一种扩展LCL型并网逆变器有效阻尼区的超前补偿方法

考虑数字控制延迟,LCL型并网逆变器系统的有效阻尼区仅在采样频率fs的1/6以内,较窄的阻尼区间使得系统的稳定区域很小,不利于系统参数的设计。针对此问题,提出一种在阻尼环路中加入超前补偿控制器的改进方法。首先,通过分析系统的有源阻尼特性,得出加入超前补偿后系统的有效阻尼区可以扩展到(0,fR),其中fR∈(fs/6,fs/3)。接着分析了加入超前补偿后被控对象的稳定性,给出临界电容电流反馈系数与超前补偿参数之间的关系。为了扩大原系统的稳定区域,提出了一套超前补偿控制器的参数设计方法。最后通过实验进行验证,实验结果验证了所提方法的有效性。

减震结构基于模态阻尼耗能的附加有效阻尼比计算

快速准确估计附加有效阻尼比对于减震结构的设计过程具有提高工效意义。提出一种基于有效模态阻尼耗能概念的附加有效阻尼比计算方法,其物理意义明确,充分考虑了有效阻尼比的时变特性,且具有计算简单、精度高等优点。结合实际工程案例,对该方法计算值的精确性进行了验证,并与国家"抗规"方法进行了对比。

基于Bouc-Wen模型的阻尼器附加有效阻尼比解析解及应用

附加有效阻尼比是评价减震结构性能的重要参数,现有的建筑消能减震技术规程规定应采用双线性模型模拟位移相关型阻尼器恢复力性能,但该模型仅能在拟合位移下准确量化阻尼器耗能能力和附加有效阻尼比。Bouc-Wen模型能够在各级位移下准确量化阻尼器耗能,但目前缺乏基于该模型的附加有效阻尼比计算公式。对Bouc-Wen模型进行显式化解析,推导出基于该模型的阻尼器附加有效阻尼比计算公式。结合试验数据,对采用不同模型表征阻尼器耗能能力的精度进行了数值分析和对比,证明了所提方法的精确性。对基于Bouc-Wen模型的附加有效阻尼比进行参数分析,给出了其变化规律和各性能参数影响。基于有限元分析,对采用不同模型计算结构动力响应和附加有效阻尼比的差异进行了对比,进一步验证了该方法的有效性和应用价值。

黏滞阻尼器在时程分析下的附加有效阻尼比研究

为了研究消能减震结构中黏滞阻尼器在时程分析中所提供的附加有效阻尼比,从阻尼力做功(阻尼能)的角度出发,建立阻尼能与附加有效阻尼比在时程过程中的关系,提出附加有效阻尼比的理论计算公式,并建立有限元分析模型来验证该公式,对比消能减震结构与等效结构的阻尼能。结果表明,该阻尼比计算公式比现有的其它公式具有更强的通用性及合理性,适用于计算黏滞阻尼器在任意时程分析过程中的附加有效阻尼比,且消能减震结构与等效结构具有相同的阻尼能。

一种基于液压有效阻尼的独立变桨系统

1.一种基于液压有效阻尼的独立变桨系统,其特征在于:每个叶片均具有独立的变桨装置,所述变桨装置包括变桨控制器、压力检测装置、液压执行机构及液压阻尼器,所述液压执行机构分别连接液压阻尼器和变桨控制器,每个叶片的液压执行机构连接的压力检测装置分别连接三个叶片的变桨控制器,且三个叶片的变桨控制器相互连接,每个叶片的液压执行机构分别与风力发电机组的液压站连接。

基于多层框架结构的楼层阻尼比修正的仿真研究

附加有效阻尼比的确定是消能减震结构设计的关键。为探究布置消能器楼层数的不同对结构设计安全性的影响,以新疆地区某多层钢筋混凝土框架结构为研究对象,采用非线性时程分析方法和等效结构模型的振型分解反应谱分析方法,基于各楼层剪力计算结果,引入楼层阻尼比修正系数k mn,对等效结构模型的附加有效阻尼比进行迭代修正。结果表明:采用小震时程分析阻尼比的等效结构模型,其楼层阻尼比修正系数随着阻尼器布置楼层数的逐渐增加呈现出先增后减的趋势,当阻尼器布置层数为楼层总数的3/5时折减率最低;采用中震时程分析阻尼比的等效结构模型,当阻尼器布置楼层数不少于2/5时,可满足设防要求;对于多层框架结构,考虑综合成本,黏滞阻尼器的布置楼层数可不采用满布的形式。

粘弹性复合材料的有效三维阻尼矩阵预报与能耗计算

提出了一种计算纤维增强复合材料粘弹性阻尼和能耗的新方法。在层片的层次上 ,基于各向异性粘弹性理论导出以阻尼矩阵表示的材料能耗计算公式。在层板的层次上由能量等效原理得到有效阻尼矩阵。由此 ,可由层板的有效应力和有效应变计算出其能量耗散进而得到比阻尼。其中的关键点是有效阻尼矩阵的推导 ,最终得到的有效阻尼矩阵是各单层阻尼系数、体积分数、刚度系数以及层合板有效刚度系数的函数。用有效阻尼矩阵计算能耗可以适用于任意复合材料的应力应变状态 ,这对于粘弹性复合材料结构能耗的数值分析尤其重要。最后将该理论应用于几种情况下的复合材料的能耗和比阻尼分析 ,算例表明与其它的理论预测和试验相比吻合良好 。

考虑防屈曲支撑力学参数非对称性的有效阻尼比

介绍了防屈曲支撑力学参数非对称现象,研究了考虑这种力学参数非对称性的恢复力滞回模型,推导了基于两种抗震设防概念的有效阻尼比的计算公式,以及基于位移的有效阻尼比的计算公式。适用于用等效静力法及弹塑性静力分析法进行抗震设计。研究了提高结构有效阻尼比的因素以及在结构抗震减震设计中应注意的问题。就结构抗震减震设计、质量管理提出了建议。

BRB消能减震结构设计中附加有效阻尼比计算方法分析研究

依据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）提出的消能减震结构设计中附加有效阻尼比的确定方法,结合实际BRB消能减震结构,采用包络法、时变法及综合法三种取值方法,分别计算BRB的附加有效阻尼比,将计算所得附加有效阻尼比叠加回原结构,对叠加后结构进行弹塑性时程分析,对比其与BRB消能减震结构的响应。结果表明：包络法计算简捷、精度略低,计算结果较安全保守;时变法计算繁复、精度较高,较符合实际;综合法计算繁复程度和精度均介于包络法和时变法之间,此研究可为BRB消能减震结构计算附加有效阻尼比提供参考,亦可作为其他位移及速度型消能减震结构计算附加有效阻尼比的参考。

基于应变能法的附加有效阻尼比时变计算方法研究

《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)及《建筑消能减震技术规程》(JGJ 297—2013)给出的消能减震结构设计中附加有效阻尼比取值计算方法为包络计算方法,使得计算结果偏于保守,计算精度相对较低。针对以上问题,提出了基于应变能法的附加有效阻尼比时变计算方法(时变法),通过消能减震实际工程分析验证了该计算方法的合理性与精确性。结果表明,'时变法'计算所得附加有效阻尼比结果合理,更加吻合实际情况,具有更高精度。

不同水准地震作用下铅消能器附加给结构的有效阻尼比及其设计取值研究

基于现行建筑抗震设计规范规定的计算方法,推导了铅消能器附加给具有双线性模型的可以简化为单自由度体系的结构有效阻尼比计算公式,研究了不同水准地震作用下有效阻尼比的变化规律,结果表明:有效阻尼比随结构变形的增加而变化,在结构屈服前有效阻尼比先增后减,在结构屈服后,其弹性势能降低,合理设计的铅消能器附加给结构的有效阻尼比随变形增加而增大。该文对铅消能器的设计原则进行了讨论,并给出了抗震设计中铅消能器附加给结构的有效阻尼比的取值方法。

基于功率的附加有效阻尼比计算方法研究

消能减震结构附加有效阻尼比计算一般采用基于能量的应变能法。相比能量,功率反映能量的耗散效率,具有瞬时特性,对于速度相关型消能器,风振设计时经常要求计算功率,使用功率计算附加有效阻尼比将更加合理直接。推导了基于功率的附加有效阻尼比计算方法(功率计算方法),比较功率计算方法与应变能法的差异性,通过一个多层与一个超高层工程实例对功率计算方法与应变能法的计算效果进行研究。结果表明,应变能法计算结果较为保守,功率计算方法计算结果更符合实际。建议计算速度相关型消能器附加有效阻尼比时优先采用功率计算方法。

LCL型并网逆变器新型电容电压有源阻尼策略

在弱电网条件下,数字控制延时会导致虚拟阻抗呈现负阻性,无法起到阻尼效果,因此并网逆变器在电网阻抗变化情况下不能稳定运行,鲁棒性受到严重威胁。针对上述问题,提出一种双线性正反馈有源阻尼策略,以扩大系统的有效阻尼区。为了节省传感器成本,将其优化为电容电压正反馈有源阻尼策略,在电容电压两端添加合适的正反馈阻尼环节,使得系统的有效阻尼区扩大为(0,0.477f3)。分析结果表明该策略使得并网逆变器在弱电网条件下始终具有良好的鲁棒性,即使谐振频率等于1/6采样频率时,系统也具有较好的稳定性。最后,以三相LCL型并网逆变器为例进行实验验证,实验结果验证了该策略的正确性。

消能减震结构中附加有效阻尼比计算的程序实现和计算实例

消能减震构件的布置能有效增强结构的抗震性能,但在实际计算其附加有效阻尼比时,会遇到弹塑性时程分析结果的处理流程繁琐、数据量庞大、地震波选择、计算结果适用性判断、耗能构件布置合理性判断等问题。根据三种计算方法进行逻辑流程的梳理和程序化的编制,求解其附加有效阻尼比,并通过可视化界面进行结构响应的各类指标曲线显示,为工程分析结果的自动化后处理和工程判断提供有效指导。对布置有屈曲约束支撑的三种不同体系的项目选择二十余条地震波进行弹塑性时程分析及自动化计算。结果表明,在几种体系中,不同计算方法的附加有效阻尼比求解结果基本一致,而对短周期结构需结合时程应变能曲线等指标综合判断取值。

汽车油气悬架不对称阻尼特性研究

针对油气悬架不对称阻尼对车辆减振性能的影响,以某农用运输汽车为研究对象进行了建模、试验和优化研究。首先,建立整车Recurdyn多体动力学模型和油气悬架AMESim模型的联合仿真模型;其次,通过油气悬架试验和仿真结果对比,修正油气悬架AMESim模型中的重要参数;然后,利用油气悬架复原和压缩行程的有效阻尼孔截面积比来表征不对称阻尼,分析其对车辆减振性能的影响;最后,在近似模型处理的基础上,使用Isight软件对复原和压缩行程的有效阻尼孔截面积比进行组合优化。结果表明,重要参数修正后的油气悬架AMESim模型准确可靠;优化后的油气悬架复原和压缩行程的有效阻尼孔截面积比明显提高了车辆减振性能。

设置金属阻尼器的框架结构改造项目设计研究

介绍某综合办公楼改造项目应用消能减震加固技术实例。通过在原结构的某些部位附加剪切型金属阻尼器消能部件,实现减震结构的各项指标符合抗震要求。重点针对剪切型金属抗震阻尼器的计算模拟取值、消能子结构抗震验算等内容进行了分析研究。总结的剪切型金属抗震阻尼器分析与设计的要点,可供今后类似加固改造项目参考使用。

剪切增稠液及阻尼器性能研究

以聚苯乙烯-丙烯酸乙酯纳米粒子为分散介质,制备剪切增稠液(Shear Thickening Fluid,STF),研究以STF为工作介质的双出杆式阻尼器动态性能,利用流变仪测量STF流变特性。实验结果显示,STF粘度特性曲线呈现明显非线性:低剪切速率时轻微剪切变稀(shear thinning);达临界剪切速率后剪切增稠(shear thickening)。利用MTS对阻尼器进行不同频率、不同振幅加载条件下的动态测试,结果表明,阻尼器工作在STF剪切增稠区间时,STF粘度急剧增加,储能模量、耗能模量迅速增大,阻尼器输出力跃升,表现出巨大的吸收及耗能能力。采用以有效刚度、有效粘滞阻尼建立线性模型,定性评价STF阻尼器的弹性特性、阻尼特性。

酚醛树脂种类及用量对天然橡胶/溴化丁基橡胶高阻尼胶料性能的影响

研究酚醛树脂种类及用量对天然橡胶(NR)/溴化丁基橡胶(BIIR)高阻尼胶料性能的影响。结果表明:与采用热塑性烷基酚醛树脂203的胶料相比,采用热反应性辛基酚醛树脂HY-2045的胶料的硫化速率较快,邵尔A型硬度和拉伸强度较高,拉断伸长率略低,有效阻尼温域较宽;随着热反应性辛基酚醛树脂HY-2045用量的增大,胶料的有效阻尼温域呈现变宽的趋势,但高温区域(>0℃)的阻尼性能呈现下降的趋势。

进口预旋下三种典型迷宫密封转子动力特性研究

为探讨考虑进口预旋的迷宫密封转子动力特性,基于Murphy小位移涡动理论建立气流激振力与转子涡动位移的控制方程,采用用户自定义函数建立多频椭圆涡动模型,利用FLUENT动网格技术数值求解直通齿式迷宫密封(SLS)、倾斜齿式迷宫密封(ILS)和阶梯式迷宫密封(STLS)在不同预旋比下的激振力,通过快速傅里叶变换得到整机运行时的密封动力特性系数,并对转子稳定性和密封的泄漏量进行分析。结果表明:在40~180 Hz涡动频率范围内3种密封结构的直接刚度系数呈先减小后增大的趋势,表现出很强的频率相关性,而密封结构与进口预旋对阻尼系数的影响可以忽略;阻尼系数随涡动频率增加缓慢减小至负值并趋于平稳,其中STLS的阻尼系数最小,稳定性最差,ILS的稳定性最好;增加进口预旋比会降低有效阻尼系数,并导致泄漏量降低;STLS在不同预旋条件下的密封性能均最佳,相比于SLS与ILS的泄漏量分别减少了15%和7%;在研究的20~200 Hz涡动频率范围内3种类型迷宫密封的交叉刚度由负值增大为正值,而有效阻尼减小为负值,此时迷宫密封转子系统稳定较差,可能会诱发转子失稳。

提高LCL型并网逆变器鲁棒性的延时补偿策略

在LCL型并网逆变器中,数字控制延迟会影响传统电容电流反馈有源阻尼(CCFAD)的有效阻尼区间,LCL滤波器的谐振频率必须低于系统采样频率的1/6,否则虚拟阻抗对应的虚拟电阻为负值,影响系统的稳定性。针对此问题,提出了一种扩展CCFAD的有效阻尼区间的控制策略,在一阶相位超前补偿器的基础上加入积分环节,理论分析证明了所提控制策略可以将虚拟电阻呈正阻尼特性的区域扩展到(0,0.35fs),进一步扩大了有效阻尼区间。同时,提出了一套参数设计方法,根据稳定裕度约束条件得到补偿器参数的可取值范围。最后通过仿真和实验表明,在弱电网下该控制策略相比传统CCFAD控制策略具有更好的鲁棒性,验证了所提控制策略的正确性和有效性。