM变频器在中小功率电力传动系统中占有主导地位。但电压型变频器的缺点在于电动机处于制动（发电）状态时，回馈到直流侧的再生电能难以回馈给交流电网，要实现这部分能量的回馈，网侧不能采用不可控的二极管整流器或一般的可控整流器，必须采用可逆变流器，如采用两套可控整流器反并联、采用PWM控制方式的自换相变流器（斩控式整流器或PWM整流器）。网侧变流器采用PWM控制的变频器称为双PWM控制变频器，这种再生能量回馈式高性能变频器具有直流输出电压连续可调，输入电流（网侧电流）波形基本为正弦，功率因数保持为1并且能量可以双向流动的特点，代表一个新的技术发展动向，但成本问题限制了它的发展速度。通常的交-交变频器都有输入谐波电流大、输入功率因数低的缺点，只能用于低速（低频）大容量调速传动。为此，矩阵式交-交变频器应运而生。矩阵式交-交变频器功率密度大，而且没有中间直流环节，省去了笨重而昂贵的储能元件，它为实现输入功率因数为1、输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径。
随着电压型PWM变频器在高性能的交流传动系统中应用日趋广泛，PWM技术的研究越来越深入。PWM利用功率半导体器件的高频开通和关断，把直流电压变成按一定宽度规律变化的电压脉冲序列，以实现变频、变压并有效地控制和消除谐波。PWM技术可分为三大类：正弦PWM、优化PWM及随机PWM。正弦PWM包括以电压、电流和磁通的正弦为目标的各种PWM方案。正弦PWM一般随着功率器件开关频率的提高会得到很好的性能，因此在中小功率交流传动系统中被广泛采用。但对于大容量的电力变换装置来说，太高的开关频率会导致大的开关损耗，而且大功率器件如GTO的开关频率目前还不能做得很高，在这种情况下，优化PWM技术正好符合装置的需要。特定谐波消除法（Selected Harmonic Elimination PWM--SHE PWM）、效率最优PWM和转矩脉动最小PWM都属于优化PWM技术的范畴。普通PWM变频器的输出电流中往往含有较大的和功率器件开关频率相关的谐波成分，谐波电流引起的脉动转矩作用在电动机上，会使电动机定子产生振动而发出电磁噪声，其强度和频率范围取决于脉动转矩的大小和交变频率。如果电磁噪声处于人耳的敏感频率范围，将会使人的听觉受到损害。一些幅度较大的中频谐波电流还容易引起电动机的机械共振，导致系统的稳定性降低。为了解决以上问题，一种方法是提高功率器件的开关频率，但这种方法会使得开关损耗增加；另一种方法就是随机地改变功率器件的导通位置和开关频率，使变频器输出电压的谐波成分均匀地分布在较宽的频带范围内，从而抑制某些幅值较大的谐波成分，以达到抑制电磁噪声和机械共振的目的，这就是随机PWM技术。

2. 应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论
交流传动系统中的交流电动机是一个多变量、非线性、强耦合、时变的被控对象，VVVF控制是从电动机稳态方程出发研究其控制特性，动态控制效果很不理想。20世纪70年代初提出用矢量变换的方法来研究交流电动机的动态控制过程，不但要控制各变量的幅值，同时还要控制其相位，以实现交流电动机磁通和转矩的解耦，促使了高性能交流传动系统逐步走向实用化。目前高动态性能的矢量控制变频器已经成功地应用在轧机主传动、电力机车牵引系统和数控机床中。此外，为了解决系统复杂性和控制精度之间的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接转矩控制、电压定向控制等。尤其随着微处理器控制技术的发展，现代控制理论中的各种控制方法也得到应用，如二次型性能指标的最优控制和双位模拟调节器控制可提高系统的动态性能，滑模（Sliding mode）变结构控制可增强系统的鲁棒性，状态观测器和卡尔曼滤波器可以获得无法实测的状态信息，自适应控制则能全面地提高系统的性能。另外，智能控制技术如模糊控制、神经元网络控制等也开始应用于交流调速传动系统中，以提高控制的精度和鲁棒性。

3. 广泛应用微电子技术
随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器（Digital Signal Processor--DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit--ASIC）等。其中，高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现，为交流传动系统的控制提供很大的灵活性，且控制器的硬件电路标准化程度高，成本低，使得微处理器组成的全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。4. 开发新型电动机和无机械传感器技术
交流传动系统的发展对电动机本体也提出了更高的要求。电动机设计和建模有了新的研究内容，如三维涡流场的计算、考虑转子运动及外部变频供电系统方程的联解、电动机阻尼绕组的合理设计及笼条的故障检测等。为了更详细地分析电动机内部过程，如绕组短路或转子断条等问题，多回路理论应运而生。随着20世纪80年代永磁材料特别是钕铁硼永磁的发展，永磁同步电动机（Permanent-Magnet Synchronous Motor--PMSM）的研究逐渐热门和深入，由于这类电动机无需励磁电流，运行效率、功率因数和功率密度都很高，因而在交流传动系统中获得了日益广泛的应用。此外，开关变磁阻理论使开关磁阻电动机（Switched Reluctance Motor--SRM）迅速发展，开关磁阻电动机与反应式步进电动机相类似，在加了转子位置闭环检测后可以有效地解决失步问题，可方便地起动、调速或点控，其优良的转矩特性特别适合于要求高静态转矩的应用场合。
在高性能的交流调速传动系统中，转子速度（位置）闭环控制往往是必需的。为了实现转速（位置）反馈控制，须用光电编码器或旋转变压器等与电动机同轴安装的机械速度（位置）传感器来实现转子速度和位置的检测。但机械式的传感器有安装、电缆连接和维护等问题，降低了系统的可靠性。对此，许多学者开展了无速度（位置）传感器控制技术的研究，即利用检测到的电动机出线端电量（如电机电压、电流），估测出转子的速度、位置，还可以观测到电动机内部的磁通、转矩等，进而构成无速度（位置）传感器高性能交流传动系统。该技术无需在电动机转子和机座上安装机械式的传感器，具有降低成本和维护费用、不受使用环境限制等优点，将成为今后交流电气传动技术发展的必然趋势。

H. 工艺动态包括哪些内容

热障涂层的有孔薄膜 热障涂层(TBCs)是涂覆在表面防止高温的低导热性材料层,它可保护涡轮发动机部件免受高温损坏.在涡轮发动机中,增加了工作温度就增加了燃料效率,减少了散热.发动机关键部件通常在额定熔化温度以上运转,这些零件由于热疲劳或氧化作用而损坏成为主要问题,除非采用降低表面温度的方法.TBCs的作用是:用低导热性材料薄膜喷涂敏感部件,有效地与高温隔离. 新的热障涂层方法是对热障涂层的部件沉积薄膜.采用控制底材运动,以另一种形式真空沉积有孔层和表层,形成新的多层薄膜结构.用3Ω和Mirage技术直接测试这些多层薄膜结构的热性能.用3Ω技术,由于AC电流流经电子蒸发电阻,且频率为ω,因此把热量传送到涂层上.电阻电压成为频率的函数,产生导热性.在Mirage技术中,采用脉冲激光在薄膜上很快产生振荡温度.通过这些温度变量,使平行于表面的第2个测试激光偏转,然后使振幅和相移的数据相拟合,去解三维扩散方程,以求出导热扩散率.一般分别在正交和平行于基材的方向用3Ω和Mirage技术测量热常数.用这些方法测量可评估热扩散率的减少,少到正常范围完全沉积的薄膜热扩散率的90%.相同结构的热模拟也预测了总导热性的明显降低.在特殊情况下比标准常规技术沉积的薄膜导热性增加了18%. 微EDM中超声对表面 粗糙度的影响 采用把微EDM与超声振动结合起来的有效的微加工工艺可提高小型零件的表面粗糙度.应用超声的目的是通过加速排出焊极和工件间小空隙中的碎屑以提高表面质量.实验表明加工工件的表面粗糙度得到了改进. 复合材料机身结构 美国俄亥俄州的空军研究实验室材料和制造管理局及Wright-Patterson空军基地,完成了一项复合材料机架制造项目,前中机身验证件的零件数减少了75%.另外,加工工序生产时间减少75%,工装减少50%,紧固件减少90%.预计每架飞机造价节省高达120万美元. 整体结构由真空树脂转移成形(RTM)制造,不需热压罐固化,也无需加低温胶垫片.局部加热和压力能在适当位置固化接头.低温工装材料简化了装配工序,降低了工装成本. 作为复合材料低成本初始计划,其目的是把先进的复合材料机架结构成本减少到目前的1/10.复合材料前中机身是隔框和龙骨结构的组合,表明粘合剂比紧固件更有效.这种结构只需要1874个零件及12180个紧固件. 硬质合金切割刀具的新型 高性能PVD涂层 在金属切割刀具中出现了以Ti-Al-N-C-B为基础的先进PVD涂层.单层PVD TiN,TiAlN,TiB2和各种TiAlN多层涂层沉积于WC-6% Co硬质合金垫片.涂层可采用阴极电弧工艺,或是采用高电离磁控溅射工艺进行喷涂.冷却液有无对铣削球墨灰口铸铁及车削Inconel 718和过共晶Al-Si合金涂层刀具也有影响.TiAlN多层涂层刀具在干铣时显示出最好性能;TiAlN单层涂层刀具在湿铣时性能较好.观测结果与预计中的涂层内残余应力、加工时的应力和涂层与基材结合强度的类型相一致.在车削Inconel 718中, 特别是在高速加工时,TiAlN多层涂层性能优于TiAlN单层涂层和TiN/TiCN/TiAlN多层涂层.车削铝合金时,PVD TiB2性能比PVD TiAlN和PVD TiN优越,这和它们相应的硬度有关. 高穿透性、低成本的 双面电弧焊 一种称作双面电弧焊(DSAW)的焊接工艺大大地提高了电弧穿透性.这项工作由肯塔州的肯塔基大学机器人与制造系统中心(CRMS)的学者完成. 激光和电子束焊接都能提供较好的穿透性,但成本比电弧焊高得多.电弧焊通过能在气体环境中产生电弧的电流工作,电弧热(温度达30?000?K)将金属加热到熔点.改进电弧焊的关键问题是如何增强电弧集中度及电弧能量密度. 把电源与工件分隔开,另外在第一支焊枪的对面增加第二支焊枪,迫使电源通过工件,使电弧能量高度集中,因此穿透率显著提高. 普通的电弧焊在单焊道中不能穿透较厚的工件,往往需要多个焊道和额外加工的焊接接头接口.DSAW较好的穿透性提供较快的焊接速度,而不降低焊接质量,因此提高了生产率,降低了成本. 超声锁定热敏成像法 近年来一直采用光热辐射计及其多路型锁定热敏成像法遥控无损检测.它们是以热波的延伸和反射为基础,通过吸收调制辐射使热波从表面向检测部件传导的.由于初始热波的重叠及反射而获得的相位角度图像显示出隐藏在表面下某一深度的结构. 传导到部件的弹性波纹在样件中扩展,直到转变为热能.缺陷引起局部损失增加,从而导致有选择性加热.因此,进入的弹性波纹的调幅把缺陷转换成热波传递,在表面通过锁定热敏成像法与调幅频率同步检测出信号.用锁定热敏成像法(ULT)可进行选择性缺陷检测,增加了存在于复杂无损伤结构件中缺陷检测的可能性. 低温、高速喷涂形 成新型涂层 美国加州圣巴巴拉Inovati公司研制出动能金属化(KEM)工艺,它是把低温金属纳米颗粒高速地喷涂到金属基材上.此工艺中金属微粒,例如铝、钛或铜,与氦或氮在粉末流体化装置中混和,之后高速喷涂到金属基材上.当碰击基材时,颗粒充分变形,增加表面面积约4倍,使活性金属与基材金相连接.严格的平衡压力、速度和温度使颗粒避免加热到被熔化、氧化或发生其他反应的程度. 因为微粒保持固态,它们能形成金属混合物,可能不像液体那样可混溶.高温时,微粒在凝固过程中长大,因此原来小截面的优点也可忽略不计.当纳米颗粒保持有利的机械特性时,KEM能使之凝固.KEM是一种直接喷涂工艺,因此涂层只喷涂到需要的地方. 超高温陶瓷材料提高 飞机的耐热保护性能 美国NASA正进行飞行试验,预计能够在未来飞机的设计方面有重要的技术革新.飞行试验中将测试高温陶瓷材料保护宇航飞机的能力. 超高温陶瓷材料使未来宇航飞机具有锋利的进气边,而不是目前飞机设计中常用的钝头形式叶片.有钝头形式进气边的飞机当飞行速度比声速快时,在飞机的前面产生压缩空气区.在这个范围内吸收了大量的热,同时宇航飞机的热量重返地球的大气中,使飞机避免过热.但是钝头形式进气边的飞机效率不高,在飞行时机件会有严重的打滑或摩擦,因此需要昂贵的大型推进系统. NASA的陶瓷材料也可明显降低助推器的成本.改型的MK 12A重返飞行器基本上是一个空气动力机头整流罩--带有4个锋利的进气边. 航空航天合金提高生产率 Pennsylvania公司研制了广泛用于航空航天和许多其他工业领域的高级15Cr-5Ni不锈钢. Carpenter技术公司研制出了比过去更容易加工的Project 7000 15 Cr-5Ni不锈钢,为减少飞机结构件的零件加工周期和成本提供了机会,这些零件包括杆端轴承、起落架构件和发动机零件,例如托架. Project 7000是真空熔化和化学配平的,以便在溶液退火以及时效硬化状态下具有最佳可加工性.Carpenter公司认为,金属加工厂根据材料的热处理状况,采用Project 7000不锈钢,可增加零件产量145%.当它自己在Reading的R & D螺钉加工设备上加工合金时,可加工性提高了3.5～10倍. 除了更方便加工外,Project 7000合金可进行冷加工或约1?111?K温度锻造,并在该温度下保持1?h. (盛蔼伦供稿) 喷丸技术在活塞6A 发动机上的应用 喷丸强化工艺利用高速运动的弹丸流冲击金属表面,产生塑性应变层,由此导致该层的显微组织发生有利的变化并使表层引入残余压应力场,表层的显微组织和残余压应力场是提高金属零件的疲劳断裂和应力腐蚀断裂抗力的两个强化因素,其结果使零件的可靠性和耐久性提高.在对活塞6A发动机进行提高功率定型长期试车时,分解检查时发现中机匣气缸安装面、滑油池安装面有裂纹.为排除中机匣裂纹故障,气缸安装面除在结构上增加卸荷槽外,还增加喷丸强化,滑油池安装面也增加喷丸强化.经过喷丸强化的中机匣经600?h长试考验效果良好.后又经数千台发动机使用证明效果良好,中机匣裂纹故障被排除. 对游星齿轮、增压器传动齿轮等齿型面进行喷丸,还可排除齿面剥落故障.喷丸提高了轮齿的接触疲劳强度,故可提高其承载能力.因为喷丸去掉残余拉应力代以压应力,疲劳破坏从不在受压应力的部位开始,金属疲劳之前,外加的拉伸负荷必须克服残余的压应力,喷丸的残余压应力可以抵消工作负荷的作用.此外喷丸产生的压应力层还能阻止表层内的裂纹扩展,减少齿面剥落和点蚀. 活塞6A发动机原先采用的工艺是对副连杆、桨轴(游星齿轮架部分)外表面进行抛光,对摇臂外表面按样品打磨.抛光和打磨是为了提高零件的表面粗糙度,来间接提高表面的抗疲劳性.由于喷丸加工表面呈压应力状态,无方向性,对改善零件的疲劳性极为有利,因此喷丸比抛光更经济、可靠,提高疲劳强度的幅度更大. 活塞6A发动机通过采用喷丸技术在排除中机匣裂纹故障,提高齿轮、连杆等零件疲劳强度,减轻工人劳动强度等方面取得了显著成效,从而提高了发动机的可靠性,延长了使用寿命.

I. 什么是机械系统的静态模型和动态模型

静态模型就是物体在静止状态下的模型，他主要表示物体的外形，尺寸。
动态模型就是物体在运动状态下的模型，主要表示物体的运动形态，动运轨迹，传动部件，动运部件等。