Simulation

Simulation（精选5篇）

Simulation 篇1

在过去山区和丘陵地区公路工程中, 多以盘山公路和山体切坡深挖等方式为主。该方式占用了大量的耕地, 而且能耗比较高, 安全隐患多, 对生态环境的破坏非常大。修建公路隧道可以保护环境, 缩短两地路程, 避免大坡道, 节省交通用时;又避免了滑坡、落石和泥石流等自然灾害的隐患。公路隧道的施工以新奥法为主, 该方法是以喷射混凝土和锚杆的有机结合作为隧道主要的支护手段。相比于理论计算方法, 借助有限元软件可以减短设计周期, 减少成本。本文借助有限元软件Autodesk Simulation建立隧道与周围岩体的二维模型, 设定初始条件, 进行仿真分析, 分析结构变形情况。

1 有限元软件建模

根据某高速公路隧道建立物理模型, 该隧道设计时速为120km/h, 建筑限界最小宽度为11.5m, 建筑限界高度为5m, 围岩级别为Ⅲ, S=3, 岩石重度γ=23k N/m3, 初期支护喷射混凝土喷层厚度为100mm, 二次衬砌的混凝土厚度为350mm, 隧道开挖跨度为B=12.4m, 直墙部分高5.5m。根据现行公路隧道设计规范计算围岩压力, 得出隧道围岩的竖向均布压力q=70.38k N/㎡, 水平压力e=10.56k N/㎡, 岩石的弹性模量为E=8.66GPa, 泊松比μ=0.28。

1.1 建模

为了简化计算, 作出假设: (1) 假定岩体为均质连续体, 不考虑岩体中节理裂隙产状和发育状态; (2) 不考虑施工过程中的爆破影响; (3) 地层各层之间界面假定为水平面; (4) 忽略地质构造应力, 用自重应力场来代表初始地应力场; (5) 不考虑超前辅助施工支护对围岩应力场的影响; (6) 不考虑地下水的影响。

处于岩层中的隧道洞室, 沿长度方向上的应力不变, 可将其看成平面应变问题, 所以将隧道结构的计算进行结构简化, 据此建立二维模型。分别建立直墙、拱底和拱顶模型, 依据起点和终点坐标形式建立直线, 采用三点圆弧法建立隧道物理模型。

1.2 材料定义

设定材料密度ρ=2.3kg/m3, 弹性模量Ε=8.66GPa, 材料的泊松比μ=0.28。

1.3 添加约束和施加荷载

对模型施加荷载和约束, 将直墙拱底、上部拱与直墙连接处施加Tx、Tz和Ry方向的约束, 并限制拱和直墙其他节点处Tz、Rx和Ry方向的位移。并施加拱顶沿负Y方向的均布力70.38k N/㎡, 左右两侧直墙分别沿X正方向和负方向的均布力10.56k N/㎡。至此, 模型建立完成, 如图1所示。

2 仿真分析

经过线性分析, 可以得到位移分布云图和力的分布云图。其中, 底板跨中位置位移值较大, 最大值沿Y轴正向, 其值为0.214689m, 拱顶位移值相对较小, 大小为0.0135542m, 方向向下, 如图2所示。直墙部分位移方向均指向隧道内部 (沿X方向) , 其值为0.0032619m, 如图3所示。

在承受围岩压力时, 隧道拱圈对围岩压力施加反作用力, 由反作用力云图 (图4) 可知, 拱脚部位和直墙与底板连接部位易产生应力集中现象, 且由图中可以看出拱脚部位的反作用力最大, 最大值为441496N, 方向指向隧道外侧。

结语

本文通过有限元仿真分析, 得出以下几点结论:

(1) 结构变形以竖向位移为主, 在底板位置产生的竖向位移最大, 数值为0.214689m, 沿Y轴正向, 拱顶位移相对较小, 其值为0.0135542m, 两侧直墙部分位移方向均指向隧道内部, 位移大小为0.0032619m, 拱脚和两侧直墙与底板连接部位易产生应力集中现象, 拱脚部分应力较大, 最大值为441496N。施工中应适当采取仰拱, 抵抗过大的竖向变形, 引起底部隆起;直墙主要承受水平围岩压力, 其竖向位移远小于底板。可见竖向围岩压力是影响结构变形的主要因素。

(2) 结构在墙脚部位的内力, 特别是弯矩值很大, 有应力集中现象, 建议工程实际中加厚此处衬砌厚度或墙脚转角处做成圆滑的过度曲线以减少应力集中。拱圈弯矩比较小, 可以适当减少衬砌的尺寸, 以达到经济要求。

(3) 隧道及其周围围岩主要处于受压状态, 只在拱圈加固区域和墙脚区域出现小范围的受拉区。对于拱圈建议设计时合理采用锚杆加固, 以减少其在Y方向的变形量。

参考文献

[1]齐伟, 彭立志, 等.隧道与地下工程概论[M].北京:地质出版社, 2011:27-31.

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[4]黄林伟.软岩隧道大变形力学行为与控制技术的研究[D].重庆:重庆大学硕士论文, 2008:32-40.

[5]关向强.围岩压力与洞室围岩稳定性计算[J].建筑与工程, 2008 (13) :77-78.

Simulation 篇2

【关键词】Solidworks Simulation；主振弹簧；橡胶；有限元

The Design and Proofreading of Horizontal Vibrating Centrifuge Main Vibrating Spring based on Solidworks Simulation

LI Zheng-xun

Shan Dong Taian Colliery Machinery Company LTD，，Taian 271000，China

Abstract： In the design of horizontal vibrating centrifuge， the main vibrating spring as its key components and has a decisive influence on the dynamic performance， the design effect only by the quality of the overall performance of the product.Main vibrating spring more for rubber materials， rubber for hyperelastic material， its deformation is not easy to precise calculation， in order to ensure the quality of the design of the main vibration spring， this article obtains from the traditional calculation method， combined with the finite element analysis of Solidworks Simulation platform， the Mooney Rivlin model of finite element analysis was carried out on the main vibration spring， and， according to the results of the analysis to the design optimization.

1.引言

在现在卧式振动离心脱水机（以下简称卧振）进行设计时，多采用双质体近共振原理进行设计。采用这种原理设计的卧振为双弹簧、质量构成的二自由度受迫振动系统。在卧振工作特性分析中，通常以主振箱、壳体、壳体门的质量为一级质量体m1，其与底架之间的弹簧为k1；主轴、筛篮、大皮带轮等的质量为二级质量体m2，其与一级质量体之间的主振弹簧为k2。

由机械振动学方面的知识可知，弹簧刚度对整个振动系统的位移响应有着至关重要的影响。以k1=2.337560971×107N.m、m1=1800kg、k2=2.337560971×107N.m、m2=1000kg、F=70126.8N为例，当k2因制作、设计等因素使其在±20%范围内变化时，m1、m2的动态响应如图1所示。

由图1及已知数据可知，此时卧振的设计工作点m2的振幅位移为0.003m。当k2在±20%范围内变化时，m1的振幅位移为0～0.001m之间，m2的振幅位移为0.0025～0.0038m之间。在进行卧处理量设计计算时，可知m2的振幅位移对卧振的卸料速度有着决定性的影响，在设计振幅位移在0.003m时，0.00008m的振幅偏差，可造成卸料速度达26.67%变化。过高的卸料速度会使入料精煤不能充分脱水，而使卧振的工作性能达不到设计要求。[1]且主振弹簧刚度的偏移，使主振箱、壳体、底架等部件的振加剧，影响周围环境。

图1 m1、m2的动态响应

2.主振弹簧的设计计算

在传统设计计算方法中，对于小应变橡胶弹簧，忽略其刚度的非线性而进行近似计算，使得计算过程变得较为简单，且设计结果

亦可在一定程度上满足设计要求。

在主振弹簧设计中，一般首先确定橡胶的硬度，并根据硬度计算出橡胶的切变模量，然后定出主振弹簧长、宽、高任意两个尺寸，最后计算出整个主振弹簧参数。橡胶弹簧的切变模量与刚度计算式[2]分别为：

（1）

（2）

式中：HS为橡胶弹簧的邵氏硬度值，a为主振弹簧的长，b为主振弹簧的宽，h为主振弹簧的高。

以主振弹簧刚度k2=2.337560971×107N.m为例，取橡胶弹簧硬度为HS63，b=0.4m，h=0.035m，设主振弹簧由8个橡胶板弹簧组成，则可求出每个橡胶板弹簧的长度：

m

3.主振弹簧的有限元分析与校核

橡胶为超弹性材料，其非线性特性的计算是非常复杂的，在本有限元分析中，选用可较为精确模拟橡胶受力变形的2参数Mooney Rivlin模型。

在应用Mooney Rivlin模型时，材料系数C10、C01一般通过一系列的测试试验及数据拟合。这种方法成本较高，在弹簧应变小于150%时，可根据橡胶硬度来确定材料系数。

（3）

将式（1）代入式（3），即可求得在硬度为HS60时，橡胶的材料系数：

在Solidworks中，对主振弹簧中一个橡胶板弹簧进行建模，并在Simulation中新建非线性算例，取材料模型为“超弹性-Mooney Rivlin”，并在材料属性中输入式（3）求解结果，取其切向位移为0.003m，可得分析结果如图2所示。

图2 橡胶板弹簧位移云图

通过后处理查询可知，此橡胶板弹簧产0.003m的切向变形，所作用力为8862.8N，由此可求出整个主振板弹簧的刚度为

由计算结果可知，弹簧刚度较设计数值大，其误差值为

由卧振设计可知，1.09%的误差是允许出现的。目前工业生产常的橡胶，其硬度误差一般控制在HS±5，如果直接采用此种类型的橡胶，会使主振弹簧的刚度误差达到20%，为改善卧工作性能，其弹簧所用橡胶需定制，取其硬度为HS63±3。

由此，主振弹簧刚度因橡胶硬度而较为设计值有一定的偏差，当橡胶硬在HS63±5时，其刚度值范围为21142759.13～25927326.49N.m。则此时m1、m2的动态响应如图3所示。

图3 m1、m2的动态响应

由图3可知，在进行设计计算后卧振动态响应有较大的改善，m2的振幅位移范围在0.0037～0.0033m，m1的振幅位移范围在0～0.0003m，具有较好的动态适应性。

4.结论

通过卧振主振弹簧的设计计算及有限元分析，可达到精确计算主振弹簧的目的，且通过对橡胶硬度范围的控制，可极大地改善卧振性能的稳定性。

参考文献

[1]闻邦椿，刘凤翘.振动机械的理论与应用[M].北京：机械工业出版社，1982年.

Simulation 篇3

在核电站中, 对于核级的阀门要求阀门在经过地震过程中以及地震以后, 阀门要能够满足承压边界完整, 也就是说不可以造成介质的外漏。因此核电站阀门的地震固有频率的分析是阀门设计过程中必须面临的问题。而多数阀门制造厂家对阀门的固有频率分析并不是很清晰, 本文给出了从理论研究到Simulation的具体分析过程。

2 阀门固有频率的要求和目的

压水堆核岛机构设备的设计与建造规则 (RCCM) 以及ASME核电规范与标准均要求具有外伸机构的阀门应进行抗震分析。使得阀门在地震载荷下, 仍能保证承压边界的完整性。一般地震的频率是在0.2~33HZ。当满足阀门的自振动频率大于33HZ的时候, 我们就认为阀门是属于刚性部件, 可以应用等效静力法来计算地震载荷对阀门强度的影响。一般在核电阀门的设计规范中, 要求阀门在重心位置三个方向的重力加速度是4g, 在阀门的应力分析过程中, 在阀门的重心位置施加三个方向的重力加速度数值, 即用等效静力法来代替地震载荷对阀门的作用。将地震的影响作为一个载荷施加到阀门上面, 同内压、热应力以及接管反作用力等等共同作用, 综合进行阀门强度分析。如果阀门的自振频率小于33HZ, 那么当地震发生时, 阀门可能与地震频率发生共振现象, 严重损害阀门和与阀门连接的管道。因此准确的分析出阀门的固有频率是保证在地震工况下, 阀门能够安全运行的基础。

3 模型简化方法

应用Solidworks Simulation有限元分析软件来做阀门的地震频率分析。在做地震分析之前要对阀门的三维模型进行简化。科学合理的简化模型直接关系到分析结果的准确性。本文以电动旋塞阀为例进行地震固有频率分析。

在最终简化的模型中只保留阀盖和支架两个零件。由于阀体不属于外伸机构, 因此简化模型中去掉阀体零件, 将电动执行机构以一个带有质量、转动惯量和重心的一个点来代替。重心的圆点为阀体出入口中心线与阀体中腔中心线的交界处。这样做的目的是保证有限元分析过程中网格划分的准确性, 由于电动执行器的形状比较复杂, 而这些复杂的因素对于网格的划分质量影响比较大。而实际上对外形复杂的因素对计算出的地震频率结果并无影响。因此为了得到更好的网格, 从而使得频率结果精准。把电动执行器等效为一个质点。将所有的其它零件 (除了阀体、阀盖、支架和电动执行器以外的零件) 同样以一个带有质量的点来代替。

4 分析过程

使用Simulation软件来具体分析。

4.1 建立简化模型

4.1.1 使用Solidworks软件对阀门的每一个零件进行完整的等比例的三维建模。

如图1。4.1.2将电动执行器等效为一个质点之前, 记录下电动执行器的重量, 重心和转动惯量数据。电动执行器重量:131.73kg;重心坐标:X=-10.84mm;Y=217.41mm;Z=-93.54mm;转动惯量:Lxx=1697665.41kg*mm2;Lyy=2202824.72kg*mm2;Lzz=1738911。93kg*mm2。4.1.3将其他零件 (除了阀体、阀盖、支架和电动执行器以外的零件) 等效为一个质点之前。记录下它的重量, 重心和转动惯量数据。重量:13.09kg;重心坐标:X=-0.02mm;Y=20.89mm;Z=-0.04mm;转动惯量:Lxx=63201.12 kg*mm2;Lyy=39071.22 kg*mm2;Lzz=69303.41 kg*mm2。4.1.4最终简化后的模型。由于电动执行器和其他零件均简化为一个质点。因此最终的模型如下图2所示。

4.2 分析计算步骤

4.2.1添加材料。打开最终简化的模型, 首先要对模型中的每一个零件指定材料。执行Apply/Edit Material命令, 指定材料AISI 316Stainless Steel和1023 Carton Steel。

4.2.2添加约束面。添加材料后, 对模型指定一个约束平面, 执行Fixed Geometry命令。

4.2.3外部载荷的加入。选择Load/Mass (Rigid connection) 计算模块, 选择外部载荷加载平面Face<1>@800131, 由于外部载荷的加入没有自定义坐标系, 因此选择默认坐标系Global, 按上述章节4.1.2、4.1.3中提到的数据将电动执行器和其他零件的重量, 重心和转动惯量输入到外部载荷中。电动执行器和其他零件的外部载荷加载方法一样。图3展示了电动执行器和其他零件均加载在简化模型中的情况。

4.2.4创建网格。执行Creat Mesh命令对所建立模型进行网格划分。选择网格质量为最好状态。

4.2.5分析计算。执行Run命令, 开始对整个模型地震固有频率分析。

4.3 分析结果。

分析结果如表1分别展示了阀门外伸机构一阶到五阶的固有频率。图4展示了阀门外伸机构一阶固有频率。

5 结论

通过对阀门的简化模型和固有频率的分析介绍了一种正确科学的方法, 为工程师提供了详细的计算分析过程和理论依据。

参考文献

[1]王泽军.锅炉结果有限元分析[M].北京:化学工业出版社, 2005.

Simulation 篇4

大型游乐园作为一种多功能的综合性休闲娱乐接待地, 游览项目种类数量繁多, 只有通过规划合理分区、有序地安排各个项目、平衡全园各种项目特性, 才能使旅客达到最大的满意度。同时有效的功能分区与空间布局也利于大型游乐园业主的经营和管理, 降低不利状况的影响, 提高经济效益[1]。大型游乐园日均游客数量很大, 在旺季、节假日更为突出。园内同时有上万游客游览的情况十分常见。合理高效的组织和引导客流为保证游客全面、安全、快乐地游览提供了保障。不仅能帮助游客能够快捷、方便地到达各个景区, 同时也解决了游客的安全集散问题。此外, 合理的布局还能促进游乐园的发展, 便于游乐园经营者做针对性管理和营销, 便于游客选择性休闲娱乐和消费, 利于提供更具个性化的消费氛围[2]。

1 区域协调原则

大型或主题游乐园多位于城市边缘区, 主要面向2小时车程范围内的市场, 经营上强调重游率[3]。为保证游客的生活质量和休闲娱乐的体验水平, 这类游乐园在规划时应当充分考虑不同游客不同层次游客群的不同需求, 最大限度地满足游客的需求, 才能使游乐园持续、良性发展。

1.1 从游客角度出发

大型游乐园吸引来自不同年龄段, 有不同偏好和不同心理容量的游客。据文章[4]的研究分析结果可知, 青少年与成年人在各客流水平上都有较高的满意度且差异较小。老年人游客心理容量普遍小于其他人群的, 游客量增加对满意度有明显影响。该文未调查儿童的心理容量, 因此, 文章对其假定为儿童的心理容量较青少年及成年人要小。儿童由于身高等限制, 在游乐设施的选择上也与其他类型不同。因此, 在游乐园区域划分时宜考虑不同游客需求和心理容量合理分区。

1.2 区域主题与季节性结合

综合性大型游乐园在主题分区及游乐项目的分配上力求全面以满足不同时期不同游客的需求, 从客流分布来看季节性明显, 有着明显的淡旺季。而不同类型的游乐设备季节性会有所差异, 如水上游乐项目旺季主要在夏季, 而冰雪类游乐项目的旺季则在冬季。将区域主题与季节性相结合, 利于游乐园在针对性管理和营销。

1.3 游乐线路

由于不同游客的需求、心理容量及体力状况不同, 游乐线路也相应不同。青少年及成年人是游乐园的主力军, 其心理容量和体力状况较好。可以游乐多个主题区域, 其游乐路线可参考多枢纽式或分叉式。儿童和中老年由于其体力水平和心理容量水平都相对较低, 适宜较为简单且路程较短的线路。

2 案例仿真分析

2.1 plant simulation简介

利用plant simulation在系统仿真、设施规划, 以及物流分析等方面拥有易用、灵活、独立、开放的特点, 结合游乐园的实际状况, 模拟游客行为, 对不同客源状态、不同气候条件和不同游乐设施配置下游乐园运作状况进行仿真和研究, 分析其区域间、游乐设施间协调的利弊。

2.2 仿真对象简介

某大型游乐园是集游乐、休闲、购物为一体的全开放式游乐园, 其占地400余亩, 拥有五个风格迥异的主题区域。开园之初, 该游乐园曾深受游客喜爱, 单日进园达上万名游客。但自开园7年来, 该游乐园未引入或改造游乐设施, 如今设施陈旧, 项目固化严重, 进园游客与同地区其他同类游乐园相比减少明显。据此, 文章尝试用plant simulation对其区域间、游乐设施间协调进行模拟与仿真, 探讨优化的可能途径, 并提出相关改进建议, 以期为该游乐园或同类游乐园规划与运营调整提供借鉴与参考。

2.3 该游乐园游客行为分析

据调查游客去游乐园主要是结伴出行。按结伴类型, 可将游客分为家庭、情侣、亲子以及结伴团组四个类型。不同类型的游客有不同偏好, 家庭型倾向于选择轻松活跃的游乐项目;情侣倾向于选择浪漫和刺激的项目;结伴团组倾向于选择刺激新奇的项目;而亲子出游的多半为了满足孩子倾向于选择儿童或亲子项目。游客进入游乐园后, 根据自己的偏好选择游乐设备, 每结束一个项目之后, 再根据自己的偏好以及地理位置选择下一个游乐项目。

2.4 仿真

基于上述游客行为模型以及该游乐园的游乐线路地图、游乐设施信息、游客偏好及游乐项目的特性建立了仿真模型 (如图1) 。

由文章[6]中对大型游乐园的游客结构的调查可知, 大型游乐园的游客主体是15-34岁的年轻人, 约占70%左右, 其次是14岁以下的儿童, 约占20%左右, 中老年群体约占10%左右。以此为据, 设置该乐园的游客比例情况。游客大都结伴出行, 而结伴方式不同将影响游客的游乐行为。因此, 文章将结伴方式分为家庭、情侣、亲子和结伴四种类型。其中亲子类型主要指需要父母陪同的儿童群体及其监护人;情侣与结伴主要指年轻团体, 由于情侣在项目选择上会有浪漫倾向, 故将其区分开来;家庭类型主要包含有中老年以及能自主游玩的青少年或年轻人。

由于不同节日游客的出游情况不同, 因此设置不同客源类型的到访比例。设置客源比例为家庭:情侣:亲子:结伴=2:3:2:3作为常态, 另仿真一些特殊节假日的情况。比如儿童节期间, 亲子及家庭团体的比例会有所上升。设置比例为家庭:情侣:亲子:结伴=3:1:5:1。情人节、七夕节时, 情侣比例会上升。按家庭:情侣:亲子:结伴=2:6:1:1比例设置游客比例。感恩节、中秋节、春节时, 家庭占比较大, 以按家庭:情侣:亲子:结伴=5:1:3:1设置客源比例。综合分析全年节假日状况, 对全年设备及通道的利用率进行加权平均, 得出预期平均利用率如图2、图3所示。

将仿真结果对应该园地图可发现高设备利用率与高利用率通道之间存在一定联系。高利用率通道主要连接大门与高利用率设备以及高利用率游乐设备。通道的利用率高表示这些线路上的游客较多, 应当适当增加通道宽度。同时, 繁忙线路上可以多设置一些满足游客各方面需求的基础设施。由仿真结果可知, 利用率较高的游乐设备主要是受年轻人青睐的游乐项目, 如巅峰飞跃、太空梭等, 或者是老少咸宜的项目, 如太空漫步、旋转木马等。

2.5 该游乐园域间协调与优化建议

由仿真结果可知该园的游乐设施位置的设置不太合理, 受喜爱的游乐设施分散且略混乱。建议抓住更新或改造游乐设施的契机, 将受游客欢迎的设施合理布局, 在空间上形成一定的聚合效应, 吸引更多游客。针对该园现有情况以及仿真结果提出以下几点建议:

(1) 结合特定游客群和特殊季节设定对应主题区域。通过分析该游乐园的游乐设施分布状况, 该乐园的主题区域区分及每个区域针对的游客群不明显。造成该园有些项目特别繁忙, 有的却乏人问津, 仅少数游乐项目能满足各类游客群的需求。建议根据不同游客群的需求针对性的设置鲜明的主题区域, 将吸引力较大的项目设在离入口较近处或各主题区域的中心集散地。首先, 经仿真分析, 亲子类型游客的游乐路线与其他游客群体的重叠度极低, 可单独设置针对亲子群体的主题区域。其次, 建议增设休闲主题区。该园免费入园, 休闲项目可吸引有较多闲暇的中老年游客群并提升该园人气。第三, 年轻人是大型游乐园的主目标游客群, 主要青睐新奇、刺激的游乐项目, 相应的主题区域宜设于中心区域。另外, 游客选择行为会随季节变化, 如夏季游客更喜水上项目, 冬季游客更偏爱陆地和室内项目。宜针对不同游客群, 不同季节设不同主题区域, 按一定的项目配比度选择合适的项目。如, 针对年轻群体的项目以惊险刺激新奇的项目为主, 同时辅以相对温和、浪漫的设备予以调剂。针对儿童群体主题区域, 以亲子项目为主同时辅以一些休闲项目满足陪同的其他游客需求。

(2) 针对性设计合理的游乐线路, 最大限度满足目标游客群需求。当主题区域和游客群相协调之后, 游乐线路设计就相对简单许多。游客可根据自己的兴趣相应主题区域, 在主题区域内的游乐游客可自主选择。各主题区域间可多一些联通的通道, 方便游客自由更换主题区域。为突出不同主题区域的特征和转换时的从容, 道路上可针对性地设置休息区、道路指引信息等。

根据上述建议重新布局游乐项目, 在现有基础上重新划定主题区域, 分别为亲子主题区, 水上主题区、陆地主题区和休闲主题区。亲子主题区域主要针对亲子类型游客, 主要选择适合儿童玩耍的项目。水上和陆地主题主要是针对年轻人, 以新奇刺激项目为主, 辅以一些老少咸宜的项目作为调剂。水上主题适宜夏季玩耍, 陆地主题各个季节皆宜, 因此陆地主题设在最核心的区域。休闲主题区域主要为好静的游客设计。重新配置游乐项目并以相同的客源比例进行仿真 (如图4) 。

同样仿真不同客源类型不同节日的情况, 与优化前设置相同比例进行仿真并设置相同的权重, 得到优化后的游乐设备及通道平均利用率如图5、图6所示。

对比优化前后的游乐设备以及通道平均利用率可以发现, 整体游乐设备的利用率明显提高, 大部分游乐设备的利用率达到50%以上, 低于50%的设备主要集中于亲子区域, 这与客流量以及设备容量相关。要提升这部分设备利用率, 可做差异化特色的推广宣传, 吸引更多的亲子类型游客。该仿真在优化后通道利用率整体减少, 说明道路的拥堵情况得到了很好的改善。

3 结论

文章尝试将plant simulation用于仿真游乐园运营情况, 分析设备以及通道的忙闲程度并为游乐园的布局提供依据, 证明其效果明显且具有实际意义。并说明plant simulation不仅可以用于生产、物流等系统的仿真, 也可用于游乐服务运营系统的仿真。

该仿真基于对大部分游客行为的假设, 由于游客个体的复杂性和随机性, 对游客个体的行为难以面面俱到, 故本文的仿真仅反映大型游乐园运营的典型情况, 它对大型游乐园功能区域间、游乐设施间协调具有一定的参考意义。

摘要：为使游客达到最大满意度、提高运营经济效益, 对典型的大型游乐园游乐设施和游乐线路的布局、规划、相互协调进行了分析和择优。并运用plant simulation模拟软件对不同客源比例、节假日和游乐设施配置游乐园运作状况进行仿真和研究, 分析其功能区域间、游乐设施间协调的利弊, 探讨优化途径, 提出针对性的合理化建议, 供同类游乐园规划与运营调整的借鉴与参考。

关键词：大型游乐园,plant simulation,区域,协调

参考文献

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[2]熊瑛.大型主题公园策划与规划研究[D].北京工业大学, 2001, 07:32-50.

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[5]李亚兵.主题公园旅游客流时间特征及比较研究[J].淮海工学院学报 (自然科学版) , 2007, 12 (04) :73-76.

Simulation 篇5

With the development of computer science and control theories, the induction motor has become the mainly used electric drive[1]. There are a lot of mature control methods about induction motor speed control system.However, the traditional control method cannot solve the control requirements of induction motor speed system under different operating conditions due to the complex nonlinear construct. Therefore, designing a good control is significant to fit the complex characteristics of induction motor speed system. The PWM technology[2]is accompanied by the development of power electronic devices and developed, now already mature. The PWM technology has adapt to many areas of technology, such as DC chopper, harmonic absorption, reactive power compensation and frequency conversion devices[3]. The designed controller based on the PWM technique is simple, versatile, with a fixed switching frequency.The control performance of induction motor can effectively be improved by the proposed controller. Application of PWM control technology for motor control[4]is the most widely, in particular, speed control. This paper is based on the PWM voltage on the speed control of there-phase induction motor[5]. The results of the MATLAB simulation illustrate the effectiveness of the proposed approach. This study has lots of practical application value.

1 The PWM inverter

The PWM modulation technique is a variable -width multi -pulse modulation technique. Sinusoidal pulse width modulation and sinusoidal output waveform is equivalent to a series of amplitude of the rectangular pulse waveform with varying width. Put a half sine wave divided into n equal parts, and then the area of each aliquot sine curve and a horizontal axis are surrounded by a place of this area that is equal to the rectangular pulse, rectangular pulse of constant amplitude.Each pulses and the midpoint of the midpoint of the sine wave coincides with each aliquot.Similarly, the negative half-cycle sine wave can also be used in the same manner with a series of negative pulse wave equivale.

Fig.1: VTl ~ VT6 is six powe r inverter switching devices (in this painting is the transistor) , each one is headed by an anti -parallel freewheeling diode. Its control circuit is in a symmetrical three -phase sinusoidal reference voltage signal. It is provided by the reference signal generator. The inverter output frequency determines the fundamental frequency, so output frequency should be adjustable within the desired range. The amplitude of the reference signal may also be within a certain range, it determines the size of the output voltage. Triangular carrier signal is used in common.Respectively, it generates a “positive” or “zero”saturation output after each phase reference voltage.

2 The Circuit Design

Sources library selected in three sinusoidal signal and a triangular signal. To compare the size of the signal by the comparator. In this case, the amplitude of the sinusoidal signal is fixed to 0.9, the effect of adjusting the voltage does not reach.

3 MATLAB simulation circuit design

Build the system in Simulink main circuit as shown below. Simpower systems primarily used in the Toolbox and Simulink.

In the design, select six IGBT and six diodes in Simo Pwer Systems.In the Power Electronics library, according to the principle circuit diagram of the IGBT and diode connected in anti-parallel.

As shown in Fig.5:Choose a three-phase asynchronous motor module in Simo Pwer Systems the Machines library while selecting an Machines Measurement Demux module to measure the change of the speed of the motor、the stator current and electromagnetic torque.Wm is the angular velocity, so choose a Gain block to be translated into speed.Select a Timer Module to select different loads at different times.

4 The Simulation set

As is shown in the picture: Set the motor operating parameters.

5 The Simulation results and analysis

Add the desired speed signal to adjust ωm*jump to 70r / min at0.4s. As is shown from the observation system speed track performance. It is stator current curve as shown in the Fig.7, the speed curve is shown in the Fig.8.

The simulation results are as follows: according to ωm=60f/np, if npis unchanging, the speed suddenly increases would inevitably lead to the current frequency increasing, the simulation results is shown in Fig.7.Seen from Fig.7, the speed can quickly track changes in expectations and stabilize the new setpoint.

6 Summary

The control performance of induction motor can effectively be improved by the proposed controller simulation in Matlab. The results show that the uncertainty in the motor parameters and the external load disturbance conditions. The results of the MATLAB simulation illustrate the proposed approach effctively.This study has been practical application value.

参考文献

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