基于新的改进Bouc-Wen模型的预制RC桥墩滞回模型研究

Bouc-Wen-Baber-Noori(BWBN)模型是改进的Bouc-Wen模型。BWBN模型可以较好地描述钢筋混凝土结构在强震作用下的捏缩效应,但由于BWBN模型中“捏缩效应”函数复杂且参数较多,其计算效率较低。针对该问题,该文基于近似狄拉克δ函数构建更简单、高效的“捏缩效应”函数,进而提出了新的改进Bouc-Wen(MBW)模型,它可以用更少的参数来实现捏缩效应。基于预制RC桥墩的拟静力试验数据来验证MBW模型的有效性,利用MATLAB遗传算法工具箱对BWBN模型和MBW模型进行参数识别,结果表明,该文提出的MBW模型具有更高的计算精度。

表皮效应对井筒内地下水流速影响数值模拟研究

通常井内的地下水流速是由单井示踪试验或Aqua Vision流速流向仪测定得来,用以计算含水层中的地下水流速。由于表皮结构的影响,导致井筒附近的地下水流场发生变化,引起井筒内的流速与含水层中的流速存在偏差。为了探究表皮效应对井筒内地下水流速的影响,利用COMSOL Multiphysics软件,建立考虑表皮效应的地下水流数值模型,系统分析表皮厚度以及渗透系数对井筒中地下水流速的影响机制,根据模拟结果进一步评估利用井筒内地下水流速换算含水层地下水达西流速已有经验公式的可靠性。结果表明:(1)井筒附近表皮区域渗透系数越大,井筒内的地下水流速越大,且利用经验公式计算的地下水达西流速相对误差均小于0.23%,具有较高可靠性;(2)表皮区域渗透系数小于含水层渗透系数时,随着表皮厚度增大,井筒内地下水流速越小,经验公式计算结果的相对误差呈现增大趋势;(3)表皮区域渗透系数大于含水层渗透系数时,随着表皮厚度增大,井筒内地下水流速增大,计算结果相对误差总体上呈现减小的趋势,但其误差波动性较大,表明在该条件下经验公式计算的稳定性较差。结果显示表皮结构对井筒内地下水流速影响较大,在实际应用中要关注表皮结构的影响。

基于有效辐照度修正的光伏电池模型参数辨识和输出特性建模研究

为了提高光伏电池的参数辨识和输出特性计算的精度,该文提出基于单二极管模型的有效辐照度修正方法。通过研究影响光伏输出特性的环境因素,建立测量辐照度到有效辐照度的修正方程,包含常数修正、角度修正、季节修正和温度修正。首先使用解析方法求解参考条件下的光伏电池单二极管模型物理参数值,根据物理参数与辐照度、温度的转化方程,以I-V曲线的方均根误差(RMSE)为目标函数,拟合得到有效辐照度修正方程中各个参数;然后根据光伏组件实际运行条件,计算有效辐照度数值,将修正后的有效辐照度代入物理参数转化方程,进而得到光伏组件运行物理参数和输出特性;最后通过实测数据对所提出方法进行验证。结果表明,在不同天气条件(晴天、阴天)、不同辐照度区间和温度区间,与未修正结果相比,文中所提方法在I-V、P-V输出特性计算和最大功率估计方面的精度均得到提高。

永磁同步电机参数在线辨识方法研究综述

永磁同步电机具有效率高、功率因数高、转子参数可测、控制性能好等优点,受到学术界与工业界广泛关注与应用。永磁同步电机的定子与转子参数可通过参数在线辨识技术实时获取,不仅可以提高电机的控制精度,还可以对电机的健康状态进行在线监测。文中对永磁同步电机参数在线辨识技术的研究现状进行了整理以及归纳,在此基础上从模型欠秩、交叉饱和效应、逆变器非线性效应以及极限工况参数辨识等多方面对该技术所面临的关键技术挑战进行了总结分析。

基于双重空间死区补偿的五相电机多参数分布辨识方法

针对逆变器死区会使五相永磁同步电机基波及谐波空间产生非正弦畸变,降低参数辨识精度的问题,提出一种双重空间死区补偿方法。针对传统侵入式辨识方法对系统干扰大的问题,充分结合参数影响因素,提出一种新的基于自饱和及交叉耦合的多参数分布辨识方法。首先,采用d轴偏置电流注入方法,获得所有运行工况的dq轴电感在线辨识结果;其次,利用四阶方程拟合电感辨识数据;最后,结合拟合方程对定子电阻和转子磁链进行在线辨识。所提方法的合理性通过一台五相内置式永磁同步样机的仿真及实验结果进行验证。

各向异性超弹性的皮肤本构模型参数识别方法研究

通过力学建模方法对病人皮肤组织疾病进行诊断、评估和治疗,需要准确识别皮肤组织的力学性能。为此,提出了一种运用自适应模拟退火优化算法结合代理模型技术的皮肤组织本构参数识别方法。首先,采用有限元方法模拟皮肤单轴拉伸试验,获取不同参数组合下,皮肤组织的数值计算力学响应数据。为提高参数识别的计算效率,分别构建了响应面模型、克里金模型、椭球基神经网络3种代理模型来代替重复的仿真计算过程,并采用决定系数R 2对3种代理模型的拟合精度进行校验。最后,利用自适应模拟退火优化算法,以试验曲线与数值计算曲线均方根误差最小为优化目标,通过反演识别出了与普通家猪腹肋部皮肤组织单轴拉伸试验结果最匹配的本构参数:C_(10)=0.1401 MPa、k_(1)=24.51 MPa、k_(2)=0.4961、κ=0.3171、φ=13.86°。结果表明,椭球基神经网络模型更适合拟合皮肤本构模型参数与应力应变响应间的非线性关系。对比识别出的数值计算曲线与试验曲线,表明自适应模拟退火算法结合代理模型技术是识别皮肤组织各向异性超弹性本构参数的快速、可靠方法。

作物肥料效应函数模型研究进展与展望

在过去四十年里,肥料效应函数模型研究和应用取得重要进展,业已成为我国测土配方施肥的主要技术依据和一个分支体系,其中二次多项式是研究和应用最多的肥效模型。本文对经验肥效模型的类型及其适用性、试验设计、参数估计、类特征肥效模型、非典型式推荐施肥优化方法以及函数法与土测值的结合等方面的研究进展进行了简要综述。在此基础上,分析了问题产生原因和主要诊断方法。为此,建议:未来要深入探讨消除或缓解多元肥效模型多重共线性和异方差危害的补救措施及其有效应用条件;研发非结构肥效模型,克服经验肥效模型专业假设的不合理性;在大量"3414"试验资料基础上开展作物肥效参数识别技术研究,为肥效模型实现微观指导和推荐施肥软件系统研发提供理论模型依据。

电磁轨道发射器的几何尺寸对电感梯度的影响

电感梯度是影响电磁轨道发射器性能的重要参数,主要由发射器结构的几何尺寸决定。为此,从Biot-Sa-vat定律出发,考虑了发射过程中轨道上电流分布的趋肤效应,推导了矩形口径电磁轨道发射器电感梯度的理论解析式,通过数值算例研究了结构几何参数对电感梯度的影响规律,并与现有的电感梯度公式进行了比较。结果表明,在小口径电磁轨道发射器中,当轨道厚度从1/3倍口径变为1倍口径时电感梯度降低约20%。由于充分考虑了电枢和轨道几何参数的影响,给出的电感梯度理论公式更符合实际情况。

混凝土斜拉桥的温度效应分析

为了研究混凝土斜拉桥的温度效应问题 ,在武汉市江汉四桥施工过程中进行了 2 4 h温度效应的观测。在实测资料的基础上 ,首先对温差公式进行了参数识别 ,然后对此桥的温度效应运用有限元的方法进行了理论计算 ,通过与实测资料的比较 ,说明了非线性温度梯度分布模式的适用性 ,计算了温度效应所导致的温度应力。同时为了保证施工过程的连续性 ,对主梁立模标高的主动修正问题 ,也进行了分析和计算。

抽水试验与微水试验在确定水文地质参数中的对比分析

水文地质参数的获取是水文地质工作的一项重要内容。常规确定方法主要有抽水试验法,配线法。这些方法的共同缺点是试验周期长,设备数量多。本文在安徽淮北老濉河某场地同时开展抽水试验和微水试验(Slug test)。抽水试验井为承压完整井,稳定流单孔抽水,6个孔观测,采用Hantush-Jacob模型,绘制s-lgt曲线与标准曲线拟合求参。微水试验选择试验场地中4个钻孔,分别采用注水法和重物沉入法,共进行6次试验,通过观测水位恢复与时间的关系,利用Cooper模型与标准曲线拟合求参。试验结果表明,抽水试验涉及的范围大,试验值反映抽水影响范围内场地水平方向参数的平均值。而微水试验涉及范围小试验值反映钻孔内垂向上参数的平均值。对比分析两种试验结果,发现抽水试验K值是微水试验的1.5倍。皮肤效应是两种试验结果差异的主要原因,经计算,抽水试验皮肤系数为200.96cm2,说明试验场地因施工等原因使渗透性较原地层偏大。

感应电动机参数离线辨识方法实验研究

为进一步提高感应电机矢量调速系统的性能,介绍了一种改进的参数离线辨识方案。系统通过自动进行直流实验、单相交流实验和空载实验来辨识感应电机的参数。所提出的改进方案可以有效消除集肤效应和死区效应所产生的辨识误差。对方案进行了详细分析,介绍了具体实现过程;最后将这种参数辨识方法应用到11 kW感应电机矢量控制系统。实验结果验证了方案的有效性。

基于随机模糊聚类的负荷建模与参数辨识

针对实际负荷的无功功率变化范围比有功功率大的特点以及电力负荷的时变性和变结构性,提出了一种新的负荷建模与参数辨识方法。首先,对linearized-GNLD模型的无功部分进行了改进,以刻画实际负荷的无功部分往往比有功部分具有更大变化范围的特点;进而将有效性函数引入随机模糊聚类中,获得了无需事先给定分类数就能同时获得最佳分类数及相应聚类隶属度的随机模糊聚类新方法;最后,把所提出的新方法与改进的linearized-GNLD模型以及先聚类后辨识策略相结合而获得了新的负荷建模与参数辨识方法。相对于其他方法而言,所建立的模型无需事先给定负荷模型个数而使得实际应用更为方便;同时,由于先聚类后辨识策略,使得每一类负荷模型均是基于类似负荷曲线(节点电压、有功功率、无功功率的负荷曲线组)而获得,相应地所获得的负荷模型也具有更高的辨识精度和更好的推广性。算例证明了所提方法的有效性及正确性。

计及频率影响时单相异步电机转子参数的数值计算

在对单相异步电机转子槽分块与分层处理的基础上， 推导了集肤效应作用下每层电流的数值计算公式。通过直接计算导条损耗与漏磁场能量得出了计及频率影响时转子导条电阻与转子槽漏感。论文还给出了转子参数的计算结果。

异步电机转子复杂槽型集肤效应计算方法研究

在电机转子参数辨识中,由集肤效应引起的转子导条电阻增大系数与转子槽漏感减小系数是必须要考虑的因素,介绍了一种异步电机转子复杂槽型的分层处理方法,并根据电磁基本定律,推导了笼型转子导条集肤效应的数值计算公式,并给出了电阻增大系数与转子槽漏感减小系数的计算结果实例。通过与传统计算方法的对比说明了该方法的有效性。

基于多导体传输线模型的变压器绕组分布参数计算

为了研究局部放电信号在变压器绕组内部的传播过程,建立了变压器线圈绕组的多导体传输线模型。以40匝单层绕组为特例,根据绕组的轴对称性,建立二维等效有限元模型。考虑绕组核心材料为空心、铝心和铁心的情况,分别采用静电场和时谐磁场模型计算变压器绕组的电容、电感、电阻分布参数。对于频变参数,选取多个频率点进行时谐场计算。在求解过程中,重点考虑了趋肤效应的影响。参数计算的结果同实测的结果基本吻合,计算方法对于研究局部放电(PD)脉冲在电力设备中的传播特性有十分重要的意义。

单边直线感应电机动态最大推力输出的滑差频率优化控制

为了实现单边直线感应电机(single-sided linearinduction motors,SLIMs)的高效动态控制,提出了一种在SLIM运行过程中动态输出最大电磁推力的滑差频率优化控制方法。以SLIM的T型一相等值数学模型为基础,研究了不计及边端效应时,基于恒滑差频率的绝对最大电磁推力控制;为了减缓推力受边端效应影响而衰减的速度,研究了计及边端效应时的相对最大电磁推力变滑差控制策略。结合一台低速磁浮用SLIM,给出了涉及初次级阻抗互感的5个动态参数的离线辨识算法。实验测试表明了所提控制方法的有效性,该方法不仅能细化研究SLIM的电磁推力输出特性,还能为SLIM的滑差优化控制提供参考。

高速自旋飞行器气动参数辨识

根据高速自旋飞行器运动的特点,发展了气动参数辨识的一种数学模型,辨识参数包括静态气动导数、气动阻尼导数和马格努斯力矩导数等。仿真算例证实了该数学模型的有效性。应用该数学模型分析处理了某高速自旋飞行器的飞行试验数据,辨识获得了其主要气动参数,并分析了若干常见误差源对气动参数辨识结果的影响。

考虑土体摩擦效应的公路桥墩动力特性分析方法

除土体对桩的水平作用外,将土体对桩的摩擦作用模拟为作用在桩节点上的竖向弹簧及扭转弹簧,推导竖向和扭转弹簧系数的计算公式。指出利用m法计算桩侧弹簧系数时m值选取不精确的不足,提出以桥墩实测振型和自振频率为输入,利用优化算法对土体弹簧参数进行识别的原理和步骤,分析竖向弹簧和扭转弹簧对桥墩动力特性的影响,在此基础上提出一种考虑土体摩擦效应的桥墩动力特性分析方法。105国道子牙新河桥双柱式桥墩的分析实例证明了所提方法的有效性。结果表明,土体摩擦引起的竖向和扭转弹簧对桥墩的自振频率和振型影响较大,在进行动力特性分析时不可忽略。

直线感应电机在线参数辨识

直线感应电机存在动态边端效应,励磁电感等参数随电机不同运行工况变化较大,离线参数辨识方法无法准确掌握电机参数,导致运行中电机控制特性变差。推导直线感应电机状态空间方程,建立可调动态数学模型,采用模型参考自适应系统进行直线感应电机在线参数辨识,提出直线感应电机励磁电感在线辨识的算法。所建立的电机状态观测器能够准确估算初级电流与次级磁链,参数辨识算法收敛性较好。实验和仿真结果表明电机运行状态下的励磁电感参数计算准确。参数辨识实验结果能够正确反映边端效应影响电机励磁参数的物理特性,即励磁电感随电机速度增加而减小。

考虑饱和效应的同步发电机参数辨识

针对传统分析方法对同步发电机的运行分析都基于其线性化模型的问题,以考虑磁路饱和效应的同步电机模型为研究对象,将一种新的优化方法——蚁群算法应用于同步发电机参数辨识,并给出了参数辨识算法的详细步骤.仿真算例表明,使用考虑饱和效应的同步发电机模型能有效地提高辨识精度.