锁相并网设备的独立激励-响应机制及基于幅频运动方程的设备特性表征方法

针对风电、光伏等电力电子并网设备对系统支撑能力评估问题,核心基础是正确认识设备根据有功/无功功率不平衡调节内电势幅值/频率的功能性角色(设备特性)。然而电力电子设备主流的锁相并网结构严重阻碍了对设备功能性角色的认知,特别是目前业界普遍基于锁相并网的具体连接结构,形成了设备内电势跟随电网电压或端电压变化的“跟网”角色认知,尚未认识到系统运行中设备所应具备的功能性角色。为此,首先通过深入认识隐藏在锁相并网结构下内电势响应取决于电流单独激励的电流控制独立激励-响应机制,澄清了锁相并网设备通过有功/无功功率不平衡独立调节内电势幅值/频率的功能性角色,进而提出基于有功/无功功率不平衡激励-内电势幅值/频率响应关系即幅频运动方程的设备特性表征方法,最后通过阐述锁相并网设备特性由功率激励-内电势响应关系表征的必然性,指出当前业界对锁相并网设备特性认知的局限。

“地下水运动方程”的案例式教学探索

“地下水运动方程”讲述各类地下水运动现象对应的数学模型及其解析求解过程。课程具有很强的学科交叉特色,学生在学习和理解时对一些抽象的概念及对应的数学表达常常表现出困难。介绍案例教学法在改进该课程教学效果方面的经验,探讨不同形式案例如何发挥“引导式”教学形式的积极作用,针对部分抽象概念和模型,探索利用形象化实物道具辅助案例教学的方法。教学实践表明:案例式教学法充分体现了理论结合实践的思想,由表及里,由浅入深,激发了学生的学习兴趣,提高了学生从具体到抽象的思维能力和分析问题、解决问题的能力。

分网接入方式下LCC-HVDC系统运动方程模型及交互振荡模式的阻尼特征(一):扰动传递路径分解

与常规直流相比,永富直流逆变站存在功率全送和功率分送运行方式,而其处于分网接入方式时电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter based high voltage directcurrent,LCC-HVDC)系统的交互振荡模式及特征尚不明确。针对这一特殊运行方式,采用模块化建模的思路建立可以反映系统电气/控制回路间交互耦合路径的运动方程模型。在此基础上,依据系统整流侧-逆变侧、正极-负极间的交互耦合路径分解得到影响系统主导模式稳定性的3条扰动传递路径,即整流侧内部自稳性路径、逆变侧内部自稳性路径、双极交互作用致稳性路径。最后,设置不同工况下的案例,量化评估不同作用路径提供的阻尼大小,并通过仿真验证运动方程模型及扰动传递路径分析结果的正确性,为后续研究分网接入方式下LCC-HVDC系统交互振荡模式的阻尼特征提供模型基础。

空间运动方程快速求解器设计与实现

文章基于四阶经典龙格库塔法(classical Runge-Kutta method of order four,RK-4)和四阶Adams预测校正法(fourth-order Adams predictor-corrector method,Adams-4),提出一种现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array,FPGA)实现的数据路径可动态配置的空间运动方程快速求解器(space motion equation fast solver,SMEFS)。SMEFS采用折叠式结构,借助高效的任务映射和精准的状态管理,通过资源复用和动态配置运算器内部连接关系实现数据路径的动态配置,快速求解空间运动方程,并有效节省硬件资源。采用某型运载火箭的相关数据对SMEFS进行大批量空间运动方程求解的性能评估,实验结果表明SMEFS能够快速可靠地求解发射坐标系下的五自由度空间运动方程,与软件求解的平均加速比为12.765,求解结果最大相对误差小于9×10^(-5,)具备较好的加速效果和较高的计算可靠性。

基础隔震结构的运动方程与阻尼矩阵在动力响应分析中的适用性研究

结构阻尼模型和运动方程是影响结构抗震动力分析精度的关键因素。由于基础隔震结构地震响应具有显著的特殊性,因此普通非隔震结构地震响应算法未必适用。基于这一认识,重点研究基础隔震结构动力分析方法中采用的各种模型,考虑基于不同地震动输入的结构阻尼模型和运动方程。研究发现,采用现有常规方法构造隔震结构阻尼模型时,上部结构会随着隔震支座发生刚体位移时产生阻尼力,这将可能导致计算精度的显著降低。针对这一问题,提出了确定基础隔震结构阻尼矩阵的一般方法,给出了基于上部结构阻尼矩阵和隔震层阻尼常数的通用表达式。采用隔震结构剪切型模型,给出了结构矩阵的解析表达式,并以此为基础进行了算例验证。研究结果表明,目前常用的隔震结构阻尼模型可能会高估结构的阻尼作用,从而低估结构响应;采用位移输入模型会高估隔震层相对位移、低估上部结构响应,当隔震层等效阻尼比达到0.3时,相对偏差可达到34.6%和-31.1%,而采用位移-速度输入模型可得到与加速度输入模型一致的分析结果,故应采用位移-速度输入模型代替传统的位移输入模型。

声场驱动下泡壁运动方程的理论分析

声场驱动条件下的泡壁运动方程一直是泡动力学领域的重要研究内容。当泡壁运动方程用于预测高马赫数下的气泡振荡特性时,为满足计算精度的需求,应该充分考虑液体的可压缩性。在声场驱动条件下,本文数值研究了含二阶马赫数修正的泡壁运动方程(简称“二阶方程”)在不同马赫数条件下对气泡振荡特性重要物理量的预测。围绕声场振幅和声场频率两个物理参数,将二阶方程与一阶马赫数修正的泡壁运动方程(简称“一阶方程”)的预测结果进行深入地对比分析。研究发现,在高马赫数条件下,一阶方程和二阶方程预测的气泡半径、泡壁速度和泡壁加速度均存在较大的差异,导致二者所预测的声耗散功率和热耗散功率也存在较为明显的差异。本研究为声场驱动下的泡动力学领域提供了理论模型的选择依据。

综掘工作面呼吸性粉尘运动方程研究

分析了呼吸性粉尘颗粒在巷道内水平和垂直方向运动时的主要受力情况;基于颗粒运动理论,建立呼吸性粉尘颗粒的运动方程,揭示了其在巷道内的运动特征;根据运动方程,确定了呼吸性粉尘颗粒以初速度0 m/s在垂直方向上及在风速1 m/s的水平方向上运动的终极时间、终极速度和终极距离等参数。开展试验,在模拟综掘工作面内发尘,使呼吸性粉尘颗粒以确定的运动参数在巷道内运动。试验结果证明:呼吸性粉尘将长时间在巷道内运动而不沉降,其在垂直方向上的粒径大小分布与地面距离成反比。试验结果与运动方程吻合,验证了呼吸性粉尘颗粒运动方程的正确性。

处理强关联量子杂质系统的费米子级联运动方程方法的最新进展

近年来,由于强关联量子杂质系统(QIS)表现出多样化的、有趣新颖的量子现象,因此对它的研究也成为了一个备受关注的课题。级联运动方程方法(HEOM)是描述与环境线性耦合的量子杂质系统的最流行的数值方法之一。这篇综述全面介绍了形式上严格、数值上收敛的HEOM方法,其中包括量子杂质系统的模型化描述和费米子HEOM形式的概述。此外,各种各样的谱分解方案和级联方程的截断方案被提出和发展,显著地提高了HEOM方法的精度和效率,尤其是在低温区域。通过对非平衡量子输运和强关联近藤态的表征的数值模拟,以及对非平衡量子的热力学研究,HEOM方法在处理强关联问题上的实用性和有效性得到了充分地例证。

纵波运动方程的分支分析和行波解

本文应用动力系统分支方法研究纵波运动方程,建立一个与该方程相对应的平面系统,并给出该平面系统的分支相图,最后通过相图中的一些特殊轨道获得方程的精确行波解的参数表示,得出行波解之间的联系.

Timoshenko梁运动方程的修正及其影响

在Timoshenko梁的基础上,考虑剪切变形所引起的转动惯量,对传统的Timoshenko梁的运动方程进行了修正,分析了这种修正对梁的运动特性所带来的影响,并论证了Timoshenko梁实际上只存在一个相速度系,一个群速度系,以及一个固有频谱.这种修正在低频段影响很小,而在高频段影响比较显著,因此在诸如冲击等高频影响占重要地位的动力分析中必须加以考虑.

自旋为0和自旋为1/2的场的运动方程

对自旋为0的场和自旋为1/2的场进行了一般讨论,对这两种场的运动方程给出了详细的推导并做了一定的比较.

PUMA机械手逆运动方程新的推导方法及求解

本文提出了一种新的推导ＰＵＭＡ型机器人逆运动方程的方法，进而给出逆运动问题新的求解方法．此方法不需要对机械手末端位姿进行坐标变换，而且也给出了问题的解析解．另外在解的推导过程中避免了大量的逆矩阵相乘．方法简单．仿真证明了计算结果的正确．

MOTOMAN机械手逆运动方程新的推导方法及求解

提出了一种新的推导 MOTOMAN型机器人逆运动学方程的方法 ,进而给出逆运动问题新的求解方法 .此方法不需要对机械手末端位姿进行坐标变换 ,另外在解的推导过程中避免了大量的逆矩阵相乘 ,方法简单 ,便于工业控制和仿真 .

圆柱定子三自由度球转子超声波电机的轨迹运动方程

圆柱定子3自由度球转子超声波电机利用一个定子的3种共振模态的两两叠加、合成,分别驱动一个球转子的3个自由度的旋转运动,三相同时激励时的轨迹运动方程是实现球转子预期轨迹控制的关键理论模型。在定子3种不同模态的有限元分析基础上,该文推导了圆柱定子3自由度球转子超声波电机在3相同时激励时的运动轨迹及传递机理,并对不同激励条件下的轨迹运动方程进行了分析、对比,为提高圆柱定子3自由度球转子超声波电机的定转子传动效率和进一步定量分析动力传递方式,定子优化设计,以及球转子的轨迹控制策略奠定了理论基础。

高斯无奇点卫星运动方程的数学推导——谨以本文恭贺师兄欧吉坤教授七十寿辰

本文给出高斯无奇点运动方程的严格数学推导。该方程的无奇点特性使轨道力学中的奇点问题获得了完全的解决。

基于非测地线理论的六坐标纤维缠绕机运动方程

简述了纤维铺设原理和六坐标缠绕对于提高缠绕构件质量、实现异型构件缠绕的意义 ,并以回转体为典型构件 ,基于非测地线缠绕理论 ,根据纤维缠绕中丝嘴的运动规律 ,推导出六坐标缠绕机的各坐标运动方程 。

任意流场中稀疏颗粒运动方程的数值解法及其应用

任意流场中稀疏颗粒运动方程是一非线性的微分积分方程，极难获得解析解。本文首先对方程中Ｂａｓｓｅｔ力项构造了适当的计算格式，然后详细研究了颗粒运动方程的数值计算方法并提出称之为Ｐ（ＥＣ）ｋ多步法的差分格式，简要分析了该格式的收敛性和代数精度，给出了时域离散步长必须满足的条件。最后应用Ｐ（ＥＣ）ｋ格式实际计算均匀流场中和二维无界平板垂直射流驻点区稀疏颗粒的运动，得到了一些有意义的结论，将均匀流的计算结果与其解析解的比较证明了本文数值计算方法的正确性和良好精度。

考虑温度变化的地下水运动方程及其在储能模型中的应用

从建立一般条件下的多孔介质液相动量守恒方程出发,较严密地推导了考虑温度变化的地下水运动方程,并在此基础上提出了一个新的含水层储能模型。该模型用于上海第二承压含水层群井储能试验,取得了令人满意的结果,从而证明高温差条件下对地下水运动方程进行修正是必要的,具有重要的理论和现实意义。

结合运动方程与卡尔曼滤波的动态目标追踪预测算法

针对传统定位技术误差较大且无法预测目标位置等问题,提出了一种结合运动方程与卡尔曼滤波的动态目标追踪预测算法ME-KF。通过运动方程模拟动态目标运动特性,利用卡尔曼滤波来减小干扰噪声对测量结果的影响,并预测下一时刻的目标位置。该算法在辽宁排山楼矿井的人员定位系统中得到了实际应用,并取得了显著成果。实验结果表明,该方法提高了定位精度,能够对人员位置进行预测以及对危险区域进行预警,并且成功地分析判断了障碍物的分布状况。

任意流场中稀疏颗粒运动方程及其性质

通过研究和比较稀疏刚性颗粒相对流体运动时所受到的各种作用力 ,并考虑在不同流动条件下各作用力的修正问题从而得到了任意流场中稀疏颗粒运动方程的一般形式 ;然后分析了该方程的数学性质 ,采用积分变换方法 (Laplace变换 )对该方程的基本形式进行了理论解析 ;最后探讨了颗粒物理性质对其运动规律的影响 ,以及几种典型流场中稀疏颗粒的运动特性 ,得到了一些有意义的结论·