新型弹性势能储能系统储能过程强鲁棒控制策略研究

【目的】为实现新型弹性势能储能系统平稳高效储能,首先需要建立精确的数学模型揭示储能箱运行特性,完成其容量和功率的计算配置模型搭建;其次需要一种强鲁棒性控制算法,在实现转矩快速响应的同时能有效抑制扰动。【方法】建立了储能系统精确数学模型,结合反推控制算法,设计了永磁同步电机直接转矩自适应控制方法,形成了新型弹性势能储能系统储能过程强鲁棒控制策略。【结论】通过实验证明该控制策略有较快的转矩响应速度,能够迅速匹配储能箱迅速增大的反转矩且脉动较小,同时能有效抑制储能系统特有的转动惯量参数扰动,能实现系统平稳高效储能。

单元教学视角下高中物理课时教学探讨——以探究弹性势能表达式为例

单元教学和课时教学相互依存。以探究弹性势能表达式为例,从单元视角创设问题情境、建构新概念、迁移旧知识进行理论探究、建构势能大概念,每一个环节都是在单元教学指导下开展。从单元视角让学生经历认识能量、理解能量的转化、学会表征能量的一般思路、抽象提取大概念等过程,逐步在课时教学中落实单元任务,发展学生的物理学科核心素养。

验证弹性势能表达式的创新实验设计

高中物理教材中关于弹性势能的表达式只有定性介绍或者理论推导。用创新实验加以验证能更好地激发学生的学习兴趣,提升学生的核心素养。用能量转化的方式测量轻弹簧的弹性势能,再用刻度尺测量对应的伸长量,重复几次实验,分析数据,即可验证弹性势能与伸长量的二次方成正比,并验证比例系数为k/2。

基于映射弹性势能的电网有功承载能力定量指标

电网的有功承载能力取决于电网结构、支路承载能力以及电源和负荷的分布,其定量的分析方法及指标仍然是电网安全分析中的难题。基于支路有功、相位角及电网接线拓扑映射的纵向受力弹性力学网络模型,采用支路势能叠加法和边界势位法得到总的映射弹性势能。分析表明,该映射弹性势能可表征电网的有功承载能力和支路负载均衡性:其值越大,则电网的有功承载能力越弱,支路有功功率分配越不均衡。算例仿真验证了这些特性,该映射弹性势能也适用于识别电网的关键线路。该定量指标可用于电网规划、运行方式分析、离线或在线安全分析。

基于袜口材料弹性势能预测袜口处平均压强的方法

为了获得袜口处平均压强的预测方法,从能量守恒的角度阐述了袜口处压强的产生机制,压强等于势能变化量与体积变化量的比值,以此理论为基础建立了袜口处平均压强的预测模型,并通过实验对模型进行了验证,得到了袜口处压强平均值与袜口材料的弹性势能以及袜口处腿部截面形状的相互关系,并得到袜口处的平均压强只与袜口围、腿围和袜口材料的弹性有关。经检验,该模型可以对袜口处的平均压强进行预测,该模型的建立将简化袜口处压强的计算方法,并为精确预测袜口处压强分布提供理论基础。

优秀青少年速滑运动员下肢骨骼肌弹性势能利用率特征研究

通过对6名优秀青少年速滑运动员进行SJ、CMJ和3个不同高度的DJ测试,分析比较优秀青少年速滑运动员下肢骨骼肌弹性势能利用率的差异,以反映其下肢骨骼肌的力学特性,为研究速滑运动下肢骨骼肌的力学特性及运动选材做出铺垫。结果表明:弹性势能利用率存在性别差异,男性受试者弹性势能利用率高于女性,并与运动员等级、体重保持一定正相关;随负荷的增加,运动员下肢肌肉弹性势能的利用率却逐渐下降;外加负荷条件下,弹性势能利用率较其他项目低,建议加强肌肉速度力量与超等长力量的训练,以提高肌肉稳定性。

刹车能量回收弹性势能蓄能方法研究

针对蓄电式刹车能量回收蓄能装置存在的电机要求高、电路结构复杂、能量回收利用效率低等问题,提出将刹车能量转换为弹簧弹性势能进行能量回收的方法。研制了采用弹簧势能回收制动能量的蓄能实验装置,实现了刹车动能的存储及在启动或加速时释放。对机构的理论能量利用效率进行了计算,对实验载体的实际能量回收效率进行了测试并与理论能量利用效率进行对比,验证了采用弹簧势能回收车辆制动能量的方法具有高效率的特点,结果表明该方法的技术路线可行,该技术具有推广价值。

关于弹性势能的讨论

讨论了当势能零点任意选取时弹性势能的表达式及其取值情况，并对这些情况作了理论上的解释．

从弹性势能储能系数出发讨论两光滑小球的斜碰问题

给出了物体的弹性势能储存系数的定义．从弹性势能储存系数出发讨论两光滑小球的斜碰问题,并导出了碰撞前后系统动能之间的关系．

振动势能与弹性势能的个性与共性

本文通过例题分析了振动势能与弹性势能的个性与共性 。

球状物体作微形变时弹性势能的研究

研究一个弹性球在保持体积不变的前提下,形变为长旋转椭球时的弹性势能.首先通过最小势能原理和物理条件确定位移函数,然后根据弹性势能密度-应变-位移三者之间的关系,通过积分计算得到弹性势能,并且进行了有益的讨论.

弹性势能的表达式一定是1/2k△x^2吗

1/2k△x^2是弹性势能的常见表达式，式中k为劲度系数，△x是形变量（即相对零势能面的距离），而两点间弹性势能之差则为1/2k△x2^2-1/2k△x1^2。这是当选择弹簧自由伸长（没有形变）的位置作为零势能面的结果．由于零势能面可以任意选择，那么当零势能面选在其他位置时，弹性势能的大小是否仍然可表示为1/2k△x^2的形式，

集成圆柱弹簧弹性势能与转动动能的蓄能方法

利用圆柱螺旋弹簧作为蓄能主元件,提出了一种使压缩后的弹簧发生转动,实现弹簧弹性势能与其转动动能集成蓄能的方法,并初步构想了集成蓄能器模型.对各类常见弹簧材料的能量密度比进行对比计算,选取蓄能效果最优的材料并以其为基础,对一定参数范围内弹簧的转动动能和弹性势能的大小进行了匹配分析.对集成方法的蓄能值与对照参数飞轮的蓄能值进行了对比,表明提出的这种集成蓄能方法切实可行.

“探究弹性势能的表达式”实验仪器的自制与应用

为弥补中学物理课堂只采用理论方法探究弹性势能而无实验探究的遗憾.可依托平抛原理并利用透明亚克力板材、管子等实验器材自制一款“探究弹性势能的表达式”实验仪器。该实验仪器的一大优点是.可将记录平抛落点的复写纸改为双面胶,增强了实验的直观性和趣味性,省时省力,效果明显,具有推广价值。

弹簧弹性势能零点选取及其应用

在应用机械能守恒定律时 ,如何巧选弹簧弹性势能零点问题进行了探讨 ,并结合实例进行了分析。

弹簧弹性势能的实验探究

通过多角度实验探索不仅探究弹簧弹性势能的特点及其表达式，而且利用常规器材与陈旧器材设计组装出可控性较好便于测量的实验装置，并依据实验数据时理论推导进行了新的探讨。

关于弹性势能的再讨论

给出了当势能零点任意选取时弹性势能的另一种物理意义清楚且易记易理解的表达式。

弹性势能零点选择及易出现的误区分析

推导了当势能零点任意选取时弹性势能的一般表达式,并给出了在选择不同弹性势能的零点时,势能值的计算方法.在此基础上通过特例对常出现错误的原因进行了深入分析.

弹性势能E_p=1/2kx^2的推广

本文给出以任意点作为坐标原点、势能零点时的弹性势能求解方法。

弹性势能公式在非弹簧问题中的应用

当弹簧发生形变时，其弹力f跟形变量x成正比，即f=kx，则弹力对形变量的平均值为f=kx／2。