风力机气动力不对称故障建模与仿真

风力机气动力不对称故障对风力发电机组的安全稳定运行有很大的影响,传统的基于振动的故障诊断方法需要在风力机上安装大量的传感器,成本较高,可靠性也较差。近年来,已有学者采用基于电信号的故障诊断方法对该故障进行了实验研究,但未对该诊断方法进行理论上解释。笔者研究了气动力不对称故障下的风力机的塔架振动和气动力的耦合规律,阐述了造成电功率波动的机理,指出电功率的波动来源于塔架的振动,建立了整个风力机组故障状态下的模型,仿真得到了故障条件下的塔架振动信号与电功率信号,对仿真得到的振动信号与电信号进行信号处理。结果显示其中均出现了叶轮旋转的一倍频分量,与德国ISET等实验研究的结果相符,对开发新的故障诊断算法具有重要意义。

电磁发射超高速弹丸转速闭锁分析

针对电磁轨道发射超高速弹丸由于出口扰动、气动不对称等因素引起的转速闭锁现象,从转速闭锁原理、转速闭锁建模、转速闭锁边界分析等方面开展研究,并结合试验数据对转速闭锁模型进行了验证。仿真和试验结果表明:该文建立的转速闭锁模型能够揭示电磁发射超高速弹丸的转速闭锁特性,仿真与试验结果吻合;弹丸初始扰动角速度越大,越不容易产生转速闭锁;存在一个与弹丸俯仰和偏航运动频率相对应的值,当不对称滚转舵控角度越接近这个值时,越容易发生转速闭锁。该文的仿真与分析结果为电磁轨道发射超高速弹丸的转速闭锁设计与控制奠定了理论基础。

单通道控制的旋转弹锥形运动稳定性研究

锥形运动是旋转弹角运动的基本形式,其稳定性问题一直是旋转弹领域的研究热点。以一对鸭舵作用下的单通道控制旋转弹为研究对象,给出了弹体坐标系下的线性化角运动模型,通过数值仿真,揭示了一对鸭舵带来的气动不对称对其角运动特性的影响规律。利用劳斯判据,给出了解析形式的锥形运动稳定条件,该条件可等效为锥形运动稳定条件下的转速范围,不同转速下的仿真结果证明了该稳定条件的正确性。在相同的转速条件下,正弦式鸭舵的控制频率在慢模态衰减频率附近时,可诱发强烈的共振不稳定。研究结果可为一对鸭舵作用下的旋转弹总体设计及制导控制系统设计提供参考。