对接仿真试验台杠铃式质量惯量模拟技术研究

针对地面航天器对接动力学全物理仿真试验台,提出采用质量惯量模拟技术模拟航天器的质量、惯量特性,以便灵活的适应不同吨位航天器对接试验。设计了杠铃式质量惯量模拟结构。介绍了杠铃式模拟件的结构特点,确定调整参数,调整范围,对模拟误差进行了分析。结果表明杠铃式质量惯量模拟件模拟准确,调整简单、方便。

超大惯量模拟方法在空间转位装置中的应用研究

在空间对接地面实验中,为测试空间转位机构的工作性能,采用基于双轴惯量模拟理论设计一种新型空间转位实验装置,提出了利用惯量模拟增速机构模拟空间站的大惯量负载的方法。采用Lagrange法建立空间转位系统的动力学方程,通过分析转动关节惯量耦合参数确定转位装置结构;对空间转位装置中的转位机构与增速机构组成的双臂模型运动轨迹进行了唯一性证明;利用Sim Mechanics和ADAMS软件对转位装置进行了运动学仿真,仿真结果表明:系统能够实现利用小质量装置模拟空间站的大惯量负载的目标,在给定实验初始条件的情况下,转位装置能够很好地完成实验舱的转位和制动,说明该装置具有很好的创新性和应用性。

模糊自整定PID在制动器试验台电惯量模拟应用

针对传统盘式制动器负载存在的问题,提出了一种电惯量模拟负载的方法,设计一种基于虚拟仪器(LabVIEW)制动器试验台的模糊自整定PID控制器。在LabVIEW软件开发平台中利用模糊自整定PID控制方法,实时控制异步电动机的转速和惯量盘的摩擦能量,使试验系统在较小机械惯量配置的前提下,实现对试验系统惯量的无级调整,达到机械惯量电模拟的目的。试验证明采用电惯量模拟后,系统的性能明显优于采用大飞轮式的机械惯量制动器试验台,提高了试验台的自动化程度。

混合惯量模拟试验台架设计方法的研究

文章论述了车辆制动器综合性能测试中的混合惯量模拟试验台架的动力学模型。根据对动力学模型的分析,提出了以电机功率最小为选择原则的试验台架设计方法。并阐述了基于误差最小和惯量最小原则的电机功率和系统惯量调整方法。通过计算和比较,验证了方法的可行性和适用性。文章论述的方法对其它大惯量台架的电机选型和惯量选取同样具有指导意义。

航空刹车动力试验台电惯量模拟控制方法的研究

电惯量模拟是航空刹车动力试验台的重要技术,本文通过鼓轮-机轮受力分析及能量守恒定律提出了鼓轮能量补偿法,建立了鼓轮能量补偿法数学模型,模型不受制动力矩变化的限制,更加真实的反映了实际的飞机刹车过程,且模型算法有效的消除了由于每次力矩输出控制误差造成的能量累积误差,提高了能量补偿精度。

汽车试验台惯量模拟方法的研究

惯量模拟装置是车辆制动性能台架测试的关键装置,电惯量模拟是其主要的研究方向。阐述了电惯量模拟的控制方法,并对机械惯量模拟方法、液压惯量模拟方法和电惯量模拟方法进行了对比,说明了电惯量模拟方法相较于其他两种模拟方法在模拟车辆制动情况方面的优越性。针对电惯量模拟装置无法模拟变力矩制动的情况,提出在电惯量模拟装置的基础上加入减速器装置,利用减速器的输出扭矩来解决这一问题的想法。

基于电惯量模拟和电能量回馈的汽车离合器试验台设计

设计了一种新型的汽车离合器试验台,该试验台利用两个变频电机模拟汽车动力和载荷,使用电液比例控制系统实现离合器接合/分离控制,应用机械惯量和电惯量共同模拟实现惯量的无级模拟,通过共直流母线实现电能量回馈。实际使用表明,该试验台很好地模拟离合器的工作状况,试验功能全面,节能效果好。

惯量模拟桥总成在线检测试验台的研究

为了更准确的检测桥总成的装配质量,同时为了模拟桥总成的实际工况,在分析汽车行车制动原理的基础之上,对载重车辆车桥总成制动性能在线检测试验台进行了研究。根据汽车旋转质量的惯性力偶矩可以转化为直线平移质量的惯性力的原则,以惯量模拟作为试验台设计的出发点,提出了试验台的基本布置方案,阐述了车桥总成制动性能在线试验台的基本工作原理,给出了惯性飞轮的计算过程。最后给出了该试验台的实际应用。

基于改进型二阶广义积分器-锁频环的储能变换器惯量模拟方法

针对基于二阶广义积分器-锁频环(SOGI-FLL)原理的储能变换器惯量模拟方法,易受电网电压中所包含的特征次谐波干扰而存在高频纹波的问题,提出一种基于改进型SOGI-FLL (ISOGI-FLL)准确检测频率微分信号的惯量模拟方法,即在SOGI-FLL的控制回路中嵌入频率自适应陷波器以形成基于ISOGI-FLL原理的惯量模拟改进方案,然后给出ISOGI-FLL的参数设计方法,并利用Matlab/Simulink仿真结果验证并分析其有效性。最后建立一套包含1台440 kW柴油发电机组与2台100 kVA储能变换器的柴储微网实验平台,实验结果验证了所述控制方法的正确性。

电动汽车复合制动试验台惯量模拟设计与分析

电动汽车再生制动研究需要具有惯量模拟功能的制动试验台,但由于汽车制动具有大能量和大功率的特点,在模拟整车惯性时需要较大质量的飞轮,给安装和使用等带来困难。为减小飞轮质量,文中提出在滚筒与飞轮之间加入减速器的惯量模拟结构,并推导采用该结构的惯性飞轮的转动惯量、质量和尺寸计算公式,结果表明增大减速比和减小滚筒半径均可有效减轻飞轮质量;同时分析了采用滚筒边缘线速度模拟车速的合理性,证明汽车质量模拟可通过飞轮惯量线性叠加获得,通过实例计算和对比分析获得了惯性模拟优化方案。

飞机刹车动力试验台机电混合惯量模拟技术研究

飞机刹车动力试验台对于飞机刹车系统的研制具有重要的作用。通过分析当前试验台惯量模拟技术的优劣,提出了新的机电混合惯量模拟技术。应用该技术建造该类设备或改造已有设备,可提高动力试验精度,降低设备的造价,同时大幅减少设备的能耗及试验成本,具有节能降耗的示范意义。

智能网联汽车台架试验平动惯量模拟系统开发

为有效评价智能网联汽车性能,开发应用于智能网联汽车台架试验的平动惯量模拟系统。设计平动惯量模拟系统的机械结构和基于动态矩阵预测控制(dynamic matrix predictive control,DMC)的电惯量模拟控制策略,试验台采用机械惯量与电惯量耦合的方式实现汽车平动惯量模拟。通过限速标志识别及响应场景测试、人行横道线识别及响应场景测试验证平动惯量模拟系统的有效性。实车测试结果表明:电惯量模拟施加实际转矩能够有效跟随理论转矩,误差小于1 N·m,时间滞后约0.1 s,满足惯量模拟的要求。通过机械惯量与电惯量耦合的方式,可在测试过程中准确还原车辆在真实路面加速、减速和制动的行驶状态,实现了在室内试验环境下对智能网联汽车进行台架检测。

基于飞轮-发电机组惯量模拟系统研究

随着铁路交通的蓬勃发展,如何对机车的性能进行完整而高效的测试是目前提高铁路运能所面对的重要问题。运用机车滚动试验台是一种高效的整车测试方法,能减少机车的线路测试时间,大幅度提高测试效率。在运用机车滚动试验台进行动态制动试验时,必须对机车运行惯量进行模拟,以尽量确保动态试验制动过程工况与实际线路上运行时制动工况的一致性。本文提出了一种基于飞轮-发电机组的惯量模拟方式对机车制动特性进行模拟试验研究,并搭建了小功率惯量模拟试验台,取得了较好的试验研究成果。

基于飞轮发电机组惯量模拟系统研究

随着铁路交通的蓬勃发展,如何对机车的性能进行完整而高效的测试是目前提高铁路运能所面对的重要问题。运用机车滚动试验台是一种高效的整车测试方法,能减少机车的线路测试时间,大幅度提高测试效率。在运用机车滚动试验台进行动态制动试验时,必须对机车运行惯量进行模拟,以尽量确保动态试验制动过程工况与实际线路上运行时制动工况的一致性。本文提出了一种基于飞轮-发电机组的惯量模拟方式对机车制动特性进行模拟试验研究,并搭建了小功率惯量模拟试验台,取得了较好的试验研究成果。

列车制动试验台电惯量模拟范围研究

利用电模拟惯量转矩控制模型,在制动力矩-电模拟惯量二元函数关系基础上,分析了电模拟惯量的大小范围与制动力矩、电机转矩的关系,并探讨了制动力矩及电机输出转矩对正、负惯量的模拟范围的影响.提出了针对实际的列车制动过程的转速-制动力矩-电模拟惯量三元关系,根据实际试验台参数进行计算,得到三维电惯量模拟范围,从而实现了列车制动试验台惯量模拟范围的确定.由三维电惯量模拟范围可知,在不同的制动力矩及转速条件下,列车制动试验台电惯量模拟范围不同,并且存在惯量模拟的极小值点.三维电惯量模拟范围对于评价制动试验台模拟实际列车载荷的能力具有重要意义.

基于超级电容的新能源惯量-阻尼-电抗综合模拟控制方案

光伏、风电等新能源发电大规模接入电网逐步替代传统同步机,导致电网惯量和阻尼水平不断下降,威胁电网安全稳定运行。针对上述问题,提出了一种基于超级电容的新能源惯量-阻尼-电抗综合模拟控制(composite inertia-damping-impedance emulation control,IDIE)方案。通过联立同步机转子运动方程和超级电容功率动态方程,并结合同步机功率传输方程,设计了通过控制超级电容有功功率以综合模拟同步机旋转质量、阻尼绕组和绕组电抗三者物理特性的核心算法。并利用小信号稳定性分析对方案关键参数进行优化。最后,基于控制器硬件在环试验在各种暂态工况下对IDIE方案进行了评估。结果表明,IDIE方案在灵活模拟同步机惯量的同时,可通过配置优化模拟阻尼和模拟电抗,保障频率稳定性,支撑电网动态运行。

惯量模拟装置在新能源发电中的应用

在实施“碳达峰、碳中和”战略的大背景下,绿色、清洁、低碳的新能源得到了前所未有的重视和大力发展。风能、太阳能等代表性的新能源,从小规模试验走向大规模商用,逐渐大量接入电力系统,成为电力供应的重要组成部分。然而,新能源的广泛应用,同时也对电力系统的安全稳定运行带来了一系列的挑战和问题。

新型电力系统惯量-频率“云-网-端”感知与控制技术展望

在国家碳达峰、碳中和的目标下,建设新型电力系统是电力系统低碳转型的必然趋势。然而随着大规模新能源的接入,电力系统正逐步向高比例新能源和高比例电力电子设备的“双高”趋势发展,未来电力系统将面临严峻的频率稳定问题。为应对新型电力系统惯量-频率安全运行与控制方面的挑战,围绕调频资源优化“云”、实时惯量感知预警“网”和新能源惯量补偿“端”3个维度,阐述了开展新型电力系统感知与控制研究的必要性和技术体系,论述了开展基于系统近实时频率动态预测的调频资源优化配置方法研究进展,探讨了基于同步相量测量单元的全网惯量态势感知及可视化预警技术方法,归纳了基于超级电容储存能量的新能源构网惯量模拟技术研究现状,最后对未来新型电力系统惯量-频率“云-网-端”技术的发展趋势进行了展望。

探究汽车机械惯量电模拟技术

汽车在运行过程中,驱动系统需要满足汽车在各个速度下的动力性,也需要满足汽车在各个速度下的操纵稳定性,而这些性能的实现都与汽车驱动系统的动力学性能相关。由于汽车驱动系统与被驱动机械结构存在一定的耦合关系,因此通过电机驱动模拟器进行动力性能模拟分析是十分必要和有意义的。本文从驱动系统的动力学性能入手,研究了惯性电模拟技术在汽车驱动系统动力学性能分析中的应用。

同步器试验台机械转动惯量电模拟复合控制

针对同步器试验对转速稳定性的要求和机械飞轮模拟转动惯量的缺点,提出一种基于扰动观测技术和连续终端滑模的机械转动惯量电模拟复合控制。首先,将同步摩擦扭矩视为外部干扰,并考虑扭矩跟踪误差以及系统参数变化,建立驱动电机动力学模型;其次,根据实际电磁扭矩和转速应用广义比例积分观测器估计驱动电机受到的集总扰动;再次,基于连续终端滑模设计电机转速控制器,并根据转动惯量电模拟原理将估计扰动融入转速控制器形成复合控制,通过李雅普诺夫稳定性理论分析闭环系统的稳定性;仿真实验验证了所提方法的有效性。