带有指令滤波的电力弹簧系统反步控制

针对新能源发电系统因间接性和不确定性导致的电压波动问题,文中首次将反步控制策略应用于电力弹簧(electric spring,ES)系统,并提出一种带有指令滤波的ES反步控制策略。根据ES的数学模型利用反步法设计控制器,并加入指令滤波器,以解决ES反步控制中的计算膨胀问题,同时设计误差补偿信号,并利用Lyapunov稳定性理论验证系统稳定性。通过仿真模拟新能源发电系统网侧电压波动时,ES对关键负载(critical load,CL)电压稳定的效果,以及不同系统参数对文中控制策略的敏感性分析。与传统的比例积分(proportional-integral,PI)控制对比,CL电压动态响应速度提高0.07 s,CL电压畸变率降低31%,参数敏感性分析中CL电压最大偏差率为0.318%,能承受的最大电压幅值波动范围提高52.9 V。仿真结果验证了文中所提出的控制策略具有响应速度快、谐波含量低、抗干扰能力强的优势。

虚拟同步发电机参数设计及优化研究

虚拟同步发电机的参数众多,参数设计较为复杂,常规方法难以保证设计效果。针对该问题,采用控制变量的方法改变阻尼系数、转动惯量、下垂系数和积分系数值大小,在分析比较不同参数值下虚拟同步发电机的有功、无功动态响应效果的基础上,通过建立以系统动态响应稳定性能为目标的优化函数,提出了一种基于松鼠搜索算法的虚拟同步发电机参数优化设计方法。仿真结果表明,提出的参数优化设计方法能够更准确地选择出合理参数,有效提升了虚拟同步发电机的动态响应性能,具有较好实用性。

高栏港大桥钢箱梁吊装施工局部稳定及受力优化分析

为分析高栏港大桥钢箱梁在吊装施工过程中的局部稳定性,以施工单位提供的吊机结构为依据,利用有限元软件建立了钢箱梁吊装期间最不利受力梁段的局部模型,计算了不同吊机结构对钢箱梁稳定性的影响,针对吊装期间钢箱梁局部稳定性不足的情况,提出了提升结构稳定性的方法。研究结果表明:不同的吊机结构力的作用位置不同,对结构受力的影响也不同,适当分散吊机支点位置有利于提高结构局部稳定性;通过在钢箱梁局部失稳位置增设加劲肋,可以有效地提高结构稳定性,保证施工期间的结构安全。

基于灵活虚拟惯性控制的直流充电桩协同控制

直流系统具有小惯性、弱阻尼特征,而直流充电桩系统的负载投切相对频繁,会对母线电压稳定产生较大的影响。采用灵活虚拟惯性控制技术作为一次控制,使直流充电桩系统具备一定的惯性与阻尼支撑,从而改善直流充电桩控制系统的动态性能;采用惯性中心协同控制策略作为二次控制,调整各充电桩系统的输入电能,并对虚拟参数进行二次调节,从而保障各系统能在不同的参数下实现电压响应的一致性;利用反推法重新构造电流内环,以弥补传统比例积分控制动态性能较弱的问题。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

交轴电流计算与电容储能反馈的双三相永磁同步发电机系统稳压控制

双三相永磁同步发电机(DTP-PMSG)具有容错率高、低压大功率等特点,适用于受输出电压、空间体积限制的高端装备领域。常规的母线电压控制方法在负载快速变化时,存在电压恢复时间长、电压波动大的缺点。该文提出基于交轴电流计算与电容储能反馈相结合的稳压控制策略。建立脉冲宽度调制(PWM)整流器能量和功率交换数学模型,推导交轴电流内环给定的计算表达式,设计电压外环并分析物理意义。该方法既能缩短电压恢复时间,又可以降低电压波动幅值。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

高压全膜电力电容器热学数值模拟及实验研究

在设计高压电容器单元时,为了防止温度过高而引起薄膜电容鼓胀、击穿乃至爆炸等危险情况,有必要对其温升进行计算和校核。针对变电站补偿无功所使用的高压全膜电容器组,根据其几何结构与材料参数,设计一种包括热仿真边界条件的热学仿真模型,使用基于有限元方法的瞬态热仿真软件模块进行求解,得到电容器在热稳定状态下的整体温度云图;同时根据仿真结果,进一步分析3台电力电容器共同工作时的温度场分布;最后通过实验验证,研究对比电容器在额定工况下的内外部温度云图。仿真结果表明:电容器外部温度由头部至尾部呈上升后逐渐下降趋势,离底部约三分之一处温度最高,外壳底部温度略高于顶部;3台电容器同时工作时,外壳最高温度高出单台工作下外壁最高温度1.79℃。仿真与实验结果对比证明了建模方法的有效性。

乳酸菌源亚硝化抑制剂对酱牛肉中N-亚硝胺形成的影响

为进一步明确微生物源亚硝化抑制剂(microbial nitrosation inhibitor,MNI)对酱牛肉中产生的N-亚硝胺的抑制效果,将清酒乳杆菌(Lactobacillus sake,LS)与商业复合菌WBL-45(木糖葡萄球菌+肉葡萄球菌+清酒乳杆菌)制备成MNI(LS-MNI与WBL-45-MNI),以酱牛肉为研究对象,进行感官评定,测定pH值、硫代巴比妥酸反应物(thiobarbituric acid reactive substances,TBARs)值、亚硝酸盐、生物胺及N-亚硝胺含量等指标。结果表明:在酱牛肉中添加LS-MNI和WBL-45-MNI可显著改善其色泽和风味,WBL-45-MNI组总体感官评分显著高于LS-MNI组和对照组(P<0.05),亚硝酸盐残留量和生物胺总量则显著低于LS-MNI组和对照组(P<0.05);3组酱牛肉的TBARs值均未超过0.2 mg/kg;WBL-45-MNI组和LS-MNI组对N-二甲基亚硝胺的抑制率分别达70.94%和89.74%,对N-亚硝胺总量的抑制率分别达46.79%和36.50%。以上结果表明,清酒乳杆菌和商业复合菌WBL-45可以制备微生物源的亚硝化抑制剂来阻断肉品中N-亚硝胺的形成,WBL-45对酱牛肉的整体效果更佳。

带有指令滤波的孤岛分布式能源系统反步控制

针对分布式能源(DER)的微电网系统处于孤岛运行模式时,因负载产生扰动导致输出电压难以保持稳定的问题,设计了一种基于矢量控制的指令滤波反步控制器;给出了孤岛DER系统的结构及数学模型,对该模型利用反步法设计了控制器,并加入指令滤波器,意在解决反步控制中的计算膨胀问题;利用Lyapunov稳定性定理验证了系统的稳定性,并通过仿真观察此控制器在不同负载情况下的控制效果。仿真结果显示,系统的输出电压在不同类型负载情况下都能对参考电压保持良好的跟踪,验证了此控制器的有效性。

智慧诊断技术在结构健康监测中的应用研究——以常州市北环路小学教学楼为例

将研究的智慧诊断技术应用于大型工程结构的健康监测:依托常州市北环路小学教学楼健康监测工程项目,同时利用传感器技术、物联网通讯技术和云平台技术,建立了能够自动采集、传输、存储、分析、预警的结构健康监测系统。基于大数据分析与人工智能算法,自动识别并剔除了异常监测数据,提取了数据趋势,并结合专家经验进行了多指标的数据融合,实现了结构安全状态评估与趋势预测。

大跨度斜拉桥索梁锚箱结构受力优化分析

为分析大跨度斜拉桥索梁锚箱的结构受力,以黄茅海跨海通道高栏港大桥为背景,采用有限元软件ANSYS建立了桥梁斜拉索索力最大区域的梁段局部模型,模拟了不同主梁腹板加劲肋数量对索梁锚箱受力的影响,提出了索梁锚箱结构受力优化方案。研究结果表明:通过局部增加索梁锚箱区域主梁腹板加劲肋的数量,减小了索梁锚箱顶、底板的应力水平,改善了索梁锚箱结构的受力,增大了结构的安全储备,为同类桥梁结构受力优化设计提供了有益参考。

多智能体分布式储能两象限SOC一致自适应控制

为了延长分布式储能单元的使用寿命,采用了一种以分布式储能两象限电池荷电状态(state-of-charge,SOC)一致自适应下垂控制方法为基础的控制方法,改进的两象限自适应下垂控制方法作为一种基础控制方法对各储能单元进行功率分配。当分布式储能处于充电状态时,SOC小的储能单元吸收更多的功率,SOC大的储能单元吸收更少的功率;当分布式储能处于放电状态时,SOC大的储能单元发出更多的功率,SOC小的储能单元发出更少的功率,最终实现分布式储能的SOC和功率的渐近平衡。为了克服由下垂控制引起的电压下垂和直流母线电压不匹配现象,将多智能体技术加到控制策略中。最后基于MATLAB/SIMULINK仿真平台进行仿真,仿真结果表明了所提控制策略的可靠性。

神经网络自适应的永磁直线同步电机超扭曲终端滑模控制

为了提高永磁直线同步电机控制系统的鲁棒性和快速性,提出了一种基于超扭曲滑模控制的直线电机反推控制策略。首先,根据电机的机械动力学方程,建立了永磁直线同步电机的数学模型。其次,引入一种基于超扭曲控制的终端滑模控制器,削减系统的抖振,保证滑模面的快速收敛,从而提高系统的鲁棒性。针对直线电机易受到参数变化以及外界干扰影响的特点,为直线电机控制系统设计了一个神经网络干扰观测器。最后,通过直线电机实验平台验证控制方法的有效性。

基于AIS和雷达数据融合的多船舶跟踪

针对AIS数据动态误差较大且存在传输延迟的问题,研究了1种基于AIS与雷达数据融合的多船舶跟踪方法。该方法构建了以Kalman滤波为核心的跟踪器,将AIS或雷达数据作为观测值对船舶运动状态进行持续的预测和更新;再利用数据关联将新获取的雷达数据匹配至不同的跟踪ID进行状态更新;最后跟踪初始化负责多目标跟踪过程中的目标初始化和跟踪结束。并以长江内河某航段水域为对象开展实验,结果表明:所提方法通过AIS与雷达数据融合,当跟踪周期为2 s时,船舶跟踪平均误差为45.3 m,当跟踪目标数量超过20时所提方法仍可以保持实时性,有利于促进智能交通系统发展及应用。

基于指令滤波反演的虚拟同步电机控制策略

针对传统分布式能源和微网中逆变器缺少惯性,以及当受到大功率扰动时缺乏稳定性的问题,提出了一种能够同时运行在孤岛、并网模式的非线性控制策略,且在电网并、离过程中不需要任何的预同步操作。首先,采用带储能的光伏系统向交流侧传输功率,稳定直流母线电压;在系统交流侧,引入模拟惯性和阻尼的同步电机转子摇摆方程,推导出相应的数学模型。其次,运用反步法设计控制器,针对反步法中计算膨胀和控制器饱和问题,采取指令滤波器处理。最后,利用Lyapunov稳定性定理验证系统的稳定性,并利用仿真观察控制器在不同模式下的运行状况。仿真结果表明,当系统受到突发性、强瞬变扰动时,所提出的控制方案能够在并网、孤岛和过渡模式下实现微网系统的稳定运行。

辽宁省体育特色小镇可持续发展的驱动作用及策略分析

以辽宁省体育小镇的实践模式为研究对象,基于可持续发展理论,根据文献分析与专家访谈,有效提炼出辽宁省体育特色小镇可持续发展的动因要素.基于政府利益驱动与消费者需求拉动以及市场推动的三重互补发展机制设计上,进一步从吸引力、推动力和支持力3个层面分析对体育特色小镇的驱动作用.从策略选择上,以五大发展理念为视角,通过打造小镇特色品牌,增强竞争力、重视生态文明建设,合理开发资源、互联网共享大数据实现市场的有效配置、发挥政府的引导作用和市场主导作用、构建以消费者为主体的公众监管模式等,实现辽宁省体育特色小镇科学管理和全面、健康、可持续发展的长期目标.

运动控制类课程群多维度教学模式研究与实践

针对运动控制类课程教学存在的教学形式单一、教学过程承接关系薄弱、学生的系统工程观难以建立等问题,以运动控制类课程群教学为载体,采用学科竞赛、科研项目开发、跨课程统一资源库建设等手段相结合,对课程群的多维度教学模式进行了研究与实践,结果表明,所提出的多维度教学模式对学生批判思维、实践能力、创新思维和设计能力的培养起到了积极的促进作用。

孤岛分布式能源系统的反步控制策略研究

针对含分布式能源(DER)的微电网在孤岛运行模式下自身调节能力有限的问题,基于反步控制方法设计了一种DER系统孤岛运行电压控制策略,解决了DER系统在孤岛运行模式下的电压控制问题.首先,给出了孤岛运行模式下DER系统模型及输出电压数学模型;其次,利用反步控制方法设计了控制器,同时利用李雅普诺夫稳定性理论进行了稳定性分析;最后,利用此控制器在平衡负载及不平衡负载的情况下对输出电压进行控制,并通过仿真验证了反步控制器的有效性.

基于自适应积分滑模约束控制的电池储能系统能量管理

针对电池储能系统中的能量管理问题,提出基于输入输出数据的无模型自适应积分滑模控制策略。首先设计自适应观测器对动态线性化方法中的伪偏导数进行估计,然后构造离散系统下的积分滑模面,设计反馈控制律和等效控制以跟踪期望输出功率。为了解决控制系统中的积分饱和与执行器饱和问题,在抗饱和控制算法中增加补偿信号,并对控制算法的稳定性进行了证明。最后通过仿真以及与无模型自适应控制策略对比,验证了控制方法在非线性离散系统上的有效性和优越性。

基于新型抗低频扰动反电势观测器的直线永磁游标电机无位置控制

直线永磁游标(linear permanent magnet vernier,LPMV)电机拥有效率高、结构简单和成本低的优点,在长行程应用领域具有广阔的应用前景,但位置传感器的安装增加了系统成本。提出一种基于改进型反电势观测器的LPMV电机的无位置控制策略,该观测器不但可获得反电势信息,而且能有效抑制低频扰动。电机的速度和位置角由锁相环获得,启动阶段采用I/F启动,提高了启动的可靠性。仿真和实验研究验证了所提出动子位置估计法的可行性。

汽车混合储能系统的非线性自适应控制方法研究

针对电动汽车混合储能系统非线性,提出了一种新型非线性自适应控制方法,所描述的混合储能系统共包含了燃料电池组和超级电容组两个部分。其中,电池充当主能量存储装置,其与升压转换器连接,并且超级电容器充当辅助能量系统,其与双向DC-DC转换器连接。2个转换器共享相同的DC链路以进行电源交换。基于2个储能装置和连接转换器,得到了系统的全局数学模型。在所提出的控制方案的设计过程中,利用考虑电池/超级电容器混合系统模型的未知参数的自适应估计技术,以保证控制系统的稳定性,实现对汽车混合储能系统的控制。利用李雅普诺夫函数进行系统的稳定性分析,并经仿真表明,所提出的控制方法具有良好的控制性能。