大型风电机组变桨距载荷计算与特性分析

以大型水平轴式风电机组电动变桨距系统为研究对象,对其因离心力引起的变桨距载荷、气动力引起的变桨距载荷、重力引起的变桨距载荷等进行深入研究,建立了变桨距载荷计算数学模型.以某1.2MW风电机组为典型算例,对前述变桨距载荷进行了独立和综合的计算与特性分析.结果表明,在叶轮转速、来流风速和节距角一定时,叶轮旋转一周过程中变桨距载荷波动呈相似余弦曲线变化,在不同节距角时波动幅值差异较大.文中提出的风电机组变桨距载荷计算思路与方法具有一定普适性,可为独立变桨距系统深入分析和研究提供理论基础.     

包含感应电动机模型的电力系统 暂态能量函数

研究了一种电力系统暂态能量函数构造方法, 该方法基于基尔霍夫电流定律, 具有简单而通用的特点, 能够统一目前已有的一些能量函数形式. 利用该方法, 推导了包含感应电动机模型的电力系统暂态能量函数, 并对其中的不可积项进行了近似处理. 在一个3节点电力系统以及WSCC 4机11节点系统中的仿真验证了能量函数的有效性. 该函数能够应用于多机大电力系统的直接法暂态稳定分析, 为研究发电机功角稳定和电动机负荷电压稳定之间的相互作用提供了一种工具.     

构造电力系统暂态能量函数新方法研究

通过归一化发电机转子运动方程, 将故障后电力系统的动态过程比拟为质量为1.0在n维Euclid角度空间中运动的质点, 并提出了旋转一维坐标的概念. 通过投影变换将复杂的多机系统摇摆过程转化为一维坐标上的简单运动来研究, 并在此基础上提出了构造新暂态能量函数的方法. 证明了该能量函数沿故障后轨迹的守恒性, 并发展了电力系统的稳定性判据. 10发电机新英格兰典型电力系统上的分析结果验证了新能量函数理论的正确性.     

圆筒直线感应电机电磁场的有限元分析

本文首先介绍圆筒直线感应电机结构，应用ANSOFT公司的Maxwell2D的仿真环境建立圆筒直线感应电机（LIM）的仿真模型。在所建立的模型基础上，对圆筒直线感应电机的电磁场分析，并绘制了磁场分布图。分析结果用来指导直线感应电机的理论研究以及本体和其控制系统的设计。     

基于有限元方法的圆简直线感应电机变化气隙场瞬态特性分析

本文将电机的三维场问题转化为二维场问题，运用有限元法对圆筒直线感应电动机的二维电磁场进行了数值计算。在此理论分析的基础上，采用电磁场分析的专用软件AnsoflMaxwell2D对样机的瞬态特性进行仿真分析，得到电机运行过程中某一时刻的磁感应强度分布、磁力线、电流密度及气隙磁密等曲线；并在加额定电压条件下，研究了不同气隙下电机磁场及力特性的变化，将分析结果用来指导直线感应电机的理论研究以及本体和其控制系统的设计。     

电力系统在高斯随机小激励下的响应及稳定性

随着可再生能源发电和电动汽车等接入电网,随机激励对电力系统稳定性的影响日渐突出.本文针对高斯型随机激励,在确定性模型的基础上,构造带有高斯型随机激励项的模型.采用Euler-Maruyama（EM）方法对随机响应进行模拟计算,对不同随机激励强度下的功角曲线进行仿真分析,给出了EM方法的数值解稳定性证明.从理论上证明了在高斯型随机激励较小情况下,电力系统的均值稳定性和均方稳定性,并通过仿真算例从统计学角度加以阐释.     

液体火箭增压输送系统多学科动力学研究

通过多学科动力学建模方法研究,首先建立了平台供气系统机械、气动与控制动力学特征模型,并对不同工况下系统动态性能进行数值仿真,着重研究调压压力、系统阻尼、充压方式、管路特性等对系统动态稳定性的影响,为系统动态稳定性分析及稳定性改进提高提供指导;最后结合某型号飞行过程中增压系统故障问题,建立了冷氦增压系统机械、气动、电磁、热与控制多学科动力学仿真分析模型,通过系统流量及压降分析进行故障定位,进一步探讨多学科动力学仿真在增压输送系统中的应用.     

自励异步发电机带载稳态的解析计算

从自励异步发电机的暂态等效电路出发,基于其在两相静止坐标系上的状态空间数学模型,对其带载建压暂稳态过程提出了应用Lyapunov稳定性理论的整体性分析方法.依据理论分析方法分析得到了带载自励建压达到稳态的过程之应用暂态数学模型表示的稳态条件.解极限环条件得出了定子频率和转子转速的解析计算式,以及确保自励建压的负载取值范围和电机磁路过度饱和稳态励磁电感的解析关系式;为求解稳态运行点条件,提出了一种基于物理背景的等价转化解析计算方法,解得了稳态运行点的解析计算式.算例分析检验了稳态条件的唯一组解析解.实测值与计算结果相互吻合,验证了稳态条件解析计算式的正确性、科学性和有效性,表明了通用性和工程参考价值,解决了长期以来对异步发电机暂稳态运行性能无法解析计算的难题.理论分析方法适用于具有动力学特性的其他类型电力系统运行分析.     

大型同步发电机组NR-PSS及RTDS大扰动实验研究

基于非线性鲁棒控制理论和发电机的精确模型，给出了多机电力系统NR—PSS的设计方法，在此基础上研制出了NR．PSS工业装置．为便于推广使用，所给出的NR-PSS投运前的参数整定方法完全与我国现行通用的对“电力系统整定器（PSS）”参数调试规则一致．为了证实设计理论的正确性，利用实时数字仿真系统（RTDS）进行了在发电机励磁系统中装有NR—PSS和PSS的大扰动对比实验．实验结果表明，与古典PSS相比，所设计的NR-PSS能显著改善系统阻尼特性，更为迅速地抑制振荡，大幅提高电力系统小干扰和大干扰的极限传输功率．该具有自主知识产权的NR—PSS已在东北白山水电厂300MW机组上成功地投入运行达20个月以上．     

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.     

电动助力转向系统的建模及其全工况控制

将电动助力转向系统模型、轮胎模型以及非线性整车模型联系起来，建立完整的汽车转向动力学模型。针对EPS转向、回正、阻尼三种不同的工况，采用自适应模煳PID扣PID控制算法对EPS分刺进行了助力、回正、阻尼控制。仿真结果表明：所设计酶动力特性比较好的解决了转向轻便性和路感的矛盾，回正控制改善了车辆低速对低速时正性，抵制了车辆高速时的回正超调现象，阻尼控制能够有效的抑制路面的高频干扰，提高了汽车高速直线行驶的稳定性。     

On fractional control method for four-wheel-steering vehicle

Four-wheel-steering (4WS) system can enhance vehicle cornering ability by steering the rear wheels in accordance with the front wheels steering and vehicle status.With such steering control system,it becomes possible to improve the lateral stability and handling performance.In this paper,a new control method for 4WS vehicle is proposed,its rear wheels steering angle is in accordance with the angle of front wheels steering and vehicle yaw rate,and the effects of front wheels steering angle velocity are consi...     

乘波布局高超声速飞行器纵向静稳定特性分析

高超声速滑翔飞行器稳定性设计方法的研究具有重要应用价值.乘波体构型滑翔飞行器由于没有平尾且飞行在高空、高超声速条件下,其纵向静稳定特性与常规飞机有很大不同,对此传统飞行力学并无相应设计依据.在相切锥乘波体理论基础上,本文建立了计及流向一阶导数和二阶导数的微元计算模型,结合牛顿法、活塞理论、切楔/切锥法的理论推导与CFD数值计算,研究了典型二维剖面在高超声速、宽攻角范围下的纵向静稳定特性,从理论角度证明了沿流向＂下凸＂的流线特征有利于保证纵向静稳定,而＂上凹＂形状特征不利于纵向静稳定,该结论通过二维和三维算例得到了验证.以上述分析为基础,解释了基于锥型流的乘波体难以满足纵向静稳定性的物理原因,以及俯仰配平舵面可能对纵向静稳定性带来的影响,并提出了相应解决方案.进一步分析表明该结论适用于宽马赫数和宽高度范围,且黏性作用并不改变上述规律,相关结论可作为高超声速滑翔飞行器气动设计的参考.     

PCR仪中TEC模块的PWM功率驱动装置设计

本文针对PCR仪温控系统中TEC模块的驱动要求，设计了其PWM功率驱动装置。以SG3525A为核心设计了PWM信号产生电路，采用功率模块MSK4226实现PWM信号功率的放大，设计了低通滤波器和保护电路，并采用MSP430单片机对功率驱动装置进行控制。测试结果表明此PWM功率驱动装置很好地满足了所用TEC模块的驱动要求。应用本功率驱动装置的PCR仪取得了较好的温度控制效果：升温速率〉2．2℃／s，降温速率〉1．8℃／s，｜稳态误差｜〈0．20℃，超调量〈1．0℃。     

具有环境适应能力的蛇形机器人仿生控制方法

基于生物学原理,本文构建了一种能够产生蛇形机器人多种仿生步态的多模态中枢模式发生器模型.该模型通过外部激励的引入,可以实现蛇形机器人运动形式的自由调整和转换,有助于提高蛇形机器人的环境适应能力.文中主要针对任意节数的多模态中枢模式发生器模型的稳定性进行了证明;分析了多模态中枢模式发生器模型参数对系统输出的影响;研究了蜿蜒运动中环境参数与蛇形机器人关节最优幅值的对应关系,从而确定了多模态中枢模式发生器幅值优化调整策略;并通过建立外部激励与模型参数之间的约束,使得蛇形机器人在多模态中枢模式发生器控制下具有三维运动能力以及相应的环境适应能力.最后,利用蛇形机器人平台验证了仿生控制方法的有效性以及与生物蛇步态的相似性.     

染料敏化电池-温差热电混合发电系统的性能研究

建立染料敏化电池一温差热电混合发电系统的理论模型，利用非平衡态热力学理论导出该混合发电系统输出功率和效率的一般表达式，分析系统的一般性能特性，确定混合发电系统在最大输出功率和效率时的优化条件，讨论了一些主要性能参数对混合发电系统性能特性的影响．结果表明使用半导体温差热电器可有效地利用染料敏化电池所产生的低品位的废热，从而提高混合发电系统整体的输出功率和效率．本文所得结果可为实际混合发电器的设计和优化运行提供理论依据．     

运用Lyapunov指数方法的车辆横向运动混沌分析及其滑模变结构控制

建立了考虑车辆横摆、侧向以及侧倾运动的3自由度非线性整车模型：运用Lyapunov指数方法对所建立的非线性整车模型进行了混沌的数值仿真分析．通过最大Lyapunov指数图和分岔图发现，车辆的横向运动非常复杂，包含了倍周期、拟周期以及混沌运动，对于车辆极限工况时的横向运动稳定性是不利的．利用滑模变结构控制（sliding mode variable structure control，SMVSC）方法，设计了SMVSC控制器，对车辆横向运动中的混沌进行了控制．为了减少SMVSC控制系统的抖振，进一步提高车辆在极限工况下行驶的横向运动稳定性，采用了幂次趋近律，利用模糊控制的方法实现了趋近律的自适应策略．最后将所设计的自适应趋近律的SMVSC系统在Matlab中进行了仿真，并将未加控制，SMVSC控制以及自适应趋近SMVSC控制三种仿真结果进行了对比分析，发现采用了自适应趋近的SMVSC控制对混沌的控制效果比其他的都要好，有效抑制了车辆横向运动中的混沌，显著提高了车辆在极限工况下行驶的横向稳定性，充分证明了该控制策略是有效的．     

基于FPGA的音频分析系统实现

采用Altera公司的FPGA芯片EP2C20作为控制和运算核心，实现对频率范围在20Hz～20kHz的音频信号分析和测试。采用FFT算法对音频信号进行频谱分析和计算处理，实现失真度分析，并完成信号总功率、各分量频率、周期等参数分析测量。采用TFT-LCD作为显示终端，能够直观显示功率谱曲线和各测试参数值。通过软件分析对比测试发现，该系统实时性强，测量准确度高，误差优于0．3％，可以有效完成音频信号分析和处理。     

利用内点法优化三相不平衡分布式电网的理论算法研究

目前分布式电网的潮流优化算法主要面对三相功率平衡系统,对于三相不平衡系统进行分析的算法介绍较少.文中利用内点法,结合美国电科院的开放式配电仿真系统分析(OpenDSS)平台,提出了三相不平衡分布式电网潮流优化算法的研究.该算法以网损和变压器三相潮流不平衡度最小为目标,以系统潮流、发电机和线路极限容量为约束,以变压器分接头和电容器投切为控制变量,建立了优化函数,利用内点法作为优化算法,以 OpenDSS为计算平台.文中最后以 IEEE123测试节点和 IEEE9500测试节点为例,验证了文中算法的有效性和实用性