激励-传播-感知全路径楼盖人致振动舒适度评估

结构响应的加速度峰值是评价振动舒适度的常用指标,事实上人作为评判是否舒适的唯一感知体,而以结构的响应来评判人的舒适性则不够全面.为了全面评估楼盖的振动舒适度,提出基于激励-传播-感知全路径的人致振动舒适度评估框架,建立激励-传播-感知耦合振动控制方程,控制方程是与时间相关含Dirac函数的偏微分方程,用微分求积-积分求积(DQ-IQ)混合法进行处理,进而用Newmark法即可得到楼盖和感知者的加速度响应,并以概率的方式对结构的振动舒适度进行评估.以CFS(冷弯薄壁型钢)组合楼盖为例进行分析,分别用振型叠加法和DQ-IQ混合法计算当行人以不同步频通过楼盖时楼盖与感知者的加速度响应,对比两种方法的计算结果,验证DQ-IQ法的准确性.当行人以慢速、中速和快速步频通过楼盖时,可得到相应步频下楼盖和感知者特定的加速度峰值对应的概率值以及小于或等于某个特定加速度峰值累计概率值.假定感知者和结构具有相同的舒适度限值,以加速度峰值在小于等于0.05 m/s2的累计概率值作为参考,将同等累计概率值所对应的感知者的加速度峰值与楼盖加速度峰值进行对比.结果表明,增加楼盖阻尼比可提高舒适度概率;在同等条件下,感知者的加速度峰值大于楼板的加速度峰值,舒适度概率前者小于后者,故在评估振动舒适度时,很有必要将感知者的加速度峰值也作为舒适度评价的参考依据.     

一种新型的模块化多电平型固态变压器及其内模控制策略

针对现有固态变压器拓扑结构存在的局限性及控制方法的不足,本文提出了一种模块化多电平型固态变压器(MMC solid state transformer,MMC-SST),并相应介绍了一种内模控制(internal model control,IMC)实现方法.首先分析了MMC-SST系统拓扑与运行特性,建立了同步旋转坐标系下MMC-SST输入级和输出级的数学模型;然后根据内模控制的特性,将内模电流内环与PI电压外环相结合,构造出新的双闭环控制结构,实现对MMC-SST输入级和输出级的控制;最后,基于Matlab/Simulink建立了MMC-SST系统仿真模型,在网侧电压波动、负荷突变和网侧功率因数变化多种工况进行了性能测试,结果表明,本文提出的基于内模控制的MMC-SST能够按照给定的功率因数运行,并且具有电压、电流动态响应快、抗负载扰动能力强等特点.     

铁电体的极化储能效应

三维铁电体的偶极子等概率地分布在晶格取向相关的特定极化方向上.外加电场后,各个方向的偶极子对电场的响应不同,导致了各种场致效应.最基本的效应是电场对极化强度在相变温区的诱导和转向,导致铁电体在相应温区实现了高的储能密度效应.基于铁电体德文希尔理论三维吉布斯自由能与极化强度的关系,得到了二阶相变铁电体偶极子的诱导及取向对极化储能密度和放电能量密度的影响.研究结果显示:低电场下储能峰低于居里温度,并随电场增大接近并超过居里温度;两个铁电参量的比值对铁电体的极化行为、电滞回线和储能密度具有关键影响并使其相互关联.同时还发现介电峰的温度宽度对应电滞回线形状变化的温度宽度和储能密度峰的温度宽度,且储能密度峰越高,峰的温区越窄.     

能源互联网重要基础支撑:分布式储能技术的探索与实践

可再生能源分布式发电的能量波动性以及用户驱动的能量需求的时空随机性,导致能源互联网中能量流本身具有先天的不确定性与无秩序性,因此,分布式储能技术由于可以有效消除能量流的不确定性,并使能量的时空转移和能量流的有序流动成为可能,成为能源互联网重要基础支撑.分布式电池储能作为一种重要的储能方式,电池单体本身非线性特性与电池成组或成网后单体间的差异性,使得电池储能系统"管理好"成为真正"使用好"的基础.但是,电池成组或成网后将构成复杂巨系统,这对"管理好"带来巨大的挑战.因此,本文基于作者多年理论与技术的成果积累,总结了一套适用于分布式储能的大规模电池网络优化管理的理论与方法,包括:单体和电池组或电池网络的建模与状态参数精确估算;基于模糊测度的电池网络特征提取及快速计算;基于自适应动态规划的电池网络优化管理.随后,本文将基于能源互联网思想的分布式储能架构及其管理优化方法与技术引入数据中心,并给出了其在数据中心中实际应用原型系统介绍.本文工作可以为能源互联网的重要基础支撑—分布式储能技术—的研究与应用提供方法指导与技术支撑.     

基于NVH性能的排气系统悬挂点位置设计

基于平均驱动自由度位移（ADDOFD）理论，同时考虑车身侧与排气系统侧的NVH性能，以及各阶模态频率的不同权值的影响，对某车型排气系统吊点位置进行优化布置，并对布置吊点后的排气系统做声学稳健性分析。实际应用表明该设计方法能对汽车排气系统悬挂点选择提供可行性参考建议，在整车开发的初期，有效预测和控制车身结构的NVH性能。     

基于博弈论的电源、电网和负荷的适应性评价

由于电源容量和电网、负荷规模增大以及影响电网安全性、经济性的因素增多,认识电源、电网及负荷的相互作用及影响,对建立电网适应性的评价体系有重要意义.在建设及投资上,电源、电网及负荷隶属于不同的主体;在运行及收益上,三者必须遵守电力系统统一调控的准则,而各投资主体方的收益通过电量或电价联系.针对电源、电网及负荷投资方关注的投资收益,基于博弈论建立了变电容量、机组容量、负荷容量与投资收益关系的模型,提出了基于独立系统运行机构(ISO)调度模型和节点电价模型的电源、电网、负荷各方投资收益算法.通过算例的计算结果证明了电源、电网和负荷博弈模型及收益算法的有效性,同时分析了电源、电网和负荷三者间的相互作用及相互影响,找出了纳什均衡点和解释了各方的行为.电源、电网与负荷的适应性评价是大电网适应性评价的重要内容,本文的研究工作及成果可分析电源、电网及负荷的相互作用及影响,计算各种策略组合下各投资方的收益,为各方的决策提供依据.     

非合作Internet用户行为特征和约束机制的研究

基于一次博弈模型的流速与拥塞控制方法虽然能解释用户的非合作行为,但是由于最终的均衡解的效率不高,影响了其应用价值.文中在讨论了一次博弈模型和流速均衡的解析解的基础上,对基于无限重复博弈模型的流速与拥塞控制行为进行了深入研究.提出了重复和无限重复流速与拥塞控制博弈模型,论证了重复博弈NEP的存在性和最优性,并讨论了重复博弈中贴现因子的意义.接着研究了N个用户的无限重复流速控制博弈中用户不合理行为的惩罚威胁策略,设计了无限和有限博弈中用户行为的惩罚约束方法.最后利用重复博弈模型中的结论,提出了一种基于重复博弈模型的流速率控制算法FCAR.仿真实验表明,FCAR算法能够较为有效地规范和约束用户不合理行为,促使理性的非合作用户达成合作,以实现整个流速与拥塞控制系统效用的最优.     

基于矢量控制的感应电动机在游梁式抽油机上的启动性能分析

通过分析异步电动机的启动电流大、启动转矩小的原因,同时结合抽油机负载的特点,运用矢量控制方法对电动机的启动性能进行改善,使其与抽油机的负载相匹配.建立了基于MATLAB/Simulink的游梁式抽油机用异步电动机转差频率矢量控制系统的仿真模型,并对仿真结果与异步电动机的固有启动性能相比较.结果表明,采用转差频率矢量控制方法可以保证启动转矩同时减少启动电流,提高电动机的启动性能.     

基于天然气动态模型的电-气耦合网络稳定控制策略研究

随着终端能源系统的快速变革,天然气网络与电力网络的耦合程度日益增加,燃气机组可快速响应可再生能源出力的不确定性,同时也将引起天然气网络状况的巨大波动.因此,本文针对电-气耦合网络的相互作用,提出了有效的模型和方法对其进行动态分析.首先,对偏微分方程模型进行改进,使其能够有效反映天然气管道的端口特性.该线性模型显著地减小了传统模型的复杂度与计算量,更适用于电-气耦合网络的在线分析计算.在此基础上,计及压缩机的动态特性,提出了基于可变压缩比的电-气耦合网络稳定控制方法,保证电-气耦合网络的安全稳定运行.最后通过仿真算例,验证了所提模型的准确性和控制方法的有效性.     

天宫一号基于控制力矩陀螺的智能多模自适应姿态控制系统设计与验证

天宫一号是目前我国在轨运行的体积最大、重量最重的载人航天器.它具有变构型、变参数的特性,采用控制力矩陀螺系统和喷气推进系统实现高精度、高稳定度姿态控制.本文通过对天宫一号控制对象参数缓变和跳变相结合特点的分析,规划了高可靠灵活的控制策略,设计了智能多模自适应姿态控制系统.利用智能控制中规则集设定多模自适应控制的指标切换函数分配,利用多模自适应控制算法建立多模型控制器实现不同控制对象,不同控制任务的姿态控制.天宫一号通过地面测试和物理仿真试验,最后发射在轨运行,与神舟八号、神舟九号、神舟十号载人飞船圆满完成交会对接任务,充分验证了姿态控制系统设计的正确性和有效性.该设计方法在解决大型航天器变构型、变参数组合体姿态控制方面有突出优点,在未来的载人航天领域空间站建设具有应用前景.     

抑制宽带双激励换能器发射响应起伏的电学方法

针对双激励宽带换能器发射响应起伏较大的问题,本文提出了在前后压电陶瓷堆分别串联电阻来降低换能器工作频带内的发射电压响应起伏,拓展换能器工作频带的方法.推导了双激励换能器的等效电路,计算了在前后压电陶瓷堆分别串联不同电阻时换能器发射电压响应起伏随频率的变化关系,并通过有限元数值仿真证明,在前后压电陶瓷堆上串联合适的电阻,可以有效降低换能器发射电压响应在工作频带内的起伏.最后制作了工作频带在14~34 kHz的双激励超声换能器,测试了该换能器在串联不同电阻时的发射电压响应随频率的变化关系.实验测试结果表明在前后压电陶瓷堆串联电阻,可以有效地降低换能器的发射响应起伏,换能器在14~34 kHz的工作频带内发射电压响应的起伏由原来的12 dB降低到7.3 dB,换能器工作频带内的发射响应起伏得到明显的改善.研究结果对双激励宽带换能器的设计具有一定的意义.     

光网络中关键性光子集成器件的研究进展

从高速率大容量光纤网络体系基本功能构架(即信息的超大容量传输、灵活的上下载路分插复用、快速的交换共享和高效经济的路由选择)的需求出发, 指出光子集成是实现上述功能构架的关键硬件, 包括高速响应的集成激光源、波导光栅阵列密集波分复用器、窄带响应集成光电探测器、路由选择的波长变换器、快速响应光开关矩阵以及低损耗多址波导分束器等, 并对发展趋向作出评论.     

基于DDS技术的多路高精度信号源设计

本系统以DSP2812和CPLD相结合,采用DDS（DDFS,直接频率数字频率合成）技术设计的多路高精度信号源,它可以根据用户设定的电流、电压参数,实现12路模拟量的输出.其模拟量的基本波形为：正弦波、三角波、方波和用户自定义的波形,同时可根据需要实现20次以内任意次谐波的迭加.     

基于具有时间隧道思想的多智能体强化学习的智能发电控制方法

解决雾霾问题的重要途径之一是大规模引入新能源,以减少碳排放.而新能源大规模接入会给互联电网带来强随机扰动.本文提出一种基于时间隧道的多智能体新算法——PDWoLF-PHC(λ)算法.该算法基于变学习率,有效获取最优控制,可解决传统集中式AGC难以解决的新能源及分布式能源大规模接入互联电网所带来的随机扰动问题,促进新能源与电力系统兼容.对改进的IEEE标准两区域负荷频率控制电力系统模型、智能配电网模型以及华中电网模型进行仿真,结果显示该算法可减少碳排放,提高新能源利用率,与已有智能算法相比具有更快的收敛速度及更强的鲁棒性.     

基于超级电容器储能的光伏照明控制器研究

采用绿色环保超级电容器作为储能器件,开发出了一套带MPPT功能的太阳能照明控制器。控制器以入门级ARM7芯片LPC2103为控制核心;用MAX16834设计LED驱动电路;采用固定电压法结合变步长的扰动观察法对太阳能电池板进行最大功率跟踪,提高利用效率;通过软件设计的优化,获得更长的照明时间。通过实地测试发现,该控制器比传统的照明控制器拥有更好的利用率,具有实用价值。     

基于安全性价值的含大风电的电力系统扩展规划

以大规模风电中接入为背景,建立了计系统态和动态安全性价值电源、电网统一规模型.在安全性价值评估中,以日前组组合为工具,以预测规水平年时序负荷和风电出力数据为础,通过全年逐时段仿真,评估对可能发生预事故进行预防控制和紧控制带来发电燃料成本、环成本以切、切负荷成本,同时计入负荷和风电出力不确定性引起控制措施无效时社会损失,从而为规方案安全性评估提供了一个系统方法,也将电力系统规视角从传统技术经济评估拓宽为社会价值评估.预防控制与紧控制中对连事故考虑为规方案安全性评估中嵌入连事故影提供了有力工具,也使系统安全性评估更为全面、合理.通过于新英格兰1039节点系统图两个规方案评估验证了本文提模型与方法,并表明了在规中计安全性价值和对规水平年时序逐小时地模拟系统运行重要影.     

基于RBF神经网络的风电机组独立变桨控制

由于风速的随机性、风电机组参数的时变性以及复杂的变桨系统引起的时滞性,随着风力机桨叶长度的不断增加,叶片受力拍打振动的情况越来越严重,同时造成输出功率不稳定.为改善风机变桨系统在运行区域内的动态性能,本文依据风力机空气动力学原理、风剪切特性和塔影效应,提出了基于径向基函数(RBF)神经网络自适应独立变桨距控制方法,采用RBF神经网络逼近变桨系统未知的非线性函数,通过Lyapunov方法导出神经网络自适应率,在线调整神经网络权值来改善独立变桨系统的动态性能,最后通过设计风电机组的独立变桨控制模型进行相关实验,证明基于RBF神经网络自适应独立变桨控制系统具有良好的动态性能,可以有效稳定输出功率,降低桨叶、轮毂、机舱、塔架等风电机组关键部件的疲劳载荷.     

特种车悬架减振器变厚度阀片应力解析计算方法及应用研究

为了同时满足特种车辆悬架减振器阀片应力强度设计及阻尼特性精确设计的需求,须采用变厚度节流阀片,然而目前尚无精确的变厚度节流阀片应力解析计算公式,常出现阀片的断裂失效问题.根据变厚度节流阀片的力学模型,给出了阀片在均布压力作用下的变形曲面微分方程的通解.根据变厚度节流阀片变形、内力和应力之间的关系,创建了变厚度节流阀片径向、周向和复合应力解析计算式及阀片应力系数.利用ANSYS有限元软件对应力解析计算式正确性进行了仿真验证,结果表明解析计算值与仿真值吻合且相对偏差在0.8%以内.通过实例,利用应力解析计算式设计了变厚度阀片并进行了试验验证.试验结果表明,所设计的变厚度阀片同时满足了阀片应力强度与阻尼特性精确设计的要求,所建立的变厚度节流阀片应力解析计算方法是正确、可靠的,为减振器变厚度节流阀片设计和快速进行强度分析提供了有益参考.     

城市快速扩张与集约用地的矛盾协调研究——以江苏省盐城市为例

受经济利益的驱使,大量建设项目在规划建设用地之外布局或建设,导致既有规划被频繁突破,城市快速扩张与集约用地之间的矛盾日益突显.本文以盐城市为例,基于有机集中与分散的规划视角,采用"逆向"规划思维,提出对非城市建设用地进行规划,以加强对非建设用地的控制管理.同时,提出盘活存量土地、借助生态廊道控制、实施精明增长等策略,以协调城市快速扩张与集约用地之间的矛盾.     

斜齿三星轮装载机构的谐响应分析

为了研究斜齿三星轮装载机构的动力学行为,利用更新的拉格朗日法建立了钭齿三星轮的力学模型、用Ansys软件创建了星轮机构的模型,由谐响应分析给出了不同激振频率下的星轮等效应力云图以及星轮机构位移响应随频率变化的曲线,由此得到了星轮机构的最大应力,确定了发生应力集中的位置和星轮稳定运行的转速,为研究斜齿三星轮的动力学性质以及改进该型星轮装载机构的设计奠定了基础.