基于STC12C60S2单片机的帆板控制系统设计

系统采用单片机STC12C60S2作为主控器,由角度检测电路、电机驱动电路、键盘与显示电路等构成.采用键盘预置帆板角度,并通过角度传感器检测帆板的实际角度,两者之间不相等而产生角度偏差,再通过单片机输出PWM信号去调节直流电机的转速,直流电机带动风扇使帆板在最短时间内达到系统的预置角度并保持较高的稳定性,从而达到系统对帆板角度的准确控制.     

基于C8051F020的帆板模拟系统设计

设计了一种高性能低功耗帆板模拟控制系统方案,通过控制直流电机的转速来调节风力大小,改变帆板转角。引入了模块化和硬件软件化的设计思想,以C8051F020为核心,用SCA61T-FA1H1G-PWB角度传感器模组感应帆板的偏移角度,用LCD显示输出。也可使用4×4矩阵键盘欲设角度来改变帆板角度,实现自动控制功能,性价比较高、结构简洁,为计算机通用控制系统搭建了一个设计平台。     

叶片几何参数对轴流叶轮气动性能的影响规律研究

轴流叶轮是轴流式风力灭火机的关键灭火部件,轴流叶轮叶片的安装角度和叶片数是影响轴流式灭火风机气动性能的重要因素,通过对比5种轴流式灭火风机的气动性能实验数据进行分析,研究了不同叶片数和叶片角度对轴流式灭火风机气动性能的影响,得出了其性能参数随叶片角度和叶片数改变的变化规律,试验结果表明:轴流叶轮叶片数为6、叶片角度为38°的5号轴流式灭火风机风量最接近设计风量,达到1 400.3 m3/h,轴功率远小于便携式风力灭火机的功率要求,气动性能良好,基本满足灭火风机的气动性能要求。因此应用于轴流式风力灭火机的轴流叶轮叶片数宜取6片,叶片角度宜取38°。     

基于模型预测控制的分布式储能型风力发电场惯性控制策略

分布式储能型(DES)风力发电机组是解决规模化风力发电接入引起系统频率稳定问题的有效手段.提出一种基于模型预测控制(MPC)的分布式储能型风力发电场惯性控制方法,首先建立分布式储能型风力发电场的线性化预测模型,在此基础上结合MPC控制框架,设计考虑储能损耗成本和风机转子转速均衡变化的MPC惯性控制优化模型和策略,以实现惯量控制期间风力发电机组转子转速的均衡变化.仿真结果表明：所提控制策略可以有效协调分布式储能型风力发电机组中风力发电单元和储能系统单元的有功功率输出,降低储能系统的充放电损耗成本,并保证风力发电场内所有风机转速在惯性控制期间趋于平均,避免由于风机转速下降过度而导致风力发电机组退出调频的问题.分布式储能型风力发电场惯性控制策略有利于提高电网频率稳定性,对保障电网的安全运行具有重要意义.     

风力发电机组动平衡系统

为解决风力发电机组转子不平衡问题,开发了风力发电机组动平衡系统。该系统考虑了风机转速低、转速不稳定的特点,可对风力发电机组进行现场动平衡及状态监测。实验验证表明,风力发电机组动平衡系统可有效地降低风机的不平衡响应。     

基于单片机的帆板控制系统设计

利用STC12C5A60S2超低功耗单片机输出的PWM波的占空比控制风扇的转速，使帆板与垂直平面形成一定的夹角，通过SSA6060AH单轴倾角传感器检测电路得到帆板的实际角度值，从而实现对角度的精准控制，测量结果采用8位共阴数码管实时显示。实验结果表明，该系统性能稳定、测量精度高。     

双馈风力发电机的一次调频控制

风电机组并网冲击导致系统惯性降低,双馈风机发电机可通过对励磁电流的控制改变电机转速,从而利用转子动能调节功率支撑,减小对电网的扰动.针对变速风电机组的综合调频问题,通过对风力发电机一次调频特性的分析,结合矢量控制调功、附加功率惯性控制和PI变桨控制技术,实现了双馈风机一次调频组合控制,基于Matlab搭建了双馈风机发电系统仿真模型,仿真结果显示所采用的组合控制方案能对系统提供功率支撑,提高了系统频率稳定性.     

旋转编码器抗抖动信号处理电路及其角度测量应用

采用旋转编码器作为帆板控制系统的角度传感器件,帆板转动时,编码器产生两路正交信号,经过辨向处理后,送单片机进行计数处理,其正向脉冲和反向脉冲之差乘以角度当量即为实际角位移。在实际进行动态测量时,帆板达到动态平衡位置时往往会产生高频尖脉冲,而此时实际帆板并未发生角度的改变,该读数被单片机误计后,会造成实际的计数紊乱,对角度无法进行精确控制。针对该情况,开发了抗抖动信号辨向倍频处理电路,提高了系统的抗干扰能力和分辨率。该处理电路适用于其他输出信号为两路正交方波或者正弦波的位置检测传感器。     

基于MKL26Z256VLL4的风板控制系统设计

以飞思卡尔MKL26Z256VLL4单片机为核心控制芯片,设计了风板控制系统。系统以低功耗的OLED模块迷你12 864为显示器,通过按键选择工作模式及设定风板位置角度;采用高精度角位移传感器WDD35D-4实时检测角度的变化,经单片机12位AD采样,应用增量PID算法改变PWM的占空比调节2台直流风机的转速使风板达到预置角度。实验结果表明,系统操作界面简明,风板在空载及负重的情况下都能平稳准确地到达预设角度、并能在2个角度之间实现快速的周期性摆动,且动态实时显示风板的位置角度,达到了设计要求。     

承载平台自动平衡调整系统设计与实现

为了对承载平台倾角进行自动调节,设计了一种承载平台自动平衡调节系统。该系统由Freescale xs128单片机、键盘、液晶显示屏、步进电机、角度传感器等几部分组成。系统基于单片机对HQ7260角度传感器采集到的角度信息进行A/D转换,并将之与键盘输入的目标角度进行比较,输出控制信号驱动对应的步进电机以调整平台倾角,而倾角信息通过5110液晶显示屏实时显示。经系统测试表明,该系统实现了承载平台自动平衡调节功能,且操作简便,性能良好。     

基于ADXL345的转角控制系统设计与实现

本转角控制系统为一帆板控制系统,采用STC89C52RC单片机作为控制核心,控制帆板转角变化。利用传感器ADXL345检测帆板的转角,通过PWM方法控制风扇的输出功率达到控制风力大小,进而控制帆板的转角度数。     

基于主动关节机构的航天扰性结构的振动控制

基于一种主动关节机构,针对航天扰性结构的振动控制问题,提出了新的振动主动控制方法.分别对关节机构的变刚度阻尼特性以及基于关节机构和航天太阳能帆板组合振动控制系统的特性进行了理论建模与分析,在此基础上,搭建了实验测试平台并进行了振动控制实验.关节机构自测实验结果表明,在-15°~15°的范围内,关节机构的扭转刚度与励磁电流近似成线性关系;通过改变电流的大小,可以实现其刚度在0.391~1.362N·m/rad范围内的变化.另外,对航天太阳能帆板系统的振动测试实验表明,利用关节机构进行振动主动控制,可以提高系统的固有频率,使振幅衰减9.5dB,降低到原来的1/3,有效地对航天太阳能帆板的振动进行了主动控制.     

MW级风力发电机组的偏航系统控制策略

针对风力发电机组的风向变化绝对值(偏航角度)小于15°的风能捕获率问题,提出一种在不使用风向标传感器的情况下,采用陀螺仪和爬山算法相结合的方法来控制偏航机构,能够准确地采集到风向信号,快速调节机舱的偏转角度,使风力发电机风轮法线方向与变化的风向始终保持一致,实现最大捕获风能的控制策略。通过LabVIEW仿真软件对1.5MW的风力发电机在输入变化的风向信号时,功率和偏航电机动作进行仿真分析,结果表明该策略能够使风力机的输出有效功率增加,使得机舱具有对风快,平稳的特点。     

基于模糊PID的兰炭焦炉气体比例控制系统的研究

针对兰炭焦炉煤气与空气混合比例控制具有强扰动性和时变性的特点,研制了一种基于模糊PID控制算法的兰炭焦炉气体比例控制系统,该系统通过对风机转速输出的快速调控,实现对焦炉煤气空气比例的高效控制。生产运行表明,系统能够实现回炉煤气和回炉空气比例的准确控制,对提高兰炭焦化炉产品质量与生产效率有重要意义。     

PLC在建筑外遮阳调控系统中设计与分析

采用PLC集成控制技术实现遮阳调控系统智能化.通过各种传感器实时自动检测光强、温度以及风力等变化,利用数学模型和建筑阴影模型,经多参量数据分析计算出合理的遮阳板角度,控制驱动电动机,统一调节建筑的室外遮阳板.利用PLC控制与遮阳板相结合,不仅可以有效减少建筑物供暖成本和空调的冷负荷,而且还可以最大限度地扩大建筑的自然采光.遮阳板的PLC控制系统可以在建筑节能领域发挥重要作用.     

挠性航天器大角度姿态机动路径规划

针对挠性航天器大角度姿态快速机动快速稳定的控制要求,通过分析挠性航天器姿态动力学特性,提出了一种基于抛物线型角加速度曲线的三段式机动路径规划算法.该算法考虑了机动过程中对最大角加速度与最大角速度限制,充分发挥执行机构的功能来提高系统的快速性,并使角加速度平滑变化以减小帆板的振动.该路径规划方法简单,适于在轨实现.仿真结...     

小型H型垂直轴风机安装角度的CFD数值模拟与分析

主要采用基于计算流体力学的数值模拟方法,利用有限体积法对H型风力发电机的气动性能进行计算,获得不同安装角度的风轮气动性能曲线,并在此基础上确定了最佳安装角度,对小型H型垂直轴风机运行过程中得到最优功率提供了指导.     

液压蓄能式风力机组并网转速解耦优化控制

针对在风速、同步发电机负载变化情况下,液压蓄能式风力机组并网转速控制问题,提出一种新型并网转速控制方法——解耦广义预测优化控制方法（Decoupled Generalized Predictive Optimization Control, DGPOC）.首先,DGPOC利用基于广义预测的前馈解耦方法解除变量马达摆角和蓄能器比例阀开度之间的耦合关系,进而调节蓄能器比例阀,依靠蓄能器吸收波动流量,同步调节变量马达摆角实现恒转速控制,解决因风速、同步发电机负载变化引起的变量马达转速波动问题; 其次,将蓄能器比例阀的能量损耗作为性能约束项,加入到优化目标函数中,求取最优控制量,从而提高液压蓄能式风力机组风能利用率; 最后,利用建立的MATLAB-AMESim联合仿真实验平台验证DGPOC方法的有效性.实验结果表明： DGPOC方法不仅可以实现变量马达摆角和蓄能器比例阀开度两个变量的解耦,提升变量马达转速控制的快速性及鲁棒性,而且能够降低系统的能量损耗.     

基于BP神经网络算法的卷接机组工艺风力PID控制

针对卷接机组集中工艺风力与除尘系统,研究了基于BP神经网络的PID控制器算法的数学模型,对模型中的未知参数K和风机效率参数ξ,采用最小二乘在线辨识.在InTouch开发环境下实现算法功能,在PLC中实现PID输出控制,达到了预期的控制目的.     

定桨距风力发电机非并网系统内模控制

以定桨距风力发电机为例,对非并网风力发电机的稳定问题进行了分析研究,提出采用内模控制方法消除定桨距风力发电系统本身存在的正反馈效应,设计出稳定的控制系统.在系统中采用检测风速的控制方法,由风速检测值得到转速参考值,根据转速参考值与反馈值之间的误差信号得到发电机转矩参考值,转矩控制系统通过调节其输出端电流控制实际的电磁转矩,使其随参考值变化以实现变速运行.基于实时仿真系统RT-LAB进行了半实物实时仿真实验.实验结果表明:通过内模控制,定桨距风力发电机非并网系统可以在设计风速范围内稳定运行,达到了并网变桨距变速风力机的发电效果.