INVESTIGATION OF SIMULATION EXPERIMENT ON ACTIVE CONTROL OF TORSIONAL VIBRATION IN A TURBOGENERATOR SHAFT SYSTEM

According to the theoretical analysis and calculation on the base ofcontinuous mass system, the simulation experimental investigation on active control of torsionalvibration in a turbogenerator shaft system is conducted. A test installation with the excitation ofgenerator motor and multi-stepped shaft system is established to simulate the torsional vibration ofa turbogenerator rotor shaft system, and to examine the active control strategy presented. Someuseful results are reached in the experimental study.

OPTIMUM CONTROL TO A PARTIALLY CONTROLLED TURBOGENERATOR SHAFT TORSIONAL VIBRATION SYSTEM

The optimal control to a partially controlled turbogenerator shaft torsionalvibration system is investigated. The principle of input feedforward control is presented to achievethe minimum of the average vibration energy in a system, and the optimal control matrix of thesystem is derived. A turbogenerator shaft system is taken as an example to simulate the optimalcontrol process of the torsional vibration. Results from this simulation indicate that the vibrationcan be effectively controlled by a partial control strategy.

Torsional vibration active control of hybrid construction machinery complex shafting

Due to the coaxial connection of engine, motor and pump, the dynamic characteristics of hybrid construction machinery are changed, which generates a new torsional vibration problem of multi-power sources. To reduce the torsional vibration of the hybrid construction machinery complex shafting, torsional vibration active control was proposed. The three-mass model of coaxial shafting of hybrid construction machinery was established. The PID control and the fuzzy sliding mode control were chosen to weaken torsional vibration by controlling the motor speed and torque. The simulation results show that the fuzzy sliding mode control has 12% overshoot of the PID control when the engine torque changes. The active control is effective and can realize smooth power switch.

Combined deformation of filament-wound cylinder and application to torsion vibration control

The combined deformation and mechanical properties of filament-wound cylinder of filament reinforced composite materials are investigated. A method of using filament-winding composites to reduce the amplitude of torsion vibration in the case of special stimulated vibration is established. A design formula of anisotropic filament-wound cylinder to reduce the torsion vibration of axle components is obtained. The results indicate that by putting the filament-wound cylinder on an axis, the torsion vibration of the axis can be reduced effectively.

混合动力汽车发动机启停工况扭振自适应模糊控制

混合动力汽车(hybrid electric vehicle,HEV)发动机启停过程伴随的转矩脉动,易诱发车辆传动系扭振,导致车辆动力不平顺。为解决上述问题,提出并验证基于电磁阻尼自适应模糊控制的传动系扭振主动控制方法。建立行星混联式混合动力汽车发动机启停工况动力学仿真模型和发动机启停控制逻辑,提出发动机启停扭振自适应模糊控制策略,开展2种运行状态下发动机启停工况仿真,对比分析无控制和自适应模糊控制下传动系扭转振动响应曲线。结果表明,自适应模糊控制相比无控制状态:定置停车时发动机启动和停机工况扭振平均衰减率分别为23.8%和30.1%,车辆行进间发动机启动和停机工况扭振平均衰减率分别为12.1%和23.6%。该方法可有效衰减发动机启停工况传动系扭转振动,提升混合动力汽车发动机启停工况NVH(noise,vibration,and harshness)性能。

大跨度斜拉桥拉索安装扭转控制技术

超长斜拉索在大跨度斜拉桥的安装施工中常因张拉扭转引起设备损坏、拉杆脱锚等严重问题。通过优化斜拉索钢丝受力分析,基于能量法原理计算拉索张拉产生的最大扭矩,根据分析结果对千斤顶抗扭转装置进行设计验算,校核了抗扭转装置止转滑块的最大挠度,并利用有限元软件进行仿真分析,分析结果与计算结果相吻合。经嘉鱼长江公路大桥主桥斜拉索安装施工现场使用验证,大吨位抗扭转千斤顶可有效防止拉索张拉扭转带来的不利影响,保证拉索的张拉质量和安装施工进度。

内燃机轴系扭转振动控制技术研究与发展

基于系统的调研与分析,总结内燃机轴系扭转振动控制技术的研究与发展情况。对内燃机轴系扭转振动控制技术的计算分析、测试与校准、衡准、控制方法以及扭振减振器优化设计、扭振监测诊断与智能控制、新型扭振减振与传动装置等研究及进展进行分类介绍与总结,可为全面概括性地了解该领域的技术发展提供参考。

WELL－POSEDNESS AND CONTROLLABILITY AND OBSERVABILITY OF A COUPLED VIBRATING SYSTEM

In this paper, we derive a new description form of coupled bending and torsionalvibrating system with boundary control and observation through Green's formula and provethat it is equivalent to the original form. On the basis of this. we prove the control system iswell-posed in time and frequency domain and completely controllable and observable.

小半径曲线节段拼装箱梁设计和施工关键技术研究

为推动小半径曲线节段拼装箱梁在立交匝道桥梁中的应用,对该类桥梁受力特性、合理构造以及梁段制造、架桥机施工、拼装线形控制等关键技术进行研究。分析曲线半径对该类箱梁弯扭耦合和湿接缝受力的影响;研究梁高、腹板厚度和顶、底板厚度对梁剪扭承载力的影响;为适应平面曲线行走和吊装的需求,总结架桥机拼装施工过程中主要采用的转弯过孔、偏位和斜置起吊调整以及尾部喂梁关键技术;分析拼装过程中产生的轴线偏差和横向位移及线形控制措施。结果表明:曲线半径小于250 m的节段拼装箱梁需考虑弯扭耦合作用,曲线半径小于100 m时湿接缝截面的抗扭承载力和剪扭允许应力已不能满足要求;提高截面抗剪扭承载力最有效的构造措施是增加腹板厚度,其次是增加顶、底板厚度;曲线半径越小,小半径节段梁拼装轴线偏差越大、轴线横向位移越大,应根据曲线半径来规定安装精度验收标准、根据成桥轴线横向变形设置横向预拱度。

混合动力传动系Tip-in/out工况的模型预测控制

为抑制混合动力汽车加减速过程中传动系统振荡,以电机转矩为控制量,提出一种基于模型预测主动控制混合动力传动系统振荡的策略,基于Matlab/Simulink平台搭建动态系统模型,实时计算电机转矩补偿优化发动机输出转矩,准确跟踪目标转矩的同时减少传动系统振荡。探索不同控制器参数设置对于驾驶动力性和舒适性的增益效果,通过硬件在环(Hardware-in-Loop,HIL)试验表明,所设计的MPC控制器能使汽车平稳地加减速,迅速跟踪目标转速,求解时间控制在10 ms以内,具有较好的实时性,同时对传动系统中的非线性因素和参数变化有较好的鲁棒性。

层间弯剪偏心结构精准模型快速建立方法及多维减震应用

传统层间剪切模型与建筑结构真实受力状态不符,不能精准反映实际多维偏心结构的动力响应,工程可行性较低。目前的弯剪型简化模型建立方法计算效率偏低且无法直接指导三维偏心结构的建模。针对上述不足,根据结构力学中柔度法的基本原理提出一种精准的快速建立层间弯剪模型的方法。在此基础上,考虑结构的偏心对结构动力响应的影响,建立三维弯剪偏心模型,并通过多维时程分析对比验证在双向及扭转地震波下该简化模型的动力响应相较于有限元模型的差异性。结果表明,基于柔度法建立的三维弯剪偏心简化模型具有建模精度高和计算效率高的优点,并可以准确反映真实结构在多维地震作用下的动力响应。在考虑实际偏心后优化布置调谐阻尼器可充分发挥减震性能。

计及频率响应安全性的双馈风电机组轴系阻尼控制策略研究

由于大规模风电场集中接入电网导致系统频率调节能力下降,风电机组参与系统频率响应的控制策略受到广泛关注。然而,现有研究中缺少频率响应控制对风电机组传动链轴系扭振影响的研究,无法保证频率响应过程中风电机组的安全。为此,提出了一种在频率响应过程中对轴系扭振进行抑制的策略。利用状态观测器对传动链扭转角速度进行估计,通过附加转矩的方式实现频率响应过程中的动态阻尼控制。通过仿真分析和样机实测的方式对本策略与已有的无阻尼控制策略进行了对比,验证了本策略的有效性。

高强度桥梁缆索用钢研究现状和发展趋势

概述了国内外桥梁缆索用钢的发展历史;介绍了桥梁缆索用钢丝强度、扭转性能、耐腐蚀性等重要性能的研究现状;并从成分设计、盘条控冷工艺等方面论述了桥梁缆索用钢不同生产工艺的特点及未来发展的方向,为新型桥梁缆索用钢的研发提供借鉴。

风电机组换流器控制参数变化下风火打捆系统特性分析

建立了风火打捆直流送出系统的机电网统一模型,并对风电机组换流器控制参数影响下的输电系统特性与机组轴系扭振进行分析。运用以变分模态分解和希尔伯特变换相结合的方法,对汽轮发电机组和风力发电机组轴系扭振进行了时频分析。研究了风电接入时,汽轮发电机组与风电机组轴系扭振的响应,以及输电系统的电气响应及其特性。扭振时域图、幅值谱图、时频图和三维谱图,揭示了风电机组转子侧换流器控制参数对轴系扭振特性的影响。研究结果表明,内环增益系数以及外环增益系数增大时,汽轮机组轴系扭振更加剧烈,但对于风力发电机组轴系扭振与风火打捆输电系统的电气响应影响较小。分析结果可为风火打捆系统次同步振荡的抑制和风电机组控制系统设计提供理论参考。

矿用重载电力机车车体结构刚度变化控制系统

针对由矿用重载电力机车刚度变化引起的负荷过大、减振效果欠佳的问题,设计基于线性矩形模态分析的车体结构刚度控制系统。以基本矩形框架为基础,推导刚度线性变化模态与基本矩形线性变化模态间的关联性,并给出数学表达关系式,获取关键刚度及扭转刚度参数,与对应的矩形框架对比计算得出最终数值。在系统功能的液压控制模块中输入最终得出的刚度数值,判断出最合适的液压工作方向,通过左右方向反复循环不断积累因刚度变化形成的形变能量,再逐渐释放可达到振幅平衡的刚度变化控制目标。仿真实验证明,所设计系统对不同特性的刚度变化都具有良好的控制效果,可提高抗振性能,减少机车负荷,延长寿命。

基于耦合反步法的轧机垂扭耦合振动控制策略研究

针对轧机机电液垂扭耦合系统存在耦合振动问题,提出一种基于耦合反步法的轧机垂扭耦合振动抑制控制策略.首先考虑轧机传动系统、液压系统与辊系机械间的相互影响,根据动力学定理,建立轧机机电液垂扭耦合振动数学模型.其次考虑到轧机耦合垂振系统和耦合扭振系统间存在状态耦合关系,利用耦合反步法,解决了振动控制器设计中存在的相互嵌套问题.针对耦合系统输出性能受限问题,借助于障碍李雅普诺夫函数方法,同时利用神经网络来逼近未知非线性函数,设计自适应神经网络振动抑制控制策略.基于李雅普诺夫稳定理论严格证明了本文设计的控制方法能够保证系统输出满足所要求的暂稳态性能指标.最后,根据650 mm轧机的实际数据进行仿真,验证了本文设计控制策略的有效性与优越性.

考虑扭转速度预估的大型风电机组传动链扭振抑制方法

大型风电机组传动链转动惯量大,在随机风速作用下低频扭振风险高,而传统基于确定扭转速度控制目标的传动链扭振控制方法未考虑因测量设备引起的随机测量噪声对扭转速度的影响,可能导致控制性能下降。针对扭转速度测量不确定性,提出了大型风电机组传动链扭振自抗扰控制方法,设计了KF-ADRC扭振控制器,通过卡尔曼滤波动态估计传动链扭转速度,并以扭转速度为零作为ADRC控制目标,控制发电机电磁转矩,抑制传动链低频扭振。研究结果表明:当常规的扭振控制器输入信号存在随机测量噪声时,会显著降低其对传动链低频扭振的抑制性能,而KF-ADRC扭振控制器在输入信号存在测量噪声时可有效预估传动链扭转速度,较好地实现了传动链低频扭振抑制效果。

冷轧机抗扰动振动控制调控约束优化分析

冷轧机是冶金板材成形领域重要的设备之一,其在运行过程中产生的扭振问题对冶金板材的质量控制影响很大,为此开展了基于系统性能调控约束(PPC)的冷轧机振动控制优化分析。在建立冷轧机抗扰动振动控制系统模型的基础上,开展工况仿真分析。研究结果表明:在外部扰动情况下,没有PPC约束的自适应控制器出现了大幅振荡,设置PPC约束后达到了更优收敛状态,系统呈现稳定运行状态,该研究只需设置合适的性能域便能够使系统达到理想控制状态,简化了控制器操作性能。

机翼扭转和副翼偏转横滚操纵比较研究

机翼扭转和经典副翼后缘偏转都是未来可能的智能机翼横滚操纵方案。采用Fluent仿真软件对扭转式机翼与经典副翼构型机翼进行了对比研究,主要分析两者在升阻性能、横滚操纵力矩、压力分布等方面的差异和特征规律,得到了扭转变形机翼相对副翼舵面的横滚操纵当量作用和气动优势。所设计的机翼方案由于扭转式机翼横滚操纵的机翼变形连续性以及所需扭转角度较小,易于保持流场的附着和稳定,所以达到相同横滚力矩系数,扭转式机翼所需扭转角度为副翼偏转角度的30%~50%左右,并且升阻比显著优于副翼式机翼,而且随着操纵角度增大优势更加明显,在大舵角操纵时扭转式机翼升阻比超过副翼式机翼约一倍。