考虑多控制环耦合的并网逆变器非线性建模及仿真分析

随着新能源发电技术的快速发展和电力电子化设备的规模化应用,电力电子化已成为新型电力系统的重要发展趋势。并网逆变器作为新能源接入电网的重要接口,其暂态稳定性对电力系统的稳定可靠运行尤为重要。并网逆变器具有多控制环耦合与强非线性的特征,因此建立其非线性数学模型是分析其暂态稳定性的重要基础。然而,已有的研究大多是基于小信号建模或只考虑单一控制环节的简化非线性建模,不能完全表征并网逆变器在大扰动条件下的暂态响应。因此,充分考虑并网逆变器多控制环耦合特性,建立其全阶非线性暂态模型,包含功率下垂控制环、锁相环,电压电流双闭环控制。为了便于模型应用,采用奇异摄动法推导了非线性降阶模型。利用Matlab/Simulink时域仿真和RT-Lab实时仿真,验证了全阶模型和降阶模型在小扰动和大扰动下的准确性。在非线性降阶模型的基础上进行线性化,并利用小信号方法分析了系统参数对稳定性的影响。所建立的并网逆变器非线性暂态模型具有较高的模型精度和实用性,可为电力电子化电力系统的暂态稳定性分析提供数学模型基础。

人机环耦合效应下卫星天线装配概率风险分析

卫星天线展开机构装配工序复杂,主要依赖人工装调,装配过程中可靠性安全性风险因素众多且相互耦合,直接影响天线装配质量和效率。为此,提出一种基于贝叶斯网络的概率风险评价方法。首先,在全面识别装配过程风险因素的基础上,构建事件树模型,并采用贝叶斯网络建立考虑人机环风险耦合的中间事件可靠性模型。然后,采用人因可靠性等方法进行模型量化与不确定性分析,并开展敏感性分析与风险重要度排序。最后,以某型星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)天线展开机构为例,说明了所提方法的工程适用性。该方法可为飞船、运载火箭等人机耦合系统的风险分析与量化提供一定的参考。

多环耦合机构末端件自由度计算的等效法

针对新型耦合机器人与常见并联机器人机构结构的迥异性,提出一种适应多环耦合机构末端件约束分析和自由度计算的新方法,此方法的主要思路是将多环耦合机构转化为并联机构。提出机构拆分原则,将连接输入和输出的部分拆分为多个独立单元体。应用螺旋理论逐一分析拆分出的单元体中各个耦合节点构件相对于机架的独立运动,将含耦合结构的独立单元体等效为一个串联分支,整个机构就等效为一个并联机构。分析等效并联机构各分支的运动螺旋系和约束螺旋系,采用二次反螺旋求得机构末端件的自由度。应用提出的等效替代法计算一个耦合机构的自由度,计算结果与原型一致,表明提出的新方法能够有效化简耦合机构的复杂性并正确求得自由度。

基于POC法的多环耦合并联机构拓扑特征分析

应用基于POC集和SOC单元的并联机构拓扑结构设计方法(简称POC法),对2个典型的多环耦合机构进行了拓扑特性分析,分析表明,需要在相应的自由度公式和约束度公式中,减去相应的'耦合次数',才能计算出正确的机构自由度和耦合度,拓扑特征的总体计算过程、步骤和一般并联机构的拓扑特征分析相同;同时表明,POC法能有效分析多环耦合并联机构,且物理、几何意义明确,操作简便易懂;多环耦合机构的结构看似复杂,但其耦合度相对较低,其运动学、动力学分析并不很复杂,因此,也具有一定的应用推广价值,当然,其应用的背景本身有待探索。

基于独立运动分流标记法的多环耦合机构自由度分析方法

基于运动分流法,提出一种改进的多环耦合机构的自由度分析方法,可将复杂的多环耦合机构拆分成多个运动独立的链.应用螺旋理论分析独立运动链所含耦合节点相对于机架的独立运动,并用广义运动副等效代替,整个机构就可以等效为一个并联机构.通过分析等效并联机构的运动和约束螺旋系,即可确定多环耦合机构动平台的自由度数目和性质.将提出的方法应用于一种Hoberman Switch-Pitch魔球机构的自由度分析,验证了该方法的有效性及简单性.

基于IVM-AHP的人-机-环耦合系统应急救援脆弱性分析

为减少应急救援次生事故的发生,提高该过程人-机-环耦合系统的鲁棒性,有必要对应急救援进行脆弱性分析。在改进的脆弱性模型(IVM)定性分析的基础上,通过解析事故现场应急救援脆弱性的影响因素,并运用层次分析法(AHP)计算脆弱性影响因素对事故应急救援的相对权重,从而得出导致应急救援脆弱性的关键因素排序。结果表明:事故致死范围、设备内介质危险性、设备自身可靠性、周边环境中的危险源、紧急停车可靠性等因素对应急救援脆弱性有关键性的影响。

一类对称三自由度移动多环耦合机构的构型综合

针对三自由度移动多环耦合机构开展构型综合,提出了通过添加耦合支链将并联机构向等自由度多环耦合机构转变的2个基本原则.根据这2个基本原则,基于三自由度移动并联机构3-(RRR)RR综合出有等自由度性质的一类对称多环耦合机构.首先,根据单闭环自由度公式确定耦合支链上运动副的个数.然后,为避免出现瞬时机构,分析耦合支链上运动副的种类.最后,通过对耦合支链的组装,综合出了一类具有一、二级耦合节点的对称三自由度移动多环耦合机构.

基于约束法线的多环耦合机构自由度分析计算

针对空间多环耦合机构比空间并联机构更加复杂,运动链之间通过运动副作用于耦合构件产生了更多的约束作用,提出了一种适用于多环耦合机构的自由度计算新方法。首先,确定机构中的耦合构件,结合运动副约束法线分布,把机构中各构件之间通过运动副产生的约束,简化成约束点上法线的分布;然后,将耦合机构的自由度分析转化为分析各个耦合构件的约束法线几何关系,根据建立的约束法线几何关系对自由度的判定理论,分析判定耦合构件的自由度性质,并确定各耦合构件的过约束数目;最后,通过机构的连续性确定虚约束数目,代入自由度计算公式,得到多环耦合机构的自由度。结合实例分析可知,新方法不仅可以求得各耦合构件的自由度,还可准确计算耦合机构的自由度。新方法理论依据充分,物理意义明确,可有效应用于耦合机构的自由度分析。

时滞影响下的环式耦合混沌神经元同步

由于突触连接,神经元之间的信息传递普遍存在着时滞效应.本文讨论时滞对四个环式耦合混沌HR(Hindmarsh-Rose)神经元的同步动力学行为影响.通过计算同步差,发现适当的时滞会诱发或增强混沌神经元间的完全同步,即时滞的作用使耦合系统在较小的耦合强度下存在稳定的同步状态.进一步还发现时滞会诱发神经元间出现相位同步,增大在相同步窗口.此外,在完全同步出现可以观察到由时滞诱发的一些复杂现象,包括近似同步与相位同步之间的转迁等.

分数维环式单向耦合Lorenz系统的同步

主要采用分数维方法,基于Laplace变换,对环式单向耦合的3个Lorenz混沌系统的同步进行了研究,并对取得的结果作了相关数值模拟,模拟结果证实我们取得的成果的正确性和有效性.

耦合极限环系统同步的振幅效应

研究了耦合极限环系统同步的振幅效应 .结果表明 ,耦合系统中振子的平均频率随耦合强度的变化过程表现为同步分岔树结构 ,而振子的平均振幅随相同步的进程却是由均匀化逐渐分岔而达到非均匀化的过程 .

HIRFL新B1聚束器耦合环的设计与计算

通过将聚束器腔体等效为 RLC并联回路 ,求得了功率馈入耦合环与腔体的互感及自感的公式 ,根据对腔体的计算结果求出了在聚束器的工作频段内达到阻抗匹配所要求的互感变化范围 ,并在该互感变化范围内设计了可移动的耦合电感环 ,计算了它的自感及整个腔体的剩余电感。

耦合圆环的滚动模式

将耦合圆环在地面上的纯滚动分解为质心平动和绕质心的转动,给出了滚动的几何表示和体系的运动方程,数值求解运动方程,画出了圆环与地面接触点轨迹.

耦合极限环系统的混沌研究

在考虑振子振幅变化的情况下 ,耦合极限环系统的随着耦合强度的增大出现了混沌 ,当耦合强度超过临界值时 ,混沌又会消失而成为准周期运动 .

非对称耦合微环谐振腔灵敏度的理论研究

为实现高灵敏度微环谐振腔传感器,开展了光波导模式的理论研究。根据微环谐振腔的输出光强随有效折射率变化的规律,分析了耦合因子和衰减因子对非对称耦合微环谐振腔灵敏度的影响,以及波导间距与交叉耦合因子的关系,确立了波导间距与器件灵敏度的对应关系。仿真优化结果表明,当衰减因子为0.99,自耦合系数为0.953 5,波导间距为0.13μm时,器件灵敏度的归一化最大灵敏度可达0.879。研究结果可为高灵敏度双直波导微环谐振腔的实现提供理论依据。

一种多环耦合机构的自由度分析方法

多环耦合机构作为一种具有复杂耦合特性的机构,因支链间存在层层嵌套的关系,支链提供的约束和运动并非直接作用于机架和动平台,导致机构自由度计算困难。受神经生物学反射活动的启发,针对多环耦合机构自由度分析这一难题,提出一种多环耦合机构的解耦方法及自由度求解方法。首先将神经生物学中的概念映射到多环耦合机构,进而利用神经生物系统的结构组成,建立多环耦合机构的拓扑结构,然后将神经细胞间的互联原则应用到运动副中,建立运动副在3种互联原则下的输出运动计算法则,并引出多环耦合机构中的兴奋与抑制作用;其次基于神经细胞间的互联原则和信息传递原则,建立将多环耦合机构分解成独立运动模块的3种解耦模型和4个解耦规则,提出将独立运动模块转化为广义串联支链、耦合机构转化成并联机构,从而进行自由度求解;最后以霍伯曼魔球机构的自由度分析为例,证明该方法正确且简单形象。

水下信息战任职教育中“人-机-环”相耦合教学模式问题的思考

以培养高素质水下信息战人才为目标,阐述了"人""机""环"三要素中"人"和"机"在水下信息战中的含义、作用,重点研究了水下信息战中"环"的含义、作用和特点,并在此基础上对在水下信息战任职教育中建立"人-机-环"相耦合教学模式问题进行了思考。结果表明,只有坚持"人-机-环"相耦合的教学模式,方能充分发挥"人""机""环"三者的最大综合效能。

用耦合谐振环法测量微带基片的介质特性

着重介绍了利用耦合谐振环法测量微带基片介电常数和损耗角正切的技术,并通过软件仿真及实物测量验证了该方法的正确性及测量精确度。在1～12GHz频率范围内,介电常数测量不确定度为±3%,损耗角正切测量不确定度为±30%。该方法的测量电路易于制备,对测量环境要求较低,可用于普通的实验室测试。

基于U型波导耦合单微环结构的高灵敏度湿度传感器

首次提出了一种基于U型波导耦合的新型单微环结构湿度传感器,该传感器以聚酰亚胺（polyimide,P1）作为感湿材料,当外界环境相对湿度变化时,引起感湿部位折射率的相应变化,导致传感器的输出光谱发生漂移。根据传输矩阵法推导U型波导耦合单微环结构的传递函数,重点讨论了不同感湿部位对输出光谱的影响,通过Matlab理论仿真,确定以U型波导耦合单微环结构整体作为最佳感湿部位。当U型波导的两个耦合点间的距离为微环周长的整数倍时,相比于传统的单微环结构,自由光谱范围（FSR）实现加倍。外界相对湿度从10%RH变化到100%RH时,传感器的输出光谱漂移量在0.027~0.191μm之间变化,灵敏度高达0.001 8μm/%RH,相比于具有高灵敏度的光纤光栅类湿度传感器,灵敏度提高了10~100倍,实现了在高灵敏度感湿的同时兼顾谐振峰两侧大范围的滤波选频。

基于多点耦合内切的光纤谐振环慢光系统转动传感理论

为满足惯性制导对高精度、高稳定度陀螺仪的需求,进行了对基于高色散谐振环结构的光纤陀螺原理研究。在一些高色散耦合谐振环结构中,其色散性质使其系统传递函数对相位微扰十分敏感,可以对萨格纳克相移起到放大作用,从而大大提高传感灵敏度。理论与仿真研究结果表明:多点耦合内切谐振环慢光结构系统能够同时满足实现高灵敏度转动传感所要求的"方向性条件"和"高群折射率(慢光)"两个基本条件,且具有进一步使群折射率比传统结构高出几个数量级的潜力。同时,由于该结构系统可使用定向耦合器来方便搭建,具有用来制作低成本、高灵敏度的光纤陀螺的潜力。