数模—动模混合仿真系统的接口建模与稳定性分析

为满足现代电力系统实时仿真的发展需求,数模-动模混合仿真系统结合实时数字仿真和物理动态模拟仿真的优点,成为现代电力系统研究的重要仿真方法。接口系统是混合仿真系统设计中的核心与难点。为了深入分析混合仿真系统的稳定性,对接口系统各个组成环节进行建模得到系统开环传递函数,分别根据劳斯判据和奈奎斯特判据研究开环传递函数中不同参数对系统稳定性的影响。理论推导表明接口系统中滤波器截止频率、接口延时和阻抗模拟比对系统的稳定性影响较大,并通过所搭建的混合仿真系统进行实验,实验结果表明不同参数对系统的稳定性影响与理论推导一致。

OBE理念下液压系统建模与分析课程思政案例探索

新时代高等工程教育以立德树人为根本任务,课程思政是其核心举措,针对液压系统建模与分析课程思政存在的问题,构建显性专业知识-隐性思政知识双闭环教学模式,分析基于OBE理念的液压系统建模与分析课程的知识组成及目标导向,构建爱国主义、核心意识、导向教育、初心教育和创新教育五个方面的教学案例,实践表明,实现专业知识与课程思政的有效结合,从而促进学生思想、知识和能力的协调发展。

柔性变形翼结构设计、建模与分析研究进展

未来飞行器设计将面临空域、速域不断扩大、任务适应性要求不断提高的严峻挑战,变体飞行器可为提高飞行性能、扩大飞行包线提供新思路与新方法。采用柔性蒙皮配合相应的支撑结构成为克服传统变体飞行器缺点的主要解决方案。本文首先综述了柔性蒙皮、蜂窝支撑结构、新型智能材料在变体飞行器设计中的研究现状,然后对现有文献中柔性变形翼结构设计、建模与分析方法进行讨论。最后提出现有柔性变形翼结构设计、建模与分析方法存在的问题,以及未来可能的研究方向。

液黏调速系统传动机理建模与仿真分析

液黏传动作为一种新型的流体传动技术,其具有结构紧凑、重量轻、效率高、能实现无级调速等优势。然而由于其内部结构复杂、模型的结构和参数受温度影响较大,时变的参数导致模型的参数难于精确获取等因素,因此采用机理对其建模仿真十分困难。针对上述问题,以AMESim软件为平台,基于液黏调速机理建立了包括液压控制模型、轴向动力学模型、旋转动力学模型和负载模型在内的液黏调速系统综合模型,并建立了油膜刚度/阻尼与厚度、润滑油压和转速差的关联模型,进行了不同输入转速下的仿真与试验数据对比,结果表明液黏调速系统一体化多参数模型可以表现出实际工作中大迟滞、非线性的工作特性,在带排状态下输出转速等参数与实际效果接近,准确度达到92.39%,为液黏调速系统的结构优化、性能评估和精准控制提供验证平台。

某型飞机投水作动系统建模与同步性仿真分析

提高某型飞机投水舱门的同步性是保证灭火任务顺利完成的关键。为了开展多参数对收放作动筒同步性影响的研究工作,首先,基于投水灭火流程和投水作动系统液压原理,通过AMESim的液压元件库、逻辑库和状态机,建立了投水作动系统仿真模型。其次,通过连续投水工况仿真模拟,进行投水作动系统方案的功能性能分析,从而验证了仿真模型符合某型投水飞机工况性能要求。最后,通过批处理模式探究各敏感参数对多投水舱门收放作动筒的同步性影响。仿真表明:投水作动系统仿真模型可以实现多系统、多模式等不同任务和功能的仿真分析,电磁阀流量、负载、舱门作动筒活塞杆直径和管路直径对多缸同步性有着明显影响。

基于AMESim的多液压缸系统故障建模与仿真分析

为了评估多液压缸系统方案的可靠性和故障风险,建立一种基于AMESim建模仿真平台的多液压缸系统故障仿真模型。介绍多液压缸系统的组成和液压原理;基于AMESim建立多液压缸系统仿真模型并对供油系统、举升系统和锁止系统的仿真模型和整个系统的工作模式进行了简单介绍;结合故障注入对典型失效方式进行建模;并以齐动模式的工况为例,在不同故障模式下对多液压缸系统的影响进行分析,识别在典型故障模式下各分液压缸的运行参数变化,从而调整系统设计方案。仿真结果表明:多液压缸系统仿真模型可以实现多缸、多故障模式下不同任务和功能的仿真分析,为后续多学科耦合仿真分析、多参数优化和多液压缸系统实物设计提供了参考。

柔性直流输电系统高频振荡建模分析与抑制策略综述

柔性直流输电技术凭借其自身的经济性优势在可再生能源大规模外送和跨区输电等方面得到了广泛应用。近年来,在国内外基于模块化多电平换流器的柔性直流输电系统中发生了多起高频振荡事件,严重威胁电力系统的安全稳定运行并制约可再生能源的大规模消纳。为深入研究并解决该新型电力系统高频振荡问题,该文首先归纳了国内外实际发生的部分典型高频振荡事件及其危害。在此基础上,从振荡稳定分析、阻抗建模和抑制策略等三方面入手,总结柔性直流输电系统高频振荡的研究现状。最后,针对柔性直流输电系统的高频振荡问题,给出当前研究面临的困难与挑战,并对未来研究方向进行了展望。

考虑频率耦合特性的D-PMSG复数域阻抗建模及其特征分析

阻抗分析法因其简单有效被广泛用于含电力电子变换器的互联系统稳定性研究。然而,采用传统方法对频域序阻抗建模时,需通过非线性变换(Park变换及其反变换)进行坐标系转换,这会导致不同周期分量的卷积运算及相应的频移,其过程较为烦琐。针对上述问题,基于复向量时域微分算子,提出了永磁直驱同步发电机(D-PMSG)等效阻抗建模方法。该方法在时域周期系统稳定运行轨迹的邻域内直接进行小信号线性化,并采用指数旋转因子灵活反映系统受扰后的时变特性,结合时域微分算子等效表征互联系统控制环节的动态特性,避免了频域阻抗建模时坐标系的反复变换,大幅降低了解析建模的复杂度。此外,所提方法能够更加清晰地阐释互联系统受到扰动时D-PMSG并网逆变器产生频率耦合现象的物理意义;同时,能够说明基频电压初始相位对耦合分量相频特性的影响。最后,利用仿真验证了所提算法的有效性。

一种全向移动操作机器人建模与交互作用分析

全向移动操作机器人(Omni-directional Mobile Manipulating Robots,OMMR)是由全向移动平台以及在平台上加装一个或多个操作臂组成的具有主动作业能力的新型机器人系统。在移动平台上加装操作臂后,整个系统动力学行为的复杂性将会因为移动平台与操作臂之间的耦合效应而大大增加,涉及地面-移动平台、移动平台-操作臂、操作臂-操作环境的动态交互,给系统的建模带来极大困难。在建立OMMR运动学、静力学模型的基础上,提出了一种简化的OMMR系统动力学建模方法;基于该动力学模型,建立车-臂交互作用模型并对其交互作用进行分析。仿真和实验验证了车-臂交互作用模型的正确性,间接证明了所提OMMR系统动力学建模方法的合理性和有效性,为机器人运动规划和运动控制提供了模型数据。

基于松散耦合方法的弃土场边坡三维建模及稳定性分析:以福州市闽清县白樟池埔建筑弃土场为例

近年来大规模的旧房拆迁改造及道路建设导致弃土方量剧增,弃土场已成为城市建设的重要附属工程。由于弃土场边坡结构松散、密实性差,较天然边坡更易发生变形破坏,弃土场的安全管理备受关注。为实现复杂工况下弃土场稳定性的快速分析,通过搭建ArcGIS和GeoStudio的松散耦合方法,构建了一套集可视化建模和模拟计算为一体的技术框架。为改良模型可视化效果,配合虚拟钻孔和空间插值方法改良地层曲面精度,完善了弃土场的三维建模技术。采用Python语言为程序接口完成跨平台模型数据交换,实现全时空全方位的多工况弃土场边坡稳定性快速预测。闽清白樟池埔建筑弃土场的应用实例表明,此方案能够实现弃土场任意断面的高质量识别和复杂工况下稳定性变化规律的快速预测,可见松散耦合方法在弃土场稳定性分析过程中具有显著的适用性和实用价值。

基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统稳定性分析

中压直流柔性互联配电系统作为连接高压输电网和低压直流配电网的纽带,可实现源-网-荷-储的灵活接入,适用于未来城市能源互联网。建立了基于隔离型模块化多电平换流器的中压直流柔性互联配电系统小信号等效电路,推导了中压直流端口的阻抗模型,通过对比仿真测量与解析计算结果验证所建模型的准确性,并利用所建精确模型进一步研究电路参数和控制参数变化对系统稳定性的影响。在MATLAB/Simulink仿真平台搭建中压直流柔性互联配电系统的仿真模型,验证了所提小信号阻抗模型的准确性。

近地面系留气球-缆绳复杂系统动力学建模方法

为探究系留气球在近地面工作时缆绳系统以及整体动力学响应特性,提出了一种系留气球-缆绳复杂系统动力学建模方法.通过将系留缆绳离散为若干圆柱型刚体,并以轴套力进行连接,描述系留缆绳的柔性多体特性,对系留气球系统在稳态风环境、风廓线环境以及阵风环境下进行了系统动力学建模与仿真.开展了系留气球系统结构以及环境参数对系留气球运动姿态的影响量化分析.研究结果表明,600米高度的系留气球在相同外部载荷下,系留缆绳分段数为320段时,系统的运动响应特性较为理想.

基于可视化分析模型的汽车电控系统开发方法与应用

在汽车电控系统设计领域,为了解决传统V模式以文本方式进行系统性开发带来的设计与本源需求不一致、方案变更与风险评估可视化分析差、产品变型模块化复用难等一系列问题,提出了一种基于模型的系统工程图形化表达开发方法。该方法以V流程开发模式为原型,对系统需求分析与架构设计进行细化与分解,构建需求模型、功能模型、逻辑与物理架构设计模型,形成一套针对汽车电控系统研发的形式化建模方法,采用多视图角度对电控系统进行全面而直观描述。以汽车定速巡航功能为研究案例,使用这种方法进行定速巡航系统可视化建模分析,验证了所提出的方法在汽车电控领域的可行性及有效性,为汽车电控系统的高效研制提供方案建议。

柔性直流变压器油箱的仿真建模与振动特性分析

振动特性是变压器结构的重要性能。考虑套管与油枕对振动分析的影响,对柔性直流变压器油箱结构建立了3种有限元仿真分析模型,通过对油箱结构振动特性进行分析,给出了固有频率、模态振型以及谐响应结果与规律。结果表明:变压器油箱箱体振动分析中可以忽略套管与油枕建模;油箱箱体的低阶模态振型以长侧面与顶面的振动为主;谐响应在低频范围幅值最大;长侧面和顶面的谐响应最大幅值为短侧面的1.5倍以上;50、100、200 Hz的谐响应可能引起明显的噪声。

柔性制造系统多任务可靠性建模与分析的研究

本文首先对ＦＭＳ可靠性建模与分析的研究进行了综述；然后针对我国在ＦＭＳ可靠性研究方面存在的主要问题，提出了在ＦＭＳ多任务可靠性建模与分析方面可开展的研究工作。

基于系统架构与运行框图的机载软件故障建模与分析应用

已有技术难以规范且有效地识别机载软件故障及其原因,无法解决机载软件研制过程中应用等问题,因此提出基于系统架构与运行框图的机载软件故障建模与分析技术。首先,基于功能失效分析的机载软件故障识别方法,从数据取值、时序约束等角度识别机载软件故障;然后,基于系统静态体系架构与动态运行框图,构建故障层次组成模型以及故障逻辑关系模型,支撑机载软件故障树的规范高效建立;其次,基于标准要求和软件需求,提出软件故障原因分析与安全性需求制定策略;最后,针对机载刹车控制软件开展工程应用。结果表明:本文提出的机载软件故障建模与分析技术符合标准要求、规范可行,能够形成机载软件故障分析验证的V&V闭环。

某水电站调速系统参数测试与建模分析

通过对水电站调速系统参数进行测试,为区域电网系统仿真研究提供与实际相吻合的调节系统模型参数。以该模型为基准,对某水电站1号机组调速系统进行现场测试,满足试验要求,为保证机组及电网安全、稳定运行提供了可靠依据。

基于混杂系统的航空发动机性能退化行为建模及分析

航空发动机起飞时的排气温度裕度(EGTM)除受本身部件特性的影响外,发动机水洗、鸟击以及维修等离散事件也均能引起其突变。首先建立了发动机部件特性模型,分析了部件性能退化对EGTM的影响;然后引入支持向量回归机方法,预测了水洗事件对EGTM的影响;最后基于混杂系统模型,综合考虑了部件特性和水洗事件对EGTM的影响。通过仿真建模分析得出:与仅考虑部件性能退化相比,考虑水洗事件的发动机性能退化过程,预计可延长发动机在翼时间约1000飞行循环。基于此,可以为发动机下发决策提供参考依据。

柔性制造系统的时间Petri网建模与分析

时间Petri网是描述和验证实时系统最常用的形式模型之一。建立基于时间Petri网的典型柔性制造系统模型,利用状态类分析方法,定量计算所有可行调度及其执行时间,进而获得最优调度,为复杂柔性制造系统的建模与调度提供有效的模型支持。

新型电力系统柔性负荷建模研究综述

随着新型电力系统的不断发展,负荷侧发生了巨大变化。以柔性负荷为代表的负荷其复杂性、波动性显著提高,同时可与电网进行双向互动,给负荷建模带了新的困难,对于刚性负荷的传统建模方法已不能适应,所以亟需探索新的负荷建模方法。柔性负荷作为新型负荷的重要组成,其建模对系统有着重要的意义,应根据其新的特性采用合适的方法进行建模,使柔性负荷发挥其对于电网应有的如削峰填谷、辅助调频等作用。首先,文章介绍了传统负荷的建模原理与方法;其次,对柔性负荷建模进行综述,并对新型电力系统负荷建模进行展望;最后总结全文,为新型负荷的建模研究提供一种新的思路。