主动转动惯量驱动系统用于悬吊结构摆振控制的方法研究(Ⅰ):理论建模和试验验证

提出了主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID),该系统通过伺服电机驱动转动惯性质量的回转运动,从而产生抑制结构摆振的力矩。首先针对ARID控制系统,基于拉格朗日原理建立了平面内悬吊结构在吊点激励下运动控制的分析模型,基于分析模型进行主动控制LQR算法系统匹配推导,然后利用Simulink对ARID系统控制效果进行了数值模拟计算,并通过与TRID装置对比,对ARID系统的有效性进行了分析。最后设计了ARID振动台试验系统,对结构的控制效果进行了试验验证。试验结果验证了理论建模和主动控制LQR算法与系统匹配的合理性,表明ARID系统对悬吊结构摆振控制具有很好的控制作用,理论建模和试验验证为ARID系统的深入研究和应用奠定了理论基础。

主动转动惯量驱动系统控制悬吊结构摆振的方法研究(Ⅱ):参数影响分析与试验验证

对于摆振运动控制问题,本文对前期研究提出的主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID)进行了深入的参数影响研究。首先建立了悬吊结构ARID控制系统力学分析模型并设计了主动控制算法;然后基于力学分析模型利用Simulink进行了ARID控制系统参数影响分析,比较了系统参数(控制算法参数、结构几何参数、激励参数、控制系统配置参数)对控制效果的影响并研究了影响的规律及最优参数取值区间;通过设计小型比例模型振动台试验验证了ARID系统控制悬吊结构摆振的有效性以及部分参数对控制效果的影响规律。结果表明:ARID控制系统对悬吊结构摆振具有较好的控制作用,当外部激励与结构频率相近时系统发挥出最佳效果,且控制效果与系统控制算法参数、转动惯量比、结构长度比、质量比密切相关。

主动转动惯量驱动控制系统对多类型灾害源激励悬吊结构摆振响应控制研究

传统的结构防灾设计中,通常将各种灾害对结构的作用分开考虑,较少考虑多类型灾害的作用。针对悬吊结构摆振运动振动控制问题,调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)、主动质量阻尼器(Active Mass Damper,AMD)均无法进行有效的控制,另一方面调谐转动惯量阻尼器(Tuned Rotary Inertia Damper,TRID)存在对调谐参数等十分敏感、鲁棒性差、无法在多灾害作用下起到有效控制作用的问题,提出了主动转动惯量驱动控制系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID)的概念,设计了小型比例模型振动台试验,运用Simulink进行了数值模拟分析。建立了附加ARID系统的悬吊结构平面摆振运动方程,并对运动方程进行了线性化处理,对系统控制算法进行了设计;用单轴振动台进行了正弦激励输入下结构自由衰减振动、正弦激励输入下结构强迫振动、正弦扫频激励、模拟地震动输入、模拟海洋波浪等5种类型荷载作用下,结构小型比例模型试验,利用Simulink进行了模拟多灾害输入下体系运动方程求解,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,主动转动惯量驱动控制系统可以较好地实现悬吊结构摆振控制,且在不同类型单一灾害源激励作用下均表现出稳定性好、鲁棒性好的控制性能,从机理上证明了该系统对多类型灾害源激励结构摆振响应控制应用的可行性。

非完整变转动惯量相对论系统的Noether守恒量

研究非完整变转动惯量相对论系统的 Noether守恒量 .给出变转动惯量相对论系统的D'Alembert原理 ,利用其在无限小变换下的不变性条件 ,得到非完整变转动惯量相对论系统的 Noether守恒量存在的条件和形式 ,并举例说明结果的应用 .

曲柄踏板类训练器材惯性轮转动惯量的确定

为了确定曲柄踏板类训练器材惯性轮的转动惯量,介绍了其示例模型和测试方法,设计了一种符合国家标准要求能够进行曲柄踏板类训练器材的转动惯量检测的测试系统,实践已验证了该测试系统的可行性。

基于ARID控制系统的固定式海洋风机纵摇控制

针对固定式海洋风机在随机风浪载荷及其联合作用下产生的具有倒立摆运动特征的纵摇,研究采用主动转动惯量驱动系统(Active Rotary Inertia Driver,ARID)对海洋风机纵摇进行控制的问题。ARID控制系统通过伺服电机驱动转动惯性质量产生控制结构摆动的最优力矩,从而减小海洋风机的纵摇运动。基于拉格朗日原理建立海洋风机-ARID控制系统的理论分析模型;采用Simulink对海洋风机-ARID控制系统的有效性进行验证,并分析系统参数(控制算法参数、转动惯量比等)对控制效果的影响规律;设计海洋风机-ARID控制系统的振动台试验,设置多种载荷激励形式,验证控制系统的稳定性与广谱有效性。数值模拟和试验结果均验证了所建立的分析模型的正确性,表明ARID控制系统对风机的纵摇运动具有显著的控制作用,为ARID控制系统在具有倒立摆运动规律的工程结构中的应用奠定理论基础。

澳大利亚“9·28”大停电事故分析及对中国启示

2016年9月28日,台风和暴雨等极端天气袭击了新能源发电占比高达48.36%的澳大利亚南部地区电网,最终导致50h后恢复供电的全南澳大利亚州大停电。这是世界上第一次由极端天气诱发新能源大规模脱网导致的局部电网大停电事件。文中从事故前电源比例、事故演变顺序、事故后黑启动运行阐述"9·28"事故全过程。重点从灾害预警在线计算辅助决策系统、系统转动惯量、低电压穿越要求、低频减载、黑启动预案等多维度讨论该事件对中国电网安全运行的启示。

关于A≈190核区奇质量核超形变转动单带自旋指定的讨论

不拘泥在I(I+1)展开式中究竟取几项 (即采用三参数还是四参数 ) ,而是着重看其收敛过程 ,并在这基础上用物理量拟合法和带首转动惯量系统学等方法对A≈ 190核区奇质量核的超形变转动单带的自旋指定做了综合分析和讨论 ,给出了结果并与其他文献做了比较 .

关于A≈190奇质量核超形变signature伙伴带自旋指定的讨论

既考虑到脱耦合效应而进行双带分析 ,又进行通常的单带分析 ,对A≈ 190核区奇质量核的signature伙伴带的自旋指定做了讨论并给出了明确结果 .在具体的计算中 ,不拘泥在I(I +1)展开式中究竟取几项 ,而是着重看其收敛过程 。

超形变带自旋的比较指定

首次用Bohr-Mottelson公式和Harris公式同时指定A≈190区超形变带的带首自旋值.对大多数超形变带,用以上两种方法指定的自旋是一致的,而对部分超形变带则不一致.不能一致地指定自旋的和自旋指定不符合带首转动惯量系统学的超形变带,用带首转动惯量系统学或两类转动惯量系统学的方法重新指定其自旋.利用指定的自旋,拟合Bohr-Mottelson转动谱公式,研究了参数之间的关系,结果表明从Harris三参数公式导出的关系式更符合实验值.