桥面运动对多索索网-阻尼器系统阻尼比的影响研究

斜拉桥多根斜拉索通过辅助索及接地阻尼器的连接共同形成多索索网-阻尼器系统,从而使拉索达到减振效果。为研究在桥面运动激励下多索索网-阻尼器系统自振特性的变化情况,首先,提出n索索网-阻尼器系统模型,建立系统平衡方程,同时引入桥面运动的影响;然后,通过使用Wolfram Mathematica软件对系统平衡方程进行化简及求解;最后,对系统进行参数分析,研究不同参数对系统自振特性的影响,同时对比系统自振特性在有、无桥面运动时的变化情况。研究结果表明:桥面运动激励对多索索网-阻尼器系统的自振特性产生显著影响;系统各阶频率随着阻尼系数的增大而增大;在桥面运动激励下,系统自振频率相对于无桥面运动时的自振频率减小,而系统阻尼系数与阻尼比关系曲线相对于无桥面运动的关系曲线后移;当辅助索位置愈远离拉索中部、辅助索刚度愈小、阻尼器位置愈靠近边界、斜拉索倾角愈小时,系统的阻尼比越小,即对系统的影响愈不利,反之则有利;当桥面运动与系统达到共振时,阻尼器近乎失去减振耗能效果,此时即为系统的最不利影响状态,因此在设计系统的减振措施时,应避开两者的共振区。

双馈电机改善系统阻尼的研究

给出了双馈电机的完整小信号模型,分析了双馈电机对系统阻尼的影响,在此基础上通过在转子侧控制系统中引入电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)环节,使系统扰动时,双馈电机能够提供额外的阻尼来削弱震荡,并通过特征根和时域仿真来验证其有效性,结果表明,引入的PSS环节能够改善系统阻尼、提高稳定性。

基于储能型稳控装置的电力系统阻尼特性分析

飞轮储能式柔性功率调节器(FPC)是一种以储能原理为基础的电力系统稳定控制装置。基于由一台同步发电机和一台FPC组成的双机无穷大系统模型,利用特征值分析法研究了FPC对电力系统阻尼特性的改善作用,并分别讨论了FPC功率调节响应速度和FPC可调功率对系统阻尼特性的影响。计算和仿真结果表明,FPC能够增加电力系统的总阻尼资源并优化阻尼分配,特别是FPC的动态有功功率调节能显著改善系统的阻尼特性并提高系统抑制低频振荡的能力。

大区电网弱互联对互联系统阻尼和动态稳定性的影响

全国电网互联后系统中将普遍出现低频振荡现象。该文从阻尼转矩的角度分析了互联电网的低频振荡。通过在强互联与弱互联系统中阻尼转矩的比较,揭示了弱互联系统中的区域联络线阻抗大幅度削弱系统阻尼的机理,随后相关结论在全国联网系统中得到了验证。文中的研究表明加强电网之间的联络是解决低频振荡问题的最根本的手段。最后,还介绍了阻尼矩阵的概念,并重新在两机系统上推导了其解析形式。文中通过对多机系统阻尼系数矩阵的分析还得知:在系统互联的情况下,考虑一个系统的电磁阻尼时,不仅要研究本系统的模型、参数,还要考虑联络线路阻抗以及参与互联的其他系统模型参数对本系统阻尼的影响。

PWM静止无功补偿器提高系统阻尼的研究

长距离大功率输电系统,在因故障引起的暂态过程中,功角振荡衰减得很慢,有时甚至不衰减,主要原因是系统本身缺乏足够的阻尼。本文从理论上论证了一种基于PWM的静止无功补偿器(PSVC)能够提高系统阻尼特性的原理;并利用等面积法则证明了PSVC采用频率作为控制信号时具有最佳的阻尼效果,给出了PSVC的模型;最后通过仿真计算所得的结果,验证PSVC提高系统阻尼特性的效果。

用快速有功补偿器改善系统阻尼的研究

本文探讨了快速有功补偿器对电力系统阻尼的影响，并和快速无功补偿器的阻尼作用进行了比较。研究表明，这种ＦＡＣＴＳ装置为抑制系统低频振荡提供了强有力的手段。

系统阻尼对冲击法测量磁场的影响

本文分析了系统阻尼对冲击常数测量的影响,指出通过测量冲击常数的相对误差,选择合适的系统阻尼,是提高系统测量精度的有效方法。

考虑主系统阻尼的减振镗杆设计与实践

用直径φ130mm的镗杆镗削油缸孔,在较小的切削深度切削时仍产生颤振,这严重地限制了产品质量和生产率的提高。针对这一情况,作者测量了有关参数,设计出具有阻尼动力减振器的大直径镗杆,设计时考虑了以往人们为简化问题而忽略的主系统阻尼,并以动柔度负实部为目标。由SD—375动态分析仪等设备对切削试验测信号进行分析、处理,其结果验证了理论的正确性。

新型静止无功补偿器在提高系统阻尼中的应用

从理论上论证了一种新型的基于脉宽调制的静止无无功补偿器PSVC能够提高系统阻尼特性的原理,证明了PSVC采用频率作为控制信号时具有最佳的效果。

测定欠阻尼系统阻尼比的一种方法

提出了一种适用于实验测量欠阻尼系统阻尼比的方法 ,即通过计算相邻两个周期波形的面积之比来测定系统的阻尼比。文中就典型的二阶欠阻尼系统给出了算法的数学推导 ,并从数学上证明了该方法比目前常用的用相邻波峰值之比估计阻尼比的方法具有更好的抗干扰能力 ,同时该方法简单 ,实时性强。此外 ,在实际应用中该方法可适用于所有可近似为二阶欠阻尼系统的高阶系统之阻尼测定。文中对一柔性悬垂梁的自由衰减运动进行了实验测定 ,结果表明用本文提出的方法测定系统的阻尼比比用波峰值之比进行阻尼比估算 。

系统阻尼对微型机械传感器性能的影响研究

系统频率稳定性与共振品质因数非常重要,二者是描述机械共振的关键性能指标。本文通过研究发现,降低品质因数能够提高微型机械共振传感器的频率稳定性。通过在一定的带宽下展示传感器的温度分辨率,指出低带宽中增加系统阻尼可带来更高的稳定性和传感器分辨率,从而可以对研发高性能超灵敏共振器提供帮助。

基于MATLAB的悬架系统阻尼匹配研究

以某轻型载货汽车前悬架系统为例,利用MATLAB对其2自由度振动模型实际工况下的平顺性和安全性进行仿真分析,研究悬架系统阻尼比对车身垂直加速度、悬架弹簧动挠度及车轮相对动载的影响,提出兼顾平顺性与安全性的悬架系统最佳阻尼比的优化设计方法,在保证车身固有频率不变的前提下,通过改变减振器阻尼系数来实现取值。通过优化前后的结果对比分析,在给定路况下,所设计的最佳阻尼比可以在满足汽车行驶安全性要求的前提下,使汽车的行驶平顺性得到一定改善。

基于MATLAB的质量-弹簧-阻尼系统3种仿真方法研究

以常见的二阶质量–弹簧–阻尼系统为研究对象,通过分析该系统的物理过程并建立数学模型,首次采用MATLAB软件提供的.m文件、Simulink和Simscape 3种仿真方法完成对应模型的搭建,并在相同物理参数的条件下仿真、分析和比较,验证了针对该系统的MATLAB 3种仿真方法测试结果的一致性,同时介绍了3种方法的各自优势。按照MATLAB软件提供的元件模块化搭建系统,仿真及测试过程简洁、清晰,便于系统集成和拓展,为技术人员使用MATLAB软件在工程仿真与应用中提供了可靠的参考依据。

悬索桥多阶竖向涡激振动塔梁阻尼减振系统研究

为控制大跨度简支体系悬索桥的多阶竖向涡激振动,提出一种塔梁阻尼减振系统(在桥塔外伸牛腿与加劲梁之间布置耗能阻尼器),以武汉鹦鹉洲长江大桥为背景进行参数分析和减振效果研究。采用ANSYS软件建立大桥整体有限元模型,采用复模态方法分析阻尼器安装位置与阻尼系数对桥梁阻尼比的影响,给出3种优化准则,以选取最优阻尼系数和阻尼器安装位置,并将该系统应用在实桥中。结果表明:塔梁阻尼减振系统能同时提高桥梁多个竖弯模态的阻尼比,在相同阻尼系数下,模态阶数越高,最大附加阻尼比越大;随阻尼系数的增大,各阶竖弯模态的附加阻尼比先增加后减小,各阶竖弯模态均存在最大附加阻尼比和最优阻尼系数;随阻尼器安装位置与桥塔中心线距离的增大,各阶竖弯模态的附加阻尼比逐渐增大,最优阻尼系数逐渐减小,有利于降低阻尼器成本;实际安装阻尼器后大桥实测阻尼比较安装前有明显的提升。说明塔梁阻尼减振系统能够有效地控制大跨度简支体系悬索桥的多阶竖向涡激振动。

索网-阻尼器系统自振特性研究

斜拉桥中多根斜拉索与辅助索、阻尼器连接形成多层索网-阻尼器系统,可有效实现斜拉索减振。为深入了解该系统的真实动力行为,揭示辅助索、阻尼器作用的相互影响规律,文中提出了多层索网-阻尼器系统模型,将辅助索简化为线性弹簧单元,通过理论推导得到系统的复特征方程,进而求解出系统各阶自振频率、阻尼比,并提出了局部振动模态参数以表征系统不同模态的局部振动程度及系统中的能量分布规律,辅助判断系统振动的整体性;借助实验及有限元仿真分析方法验证了理论公式的正确性;研究了辅助索从柔到刚变化过程中三层索网-单阻尼器系统振型、频率、局部振动模态参数及阻尼比的变化规律,分析了辅助索刚度、阻尼器位置变化对系统阻尼比的影响。研究结果表明:多层索网-阻尼器系统的形成具有减小拉索振幅、提高系统阻尼比的效果;辅助索刚度变化和设置索端阻尼器都会使系统的多阶振型发生相应的变化,阻尼器索端锚固位置变化也会引起个别阶振型的变化,阻尼比与阻尼器所在索段振型振幅密切相关,与辅助索刚度变化密切相关;并非所有模态阻尼比都会从索端阻尼器的设置中获益。总体来说,阻尼器在索端锚固点距离桥面越远,对阻尼器发挥作用愈有利;辅助索刚度越大,系统的整体性越好,频率越高,各拉索之间的相互约束更强。

单阻尼与对称双阻尼弦系统减振特性对比

为了探究双阻尼弦系统的减振特性,推导其频率方程,对可解析求解的情况——对称三分位阻尼弦系统的频率方程进行代数化,得到其本征值的闭合解,并与单三分位阻尼弦系统的闭合解进行对比。基于2个系统闭合解的复域特征,分小阻尼和大阻尼2个区间讨论其减振特性。结果表明:在不同的阻尼区间,2个系统的本征值表现出相同的共轭特性;对称三分位阻尼弦系统的减振效果是单三分位阻尼弦系统的2倍;在小阻尼区间,无论2个系统处于哪一阶运动状态,均不会出现相同的频率,且2个系统的频率构成全体实数域,可为阻尼弦系统的频率共振问题提供潜在的解决方案。

抗弯刚度对斜拉索-黏滞阻尼器系统风致振动影响的研究

目的研究抗弯刚度对斜拉索及斜拉索-黏滞阻尼器系统的影响,为风致振动分析以及黏滞阻尼器设计提供参考。方法以沈阳市昆山西路斜拉桥作为工程背景,选取桥上长度在36~146 m的三根斜拉索建立索结构动力分析有限元模型,通过自回归方法生成斜拉索不同坐标处的风荷载时程,计算并分析忽略抗弯刚度的杆单元模型、考虑抗弯刚度的梁单元模型在风荷载作用下的振动及安装黏滞阻尼器后的抑振效果。结果考虑斜拉索抗弯刚度时,中点处的初始垂度静力计算结果较忽略斜拉索抗弯刚度时大;风荷载作用下,考虑抗弯刚度时的位移最大值和振幅为忽略抗弯刚度时的2倍左右;安装于三根斜拉索上的黏滞阻尼器在考虑抗弯刚度时的最佳阻尼系数大于忽略抗弯刚度时的最佳阻尼系数,斜拉索越短对应的这两个值的差值越大;考虑高阶模态设计黏滞阻尼器能降低3 Hz以上的高频振动,但低于3 Hz的最大振动峰值反而变大。结论在斜拉索以及斜拉索-黏滞阻尼器系统的有限元模拟中,特别是对于长度较短的斜拉索,应使用带抗弯刚度的单元模拟;对于斜拉索的风致振动,使用一阶模态设计黏滞阻尼器即可达到较好的抑振效果。

过阻尼非线性系统抑制大频率噪声机理及其弱信号检测研究

文章应用四阶Runge-Kutta算法对非线性Langevin方程进行分析,研究过阻尼非线性双稳态系统抑制噪声效应机理和大频率弱信号通过非线性双稳态系统的输出特性.数值计算结果表明,在选择适当系统参数的条件下,过阻尼非线性双稳态系统对伴随大频率弱信号的噪声具有强烈的抑制作用,使得输出信号的信噪比明显提高.将该系统用于强噪声背景下的弱信号检测,达到了识别大频率弱信号的目的,具有较高的应用价值.

不同动力输出系统下多浮体波浪能转换装置性能研究

[目的]旨在对一种兼具防波效果的多浮体波浪能转换装置(MBFWEC)进行动力输出系统控制优化。[方法]应用OpenFOAM程序构建数值波浪水槽,模拟5种不同PTO阻尼(线性阻尼、定常阻尼、线性弹簧阻尼、速度平方阻尼、跳跃阻尼)作用下多浮体波浪能转换装置与波浪的相互作用。同时,比较不同PTO阻尼作用下波能转换装置的能量俘获效率和消波性能。[结果]结果表明,多浮体波浪能转换装置的波浪能俘获效率最高可达52.6%,线性弹簧阻尼和跳跃阻尼作为基于线性阻尼的优化,对波浪能装置的波浪能俘获和防浪消波效果有一定程度的影响。综合考虑波浪能俘获和防浪消波作用,线性阻尼相比线性弹簧阻尼和跳跃阻尼更有优势。[结论]通过研究,找到了定常阻尼、速度平方阻尼等PTO的优势波浪区间,对多浮体的PTO阻尼设置优化有一定参考意义。

水轮发电机新型阻尼系统

以400 MW水轮发电机为例,应用Magnet有限元软件对电机不同阻尼系统进行仿真计算,分析额定工况、负序工况下转子各结构件损耗和电磁力,分析电机突然短路工况下冲击电流、瞬变电抗及超瞬变电抗等重要参数,综合分析各项指标参数确定电机最优阻尼系统。