柴储微电网虚拟惯量和阻尼系数可行域分析方法

采用虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)技术的储能系统能够有效提升高比例新能源接入的独立柴储微电网的惯量及频率稳定性。首先推导基于VSG的柴储微电网简化频率分析模型;在此基础上,提出一种储能VSG虚拟惯量与阻尼系数的可行域分析和设计方法。该方法计及VSG最大输出功率与能量约束,保证系统满足频率最低点等基本频率稳定指标约束,并有针对性地考虑阻尼比或VSG等效功率平滑时间等定制化动态性能需求。此外,针对柴储微电网在扰动初期出现的功率振荡现象,建立计及线路阻抗的稳定性机理分析模型,并提出基于虚拟阻抗的振荡抑制策略。最后,搭建了1台50kV·A柴油发电机和1台50kV·A虚拟同步机构成的仿真和实验平台,验证所提方法的有效性。

多维地震作用下结构的瑞利阻尼系数实用计算方法

瑞利阻尼模型广泛应用于结构的多维抗震计算中,阻尼系数计算方法影响地震响应。因此,有必要对多维地震作用下结构的瑞利阻尼系数实用计算方法进行研究。首先,基于单维地震激励应变能时程响应,求得任意阶振型对应应变能响应的最大值,并结合完全平方和平方根(Complete Quadratic Combination,CQC)振型组合方式,得到单维地震激励应变能响应计算方法。在此基础上,利用平方和平方根(Square Root of Sum of Square,SRSS)多维组合方法和等价处理,构建振型阻尼比变化量平方的新型权重因子,并提出了瑞利阻尼系数实用计算方法。分别以带楼板的塔式结构和不带楼板的K8单层球面网壳结构为例,对瑞利阻尼系数实用计算方法和已有基于应变能响应阻尼系数算法进行了比较。结果表明:应用瑞利阻尼系数实用计算方法求得的各类结构的节点位移和杆件内力误差均较小,且计算效率更高;所提出的瑞利阻尼系数实用计算方法是合理的,可应用于结构多维抗震计算。

带通海减动结构的圆筒型FDPSO阻尼系数计算

在计算带通海减动结构浮式钻进生产储卸油装置(FDPSO)的垂荡阻尼系数时,由于通海孔尺寸比整体结构尺寸小很多,在数值分析时会出现网格划分复杂、计算量增加、计算结果存在较大误差等问题。本文提出用无通海孔FDPSO代替有通海孔FDPSO计算垂荡阻尼系数的研究思路,并通过理论推导和计算证明了这种思路的可行性。首先,利用基于三维势流理论的水动力计算软件Ansys-Aqwa,建立有通海孔FDPSO和无通海孔FDPSO结构模型,通过频域分析法,计算有通海孔和无通海孔FDPSO的等效垂荡质量(排水量与附加质量之和)。计算结果表明,同尺寸的有通海孔和无通海孔FDPSO的等效垂荡质量和固有周期相等,通过FDPSO运动理论可知,通海孔对分析FDPSO的垂荡阻尼系数的影响较小,可用无通海孔FDPSO代替有通海孔FDPSO来计算垂荡阻尼系数。以1∶77.8的缩尺比建立无通海孔FDPSO的缩尺模型,利用基于三维粘流理论的水动力计算软件STAR CCM+计算分析其垂荡自由衰减运动,根据自由衰减运动时历曲线计算其垂荡阻尼系数。

具有阻尼系数的陷波滤波器设计分析

陷波滤波器(简称陷波器)是带阻滤波器(Band Elimination Filter,BEF)的一种。传统的陷波器由于其传递函数分子项无阻尼系数,是“单点滤波”,存在较大的使用局限性。因此,很少在控制系统设计中被采用。相反,具有阻尼系数的陷波器在控制系统中得到了广泛的应用。本文叙述了具有阻尼系数陷波滤波器的传递函数特点,并以此为基础,创新性地提出了多种构建型电路设计,主要有“双T型”、“基于带通滤波器”、“基于低通滤波器”、“基于传统陷波器改进型”等。以“基于带通滤波器”电路为例,给出了传递函数表达式及相关参数计算等,为这方面的电路设计提供了较为重要的设计参考。

桩周土阻尼系数的研究

通过对武汉某码头2根钢管桩动静载试验研究,探讨了桩周土阻尼系数对波动理论Smith法预测单桩静极限承载力和打桩时桩身最大锤击应力的影响规律.通过对打桩实测最大锤击应力的拟合,推荐了符合本地区地质条件的最佳土阻尼系数和吸着系数,其适用性在相同地质条件下的钢管桩中得到了证实.

阻尼材料动态阻尼系数的测定

相同的阻尼材料,采用不同尺寸的测试试件测定的阻尼系数存在很大的差异。本文提出了频率对阻尼系数的影响,探讨了动态阻尼系数的测试方法,将相同阻尼材料、不同试件测定的结果统一起来。

微网逆变器的VSG转动惯量和阻尼系数自适应控制

近年来随着微网及分布式发电的快速发展,适用于微网并离网运行的虚拟同步发电机(VSG)控制技术被提出。VSG在下垂控制的基础上进一步模拟了同步发电机的转动惯量和阻尼系数。和下垂控制相比,VSG的响应特性得到了进一步的提高,但无法同时保证频率和功率的动态调节性能。针对该问题,对VSG离网工况下的输出频率和并网工况下的输出功率进行了自适应控制。首先,做出不同转动惯量和阻尼系数下的有功环根轨迹,并结合VSG转子机械方程分析转动惯量和阻尼系数对系统的影响,通过建立转动惯量和阻尼系数的自适应函数关系来对VSG实现自适应控制。最后在MATLAB/Simulink中搭建容量为20kVA的VSG自适应控制模型,并搭建了20kVA容量的VSG实验平台,仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性和正确性。

虚拟同步发电机转动惯量和阻尼系数协同自适应控制策略

虚拟同步发电机(VSG)控制将同步电机的转动惯量和阻尼系数引入到逆变器的控制中,改善了系统频率响应特性,增强了微电网抗干扰的能力,但是牺牲了一定的动态调节性能。在此基础上,提出了一种VSG转动惯量和阻尼系数协同自适应控制策略。建立VSG的数学模型,分析各参数对系统输出特性的影响;在VSG控制的基础上引入转动惯量和阻尼系数协同自适应控制策略,并给出相应参数变化情况下的稳定性分析;通过MATLAB/Simulink仿真对比定参数VSG控制与转动惯量和阻尼系数协同自适应控制策略的控制效果,验证了所提控制策略的可行性和有效性。

不同循环加载条件下岩石阻尼比和阻尼系数研究

为了合理地描述岩石的阻尼行为,提出了考虑轴向和环向阻尼振动的岩石阻尼参数计算方法;通过动循环荷载、分级循环荷载和常幅循环荷载试验,对比分析了这3种不同应力路径下砂岩、砾岩及砂砾岩的阻尼特性,得到了阻尼参数对应力幅值、应变幅值的响应特性,揭示了常幅循环加载过程中阻尼比和阻尼系数随循环次数的演化规律;从熵守恒和能量守恒定律出发,建立了岩石阻尼比随循环次数演化的经验模型。结果表明:(1)动荷载下岩石的阻尼比与轴向应变幅值成线性递增,而阻尼系数恰好相反;分级循环荷载下岩石的阻尼参数都随应力幅值成线性递增。(2)疲劳破坏门槛值是岩石耗散能和阻尼比演化规律发生变化的分界点,在应力上限高于疲劳破坏门槛值时,耗散能、阻尼比及阻尼系数随循环次数都呈3阶段的变化规律,演化曲线呈半U型;在应力上限低于疲劳破坏门槛值时,呈现2阶段的发展规律,演化曲线呈L型;(3)通过砂岩的阻尼比试验,验证了所建模型能够描述砂岩在常幅循环荷载过程中阻尼行为。

动压气体轴承的动态刚度和动态阻尼系数

采用偏导数法求解动压气体润滑Reynolds方程,给出动压气体轴承动态刚度和动态阻尼系数普遍适应的计算方法。进行有限元数值仿真,计算动压气体轴承的动态刚度和动态阻尼系数,并重点研究轴颈扰动频率和不同轴颈扰动频率下的轴承静态载荷及轴承数对这些系数的影响。从理论上解释动压气体轴承的动态刚度和动态阻尼系数与轴颈扰动频率的密切相关性。

改进的瑞利阻尼系数计算方法在岸桥结构地震反应分析中的应用

在对岸桥结构进行地震反应时程分析时,瑞利阻尼系数在很大程度上影响计算的精度.文中考虑了地震动的频谱特性和结构自身的频率特性,提出一种改进的阻尼系数的计算方法,使计算得到的阻尼系数更合理.采用不同的方法计算得到不同阻尼系数,并将这些阻尼系数分别设置在岸桥结构动力时程分析中,所得结果同振动台地震模拟试验所得的试验值进行了比较.结果显示:在不同的地震波激励下,当数值计算结果与试验值最接近时,其阻尼系数计算所采用的不是同一种方法;改进后的方法得到的阻尼系数能使不同地震激励下岸桥结构时程计算结果较好地符合试验结果.

螺旋槽干气密封润滑气膜阻尼系数的计算及分析

螺旋槽干气密封操作的稳定性和可靠性与其槽型参数息息相关,为优化槽型参数建立气膜轴向和角向阻尼系数的计算模型,利用Maple程序求解阻尼系数的近似表达式,通过动态稳定性分析,获得不同介质压力和转速下的槽型参数.分析结果表明:随着介质压力和转速的增大,气膜阻尼系数增大,得到稳定性最佳的螺旋角数值,且与实验数据基本一致,说明所建立的阻尼系数数学模型正确.

多阻尼系数的全阻尼惯导系统的设计与实现

针对纬度和方位的地球周期振荡误差降低惯导系统导航定位精度的问题,以实际研制的惯性导航系统为对象,引入三阶方位阻尼网络,采用逐次尝试的方法,设计了多阻尼系数的方位阻尼网络,实现了地球周期振荡误差的阻尼,且能适应于载体的多种机动运动状态;在此基础上采用自动补偿技术减小状态切换过程中的超调误差.通过速度误差计算机比对仿真结果可以看出,全阻尼惯导系统方案能实现地球周期的阻尼,自动补偿技术能实现状态切换的平滑切换.

船舶横摇非线性阻尼系数识别

根据自由横摇曲线估算船舶横摇非线性阻尼系数,用于预报船舶海浪中的运动．提出了能量衰减函数的概念,并由实际能量衰减函数与估算能量衰减函数之间的方差最小来确定非线性阻尼系数．由船模的自由横摇试验曲线,分别估算了平方阻尼模型及立方阻尼模型的非线性阻尼系数,并与试验数据进行了比较.结果表明,在考虑了试验测量误差的情况之下,计算结果同试验结果很接近,可用于预报实船非线性横摇运动．该方法不需要事先确定阻尼的准确形式,并且可以满足大角度横摇回复力矩强非线性的要求．

泡沫材料厚度对其刚度及阻尼系数的影响

根据隔振分析模型,建立了相应的实验测量系统,测量并分析了泡沫材料的刚度及阻尼系数。采用激振台对泡沫材料施加激励,由2个加速度计拾振,获得了由泡沫材料组成的缓冲包装系统的振动传递比曲线,应用非线性拟合方法计算得到了阻尼比,并求得了刚度和阻尼系数。实验结果表明:泡沫材料刚度随其厚度增加而递减,阻尼系数则在一定范围内随厚度增加而降低;泡沫材料厚度的增加会降低缓冲包装系统隔振的下限频率,在一定范围内越厚,隔振效果会越好,但当厚度超过了特定值,隔振效果反而有所下降。

同步发电机简化模型的等效阻尼系数分析

通过对发电机详细模型和简化模型的比较,推导出单机无穷大系统下发电机简化模型阻尼转矩系数的数学表达式。通过Prony方法分析扰动后每台发电机的有功功率、功角和角速度的变化对应的振荡模式,计算出每个模式对应的阻尼转矩,通过每个振荡模式对实用模型阻尼转矩系数的灵敏度大小,确定发电机简化模型中阻尼转矩系数的取值。通过单机无穷大系统和IEEE 39节点系统算例验证了所提方法的合理性。

炮塔转动阻尼系数试验测试技术

炮塔转动存在阻尼,该阻尼不仅影响火炮随动系统特性,也影响火炮结构动力学特性。为了研究火炮炮塔转动阻尼系数,提出了一种炮塔转动阻尼系数实验测试原理和方法,利用支撑炮塔的底盘作为测试平台,解除方向机约束,使炮塔形成惯量弹簧系统,在外界初始扰动下,炮塔发生自由衰减振动,通过测试该自由衰减振动曲线,并进行数据处理,得到炮塔转动阻尼系数。为了验证上述原理和方法的准确性,设计了模拟炮塔试验装置,进行了其转动阻尼系数实验测试。结果表明,该原理和方法可以用来测量炮塔转动阻尼系数且测量精度可以满足使用要求。利用此原理和方法,完成了某自行火炮实际炮塔转动阻尼系数实验测试,得到了该炮炮塔的阻尼系数测试值。

用MATLAB工具精确快速测定宽频带地震计的周期与阻尼系数

对地震计的传统标定方法作了简单回顾 ,提出了借助Matlab工具软件用单位阶跃信号精确快速测定地震计的周期和阻尼系数的方法 ,给出了具体的设计思路与程序和测量实例 ,并进行了误差分析。

高位转换粘滞阻尼减震结构阻尼器合理阻尼系数研究

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》对高位转换结构体系框支层的层间位移和结构等效侧向刚度的限制要求,采用等效侧向刚度计算方法,将高位耗能减震结构分解成框撑剪力墙结构和纯剪力墙结构,结合振型分解反应谱理论和线性粘滞阻尼减震结构等效阻尼比计算方法,推导出高位转换粘滞阻尼减震结构合理阻尼系数的计算公式。最后,通过算例分析得出,采用上述方法计算高位转换粘滞阻尼减震结构粘滞阻尼系数是可行的,该方法计算公式简单实用,可用于高位转换粘滞阻尼减震结构的初步设计。

深覆盖土层动力响应时程分析中Rayleigh阻尼系数的确定

合理选择确定Rayleigh阻尼矩阵比例阻尼系数的振型频率对于准确计算场地地震响应有重要影响。将一种高层结构Rayleigh阻尼系数优化方法引入到深覆盖土层的地震响应分析中,并根据土层动力响应的特点进行了相应的改进。选择了28条具有代表性的地震波,通过对某典型深厚土层模型进行地震反应分析,比较了多种Rayleigh阻尼系数计算方法的精度及适用性,给出了深覆盖土层的地震响应分析中Rayleigh阻尼系数的确定方法。