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。

煤与瓦斯突出潜在危险区(带)预测

煤矿的生产和实践证明 ,发生在矿井中的动力现象具有分区和成带的特点。文章探讨了把煤、岩和瓦斯作为一个体系 ,采用力学方法的划分问题。根据对煤岩复合样及含瓦斯煤样在复杂应力状态下力学性质的分析 ,基于对Drucker-prager理论的修正和完善 ,建立了它们的断裂判据 ,并给出了计算稳定性系数和潜在弹性应变能密度的公式 ,提出了按这两个指标划分煤与瓦斯突出潜在危险区 (带 )

用可变化的恢复系数讨论两个光滑小球的斜碰问题

将恢复系数看作与接触点位置相关的函数,利用函数关系计算斜碰过程的能量损失和弹性势能储能系数,发现可变化的恢复系数有简化斜碰问题的作用.

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。

模拟退火算法的动力系统模型及收敛性分析

模拟退火算法是经典的拟物类自然计算方法,其算法设计及应用研究取得了丰硕的成果,模拟退火策略也广泛地融入到现代群智能演化算法的研究之中.早期的性能分析和收敛性分析等理论研究主要是基于随机过程中的马尔科夫链理论,获得了依概率意义的收敛性定理.由于物理和数学已经积淀了深厚的理论基础和丰富的分析工具,可以用来进行随机启发式算法的理论分析和设计.该文试图运用动力系统理论分析模拟退火算法的运行机理和收敛性,将算法搜索最优解的过程比拟为质点作弹性运动,算法运行过程中函数值的变化就是质点在作简谐振动或阻尼振动,建立其常微分方程动力系统模型.运用常微分方程的定性理论对该动力系统模型进行求解和分析,证明了模拟退火算法前、中期的局部收敛性和后期的全局收敛性,对其运行机理给出了合理的理论解释.同时,基于建立的动力系统模型,分析了算法衰减因子与收敛速度的关系,得到了模拟退火算法收敛速度的估计.在此基础之上,提出了一个模拟退火回火算法的改进策略,一个简单易行的回火时刻判据,当弹性系数趋于很小的值时,即可以当作回火时刻.选取几个典型的测试问题,运用基本的模拟退火算法进行实验验证.首先,实验表明数值收敛曲线与理论分析的收敛性结论相吻合;其次,实验验证了收敛速度随退火温度变化的理论分析与数值实验相吻合;同时实验也验证了提出的回火时刻判据的有效性.最后,理论与实验分析表明该文建立的动力系统模型适合描述模拟退火算法.

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．

对绝对恢复系数的质疑

针对绝对恢复系数提出了质疑.

简支梁弹性临界弯矩计算方法研究进展

整体稳定系数是计算刚结构受弯构件整体稳定的重要依据,而弹性临界弯矩是影响整体稳定系数的主要因素,因此弹性临界弯矩准确与否直接影响稳定计算结果。目前,简单条件下简支梁弹性临界弯矩的计算方法采用的是精确法,但适用范围有限;复杂条件下简支梁弹性临界弯矩的计算方法采用的是简化法,对于任意荷载和侧向支撑条件下的简支梁临界弯矩,只能借助等效弯矩系数来进行简化计算。文章阐述了简单条件下的精确法、复杂荷载下的精确法、复杂条件下的简化法等不同结构荷载条件下求解临界弯矩方法的研究进展,通过研究在荷载作用点位置、相邻梁段间的支持、整体稳定系数等影响因素,阐述了复杂条件下弹性临界弯矩计算的简化法存在的问题、影响及根源,对复杂条件下的简支梁弹性临界弯矩计算的能量法进行了展望。

变分法在薄壁杆件空间弹性失稳问题中的研究

在薄壁杆件空间弹性失稳势能的变分方程中 ,应用附加弯矩与扭矩及其对应的失稳位移曲率与扭率的增量来表达其外力失稳势能 .该微分方程通过分部积分法应用位移及应力自然边界条件 ,得出各阶微分方程的迦辽金法的方程组来进行计算 ,从而简便地解决了薄壁杆件受力及截面结构均较复杂的空间失稳问题 .

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.

基于映射广义弹性系数的电网静态稳定快速评估判据

直接利用广域量测信息实现电网静态稳定快速量化评估是提高大电网在线监控和预警能力的关键。竺炜教授借鉴运动力学空间中静态稳定的物理概念,首次将电力系统全映射到弹性力学空间,为基于响应的大电网在线稳定态势量化评估提供了新的视角。该文在此基础上,区别于常规的电网等效建模方法,依据映射弹性势能及实时量测信息,将电网等效成一条虚拟的"源网荷"弹性支路,并提出一种电网静态稳定性能快速量化评估判据,即广义弹性系数。在新英格兰10机39节点系统和某省级电网中的仿真结果验证了所提方法的可行性。该方法直接利用量测信息进行简单的数值计算,避免了各类等效参数辨识环节及不确定因素,具有较大的工程应用价值。

变分法在薄壁杆件空间弹性失稳问题中新的应用

文章在薄壁杆件空间弹性失稳势能的变分方程中,应用附加弯矩与扭矩及其所对应的失稳位移的曲率与扭率的增量来表达其外力失稳势能。该微分方程通过分部积分法应用位移及应力自然边界条件,得出各阶微分方程的迦辽金法的方程组来进行计算,从而简便地解决了薄壁杆件受力及截面结构均较为复杂的空间失稳问题。

低渗透油藏压前不稳定试井数据与压裂效果的关系分析

为进一步优化低渗透油藏不稳定试井压裂设计方案,增强压裂措施可行性,充分了解试井解释结果与压裂措施效果之间的关系,从统计学角度出发,分析X油田典型的低渗透油藏B区402口井压裂前不稳定试井数据解释结果,得出有效渗透率、表皮系数、末点压力等参数与不同压裂方式累积增油之间的关系。分析认为,单井累计增油量提高概率最大的情况分别为:平均地层压力增加且有效渗透率降低;有效渗透率增大且弹性储能系数降低;关井压力增大且表皮系数下降。该分析为有效制定压裂设计、采取合理压裂措施取得良好的增产效果提供数据支撑。