大型风电机组滑动式偏航系统制动过程机电耦合特性规律

偏航系统是连接风电机组叶轮与塔筒承载部件,其偏航运动受气-机-电-液耦合作用,通过对偏航系统机电特性分析,开展了偏航力矩载荷力学分析计算,基于4种典型的极限工况,对工况发生历程中偏航力矩变化规律进行分析,重点对偏航运行制动及偏航静止制动特性进行研究,研究表明:电机制动速度控制阀值、制动响应时长、尾部制动时长是滑动式偏航系统制动特性主要考虑因素,确定滑动系统配合以变频控制偏航方式,采用失电制动模式为最优选择,制动电机速度可降低至35%。而在偏航静止制动状态下,相比于驱动个数的增加,制动力矩增大对改善偏航滑移最为明显,产生偏航瞬时发生转动角度更小,但输出小齿冲击受载更大。

一种带压力控制的风机偏航制动器设计与应用

为提高风机偏航液压制动系统的响应性能和环境适应性,在常规偏航制动器的基础上改进得到一种带压力控制功能的新型制动器。以2 MW和8 MW风机为例,阐述了带压力控制的偏航制动器用于偏航液压制动系统设计时的主要方法及有益效果,并对使用和未使用该制动器的偏航液压制动系统进行了全压制动和阻尼制动工况的仿真分析与对比。结果表明,带压力控制的偏航制动器可显著提高制动系统的响应速度和低温稳定性,为风机偏航制动器及偏航液压制动系统的优化设计提供了参考。

某风电场偏航电机抱闸烧毁故障分析及治理

该文主要对某风电场偏航电机抱闸烧毁故障进行分析,并提出相应的解决方案。通过对故障原因的分析,发现设计、制造和使用问题都可能导致抱闸烧毁,进而影响风电场的正常运行和环境安全。为解决这一问题,文章提出技术改造、维护措施和操作培训3个方面的解决方案。

风电机组刹车制动逻辑改造电路及其应用

针对部分品牌在役机组过速运行时,紧急停机情况下高速轴刹车合闸抱死且空气制动失效后机组无法可靠停机的安全隐患,提出了一种刹车制动逻辑改造电路。在高速轴刹车制动回路并联过速检测电路中,检测到机组过速时高速轴刹车处于松闸状态,随后在偏航刹车卡钳制动回路和偏航动作回路分别并联超速检测电路,当检测到机组超速时,偏航卡钳处于松闸状态,机组自动进入侧风偏航制动状态。该刹车制动逻辑改造电路考虑到了高速轴刹车不合理投入和空气制动能力不足的缺陷,对原有的制动逻辑电路进行了改造优化。现场验证表明,改造后的制动电路对机组的安全、可靠停机起到了重要的保护作用。

基于硬件在环的双挂汽车列车高速横向稳定性控制研究

针对双挂汽车列车在高速超车工况的横向失稳、挂车折叠和甩尾等危险情况,提出了一种基于模糊比例、积分、微分(Proportion、Integral、Differential,PID)控制的直接横摆力矩差动制动控制策略,分别以双挂汽车列车TruckSim非线性模型与四自由度线性模型的质心侧偏角、横摆角速度的偏差及其偏差变化率为目标,设计了2种差动制动的横向稳定性控制策略,分别为仅牵引车控制的单控模式和牵引车加挂车都控制的多控模式,通过MATLAB/Simulink软件和TruckSim软件联合仿真以及硬件在环(Hardware-in-the-Loop,HIL)平台对控制策略的有效性进行仿真验证。结果表明:在高速超车工况下,相较于无控制车辆和单控模式车辆,多控模式车辆的横向稳定性控制系统更能降低车辆的质心侧偏角、横摆角速度、铰接角和车辆后部放大(Rearward Amplification,RWA)系数,在改善双挂汽车列车横向稳定性方面优势明显。

风电机组偏航制动器制动稳定性分析

针对风电机组偏航制动器制动不稳定问题,基于ABAQUS软件开展偏航制动器制动稳定性分析。运用复特征值分析法和不稳定倾向系数TOI值,分析制动压力、摩擦系数、偏航速度、弹性模量以及开槽方式等对制动稳定性的影响。基于全因子试验及Design-expert软件建立不稳定倾向系数TOI值响应面模型,并开展相关参数优化。研究表明:对制动稳定性具有显著影响的因素是摩擦系数、偏航制动缸弹性模量、摩擦片弹性模量;开双槽的摩擦片对制动稳定性影响显著,开单槽影响较小;制动稳定性受制动压力与偏航速度影响很小;参数优化后的偏航制动器制动不稳定系数降低73.7%。该研究结论可为偏航制动器设计、开发提供理论指导。

风力发电机组偏航液压制动系统研究

【目的】研究蓄能器公称容积及预充压力、液压软管长度及通径、油液黏度等因素对风力发电机组偏航液压制动系统性能产生的影响。【方法】以实际生产中使用的某型风力发电机组偏航液压制动系统为研究对象,在仿真软件中构建系统模型,采用控制变量法分别对单一影响因素进行仿真分析。【结果】对比不同条件下偏航系统的卸压与建压响应时间及液压系统补压频率,得到不同变量对系统产生的影响。【结论】研究结果为偏航液压制动系统的设计和选型提供参考。

制动工况下风电偏航摩擦片声学特性研究

针对兆瓦级风力发电机偏航制动器在低速、重载工况下出现摩擦尖叫的现象,本文利用声学仿真方法模拟偏航摩擦片在制动工况下的声学辐射特性,采用正交试验法,通过直观分析与方差分析研究偏航压力、偏航速度、摩擦系数对摩擦片总声压的影响。结果表明偏航制动系统2 m处的总声压随着偏航速度的增大而增大,偏航制动器垂直方向的辐射声压比水平方向的大;在频域范围内1375 Hz附近的声压最大,3000~5000 Hz存在连续高声压;偏航速度对偏航制动系统的总声压影响最大,偏航压力的影响次之,摩擦系数的影响最小;通过合理选择偏航运行工况,可以降低偏航制动系统的总声压,从而达到减小噪音的目的,进而为偏航制动器的设计提供理论指导和数据参考。

风电机组偏航刹车片磨损远程实时监测技术

目前风电机组通用的偏航刹车片磨损监测技术主要有3种:磨损指示杆、磨损指示器和电信号传感器。其中磨损指示杆和磨损指示器只能通过人工目测判断磨损情况,需定期上塔检测,所以不能实现远程和实时监测,存在检查不到位,检查不及时的情况,尤其对于海上风电机组,由于维护可达性差,偏航刹车片基本无法进行定期检测;电信号传感器方案可以实现远程实时监测,但对于在运行机组,由于偏航制动器没有专门设计电信号传感器安装孔,现场安装很麻烦,需要对制动器钻孔,可行性和可靠性都比较差,同时成本也会上升。

轮胎附着极限下差动制动对汽车横摆力矩的影响

本文以纵滑-侧偏联合工况的稳态轮胎模型为基础,分析了汽车极限转向条件下制动力作用于不同车轮时对汽车横摆力矩的影响,并通过整车动力学仿真进行了验证。研究结果为利用差动制动控制提高汽车的高速操纵稳定性提供了动力学依据。

基于主动制动的半挂汽车列车横摆稳定性控制

为研究半挂汽车列车在高速大转向等极限操作工况下的横摆稳定性控制问题,建立了14自由度的半挂汽车列车非线性仿真模型;提出了牵引车与半挂车独立直接横摆力矩控制的横摆稳定性控制方案,通过牵引车和半挂车车轮的合理选择和主动制动实现横摆控制;以跟踪参考模型的稳态横摆响应为目标,设计了PI横摆稳定性控制器,对牵引车和半挂车分别设计了目标制动车轮的选择决策规则。单移线操作仿真结果表明,基于主动制动的横摆力矩控制可有效改善极限工况下半挂汽车列车的横摆稳定性,牵引车与半挂车进行独立横摆控制可以减小制动车轮选择决策的复杂性,而获得较好的控制效果。

混合动力汽车制动稳定性分层协调控制策略

提出了混合动力汽车制动稳定性分层协调控制策略。制动过程中横摆力矩的补偿由再生制动力矩和目标滑移率的调整来完成,而通过对目标滑移率的实时确定,实现上层横摆力矩控制与下层滑移率及再生制动力矩控制的统一调节,保证车轮不出现抱死。在Matlab/Simulink平台上建立了7自由度整车模型,分别进行了低附着路面制动转弯和对开路面制动的仿真分析,结果表明,该制动稳定性分层协调控制策略,在保持制动效能的基础上,比单独滑移率控制能更好地保证混合动力汽车的制动稳定性。

基于横摆力矩分配的车辆稳定控制研究

研究了基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略,即紧急避障时采用差动制动,高速超车时采用驱动力分配方法。采用二自由度车辆的横摆角速度作为参考,并与实测的横摆角速度相比较,根据比较结果采取相应的控制策略。应用虚拟样机技术建立车辆多体动力学模型,采用联合仿真的方法对控制策略进行仿真。仿真结果表明,采用基于制动力和驱动力分配相结合的车辆稳定控制策略可以大大提高加速超车和紧急避障时的操纵稳定性,这对减少高速行驶时道路交通事故的发生具有重要意义。

后驱全电独立驱动-制动电动车横摆稳定性控制

考虑基于传统液压制动的横摆稳定性控制(YSC)应用于全电独立驱动-制动电动车受到的限制和电子机械制动(EMB)应用于电动车的优势,提出了基于全电耦合制动和遗传PID算法的YSC控制方案,基于Matlab/Simulink搭建了仿真平台,通过阶跃路转向工况进行了验证。仿真结果表明:无YSC控制时,整车会因横摆角速度过大而失稳;有YSC控制时,整车横摆角速度被控制在目标值附近,整车未失稳。在控制过程中,EMB工作时间减少3.93s,占总工作时间的88.9%;最大制动力矩需求可减小495N·m,占总制动力矩的67.6%,这为优化EMB提供了途径。另外,控制过程中除减少了EMB能耗外,后左和后右轮毂电机系统可回收能量31.25kJ,节能效果显著。此项研究可为优化EMB制动和进一步减少电动车整车能耗提供新思路。

车辆横摆稳定性的模糊控制

提出了一个模糊逻辑控制方法来提高车辆的横摆稳定性.差动制动产生适当的横摆力矩使车辆横摆角速度和质心侧偏角跟踪其期望值,同时利用3自由度模型对质心侧偏角进行了估计.采用7自由度非线性车辆模型在不同转向操纵条件下进行了仿真.仿真结果验证了所设计的模糊控制器的有效性.

基于多目标PID的拖挂式房车差动制动控制系统设计

为了保证拖挂式房车制动时具有良好的横摆稳定性及行驶路径,提出以房车铰接角和横摆角速度为控制目标的差动制动控制方法.考虑电磁制动器机电耦合特性,建立了基于线性六自由度的牵引车房车转向制动力学模型;建立拖挂式房车稳态行驶时铰接角模型,引入多目标PID加权控制算法和多目标PID协调控制算法,应用差值制动控制横摆力矩的原理,使房车铰接角和横摆角速度准确跟随目标期望值,实现房车制动时具有良好的横摆稳定性及行驶路径.基于TruckSim与Simulink的联合,进行了脉冲、阶跃转向工况下的仿真试验.仿真结果表明,提出的加权控制和协调控制均能保证拖挂式房车在制动时具有良好的行驶路径及横摆稳定性;相比于无差动制动,这两者使房车相对横摆角减小约25%;相比于以横摆角速度为目标的差动制动,这两者使房车的行驶路径偏差减小约20%.

基于AMESim的兆瓦级风力发电机液压偏航系统仿真研究

以兆瓦级风力发电机液压偏航系统为研究对象,介绍了液压偏航系统的结构、组成及原理。针对现有的兆瓦级风力发电机液压偏航制动系统存在的压力上升速度快,液压系统冲击较大、稳定性差的问题,提出蓄能器配合阻尼孔的解决方案,采用AMESim软件建立了液压系统模型和改进后的模型,分析改进前后制动液压缸的压力和位移输出曲线,验证了改进后的系统的合理性。

基于横摆力矩的汽车制动稳定性模糊控制

为避免汽车在对开路面制动时出现跑偏或侧滑等危险工况,提出了一种利用横摆力矩方法控制汽车制动稳定性的控制模式,设计了模糊控制器,按照所确定的控制策略进行了仿真。仿真与试验结果对比表明,利用所提出的汽车制动稳定性横摆力矩模糊控制方法,能减少汽车在路面附着系数相差较大的对开路面制动时的侧滑和激转,并使汽车在制动偏驶后能快速恢复到预期行驶车道,避免了汽车制动力不平衡引起的危险工况。

大型风电机组偏航闸液压系统的设计与建模

设计偏航闸液压系统原理图。应用功率键合图法,通过对系统的分析及简化处理,绘制出偏航闸液压系统的功率键合图。根据功率键合图推导出系统数学模型。利用Matlab7.1的Simulink工具箱对偏航闸液压系统进行仿真,结果证明了系统的可靠性。

分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述

回顾分布式驱动电动汽车动力学控制问题。分布式驱动电动汽车的主要结构特征是将驱动电动机直接安装在驱动轮内或驱动轮附近,具有驱动传动链短、传动高效、结构紧凑等突出优点。电动机既是汽车的信息单元,又是快速反应的控制执行单元,且通过独立控制电动机驱/制动转矩容易实现多种动力学控制功能。分布式驱动电动汽车为驱动防滑与制动防抱死控制提供更迅速更精确的执行器,但其对状态估计的精度和控制算法的鲁棒性要求也进一步提高。分布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制控制与传统的直接横摆力矩控制相比,涵盖从常规到极限的全工况范围,因此算法须对非线性的轮胎特性有更好的自适应性。差速、差动驱动助力转向和车身姿态等控制尚处于起步研究阶段。为解决多个动力学控制间的协调问题,集成控制成为分布式驱动电动汽车动力学控制的一个重要发展方向。