主动转动惯量驱动系统控制悬吊结构摆振的方法研究(Ⅱ):参数影响分析与试验验证

对于摆振运动控制问题,本文对前期研究提出的主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID)进行了深入的参数影响研究。首先建立了悬吊结构ARID控制系统力学分析模型并设计了主动控制算法;然后基于力学分析模型利用Simulink进行了ARID控制系统参数影响分析,比较了系统参数(控制算法参数、结构几何参数、激励参数、控制系统配置参数)对控制效果的影响并研究了影响的规律及最优参数取值区间;通过设计小型比例模型振动台试验验证了ARID系统控制悬吊结构摆振的有效性以及部分参数对控制效果的影响规律。结果表明:ARID控制系统对悬吊结构摆振具有较好的控制作用,当外部激励与结构频率相近时系统发挥出最佳效果,且控制效果与系统控制算法参数、转动惯量比、结构长度比、质量比密切相关。

主动转动惯量驱动控制系统对多类型灾害源激励悬吊结构摆振响应控制研究

传统的结构防灾设计中,通常将各种灾害对结构的作用分开考虑,较少考虑多类型灾害的作用。针对悬吊结构摆振运动振动控制问题,调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)、主动质量阻尼器(Active Mass Damper,AMD)均无法进行有效的控制,另一方面调谐转动惯量阻尼器(Tuned Rotary Inertia Damper,TRID)存在对调谐参数等十分敏感、鲁棒性差、无法在多灾害作用下起到有效控制作用的问题,提出了主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID)的概念,设计了小型比例模型振动台试验,运用Simulink进行了数值模拟分析。建立了附加ARID系统的悬吊结构平面摆振运动方程,并对运动方程进行了线性化处理,对系统控制算法进行了设计;用单轴振动台进行了正弦激励输入下结构自由衰减振动、正弦激励输入下结构强迫振动、正弦扫频激励、模拟地震动输入、模拟海洋波浪等5种类型荷载作用下,结构小型比例模型试验,利用Simulink进行了模拟多灾害输入下体系运动方程求解,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,主动转动惯量驱动控制系统可以较好地实现悬吊结构摆振控制,且在不同类型单一灾害源激励作用下均表现出稳定性好、鲁棒性好的控制性能,从机理上证明了该系统对多类型灾害源激励结构摆振响应控制应用的可行性。

绝缘栅型功率开关器件栅极驱动主动控制技术综述

近10年来,绝缘栅型功率开关器件的栅极驱动主动控制技术因其对开关瞬态过程可控性高、无需对主电路进行改动的优势,在高压大容量电力电子应用场合得到越来越多的关注。首先介绍了主动栅极驱动电路的基本结构与电路实现,总结了现有栅极驱动主动控制技术的研究现状。在此基础上,从控制策略的设计、控制稳定性的分析、控制参数自适应调整能力、多功能集成以及宽禁带器件的主动控制方法等方面对当前的热点问题进行分析阐释。最后,围绕该技术有待研究的问题进行了讨论,并对其发展趋势做出展望。

高压大容量电力电子混杂系统控制技术综述

高压大容量电力电子装置与系统正成为新一代电网系统和大型电力牵引系统中的关键核心设备。实现对电能可靠变换与传输的精确控制,是大容量电力电子装置和系统中的核心问题。针对电力电子混杂系统控制技术进行综述,回顾了控制理论和技术的发展轨迹以及在电力电子混杂系统应用现状。解析了电力电子混杂系统的控制规律,探讨了几种适合该混杂系统的控制方法及其发展趋势。明确大容量电力电子混杂系统中多时间尺度的连续–离散–连续一体化控制是其核心问题,进而展望电力电子混杂系统控制技术的发展方向。