基于风况预测误差自适应的海上风电场尾流偏转控制方法

风电场尾流偏转控制是降低尾流效应、提升整场发电量的重要手段。风况预测值是风电场尾流偏转控制的重要输入,其误差给实际控制效果带来巨大影响,甚至导致全场发电量“不增反降”,极大限制了风电场尾流偏转控制技术的工程应用。以某海上风电场实际运行数据为例,探索了分钟级风速和风向预测误差对风电场尾流偏转控制效果的影响,提出了风况预测误差自适应的海上风电场尾流偏转控制方法及基于深度神经网络的控制模型。研究结果表明:与不考虑风况预测误差自适应的传统风电场尾流偏转控制方法相比,所提方法的全场发电量提高了1.77%。

考虑交叉耦合效应的混合励磁开关磁链电机转子位置估计

针对使用高频电压注入法估计混合励磁开关磁链永磁(HESFPM)电机转子位置时,由于直轴和交轴之间的交叉耦合效应使得转子位置估计精确度降低的问题,提出了一种对交叉耦合效应进行角度补偿的HESFPM电机励磁绕组高频电压注入位置估计方法。通过电枢绕组α、β轴高频电流响应估计转子位置,分析了交叉耦合效应对所提出的高频电压注入位置估计精确度的影响,通过离线方法测量出该效应导致的交叉饱和角,并进行无位置传感器控制在线角度补偿。最后,通过12槽10极HESFPM样机进行实验验证,实验结果表明电机运行在不同转速、负载工况下,所提方法能够有效减小位置估计直流偏置误差,具有良好动态跟随性能。

基于海洋气象漂流浮标的动态测风技术研究

利用海洋气象漂流浮标对海洋风数据进行观测具有成本低、可抛弃性的优势,然而,海洋气象漂流浮标在海上动态观测环境中传感器倾角不断变化且改变速度不确定,引起了较大的测量误差;针对这一问题,搭建了模拟海洋动态环境的测风实验平台,选用FT742-SM型超声波测风传感器对风速风向数据进行测量,并利用欧拉角模型和四元数模型对测风传感器姿态变化时的三个倾角进行解算;通过多次实验数据对比分析,发现传感器俯仰角θ和横滚角γ对风速风向测量影响最大,进而提出了多变量拟合的方法对所测风速风向数据进行误差补偿,补偿后的数据准确性得到了较大的提升;最后,结合真风订正算法设计了漂流浮标测风算法总流程,为后续的海洋气象漂流浮标测风提供了很好的参考价值。

一种基于风况预测的优化偏航策略

不同地理位置上风电场的风速和风向变化不同。多数风电机组依照统一的参数执行同一偏航策略,经常出现对风不准问题,导致“欠偏航”和“过偏航”,既加剧了偏航磨损,又增加了偏航成本,还降低了风能利用率。以风电场所处地理位置的气候、地形、地貌等条件不变,风况具有一定的周期性内在变化规律为前提,通过统计风电场历史风速与风向的变化关系,获得风向变化规律特性,从中得到最大概率风向变化角度,将其作为启动偏航的动态偏航误差角度,并综合考虑机械磨损和用电消耗等指标确定偏航时延。利用C-L模型预测未来某时刻风速,预算偏航参数值,制定出主动响应、精准匹配风向的适时偏航策略。应用本文提出的偏航策略,每台机组均获得了不低于1%的增发电量效果。

基于孤立森林与稀疏高斯过程回归的风电机组偏航角零点漂移诊断方法

偏航角零点漂移严重影响风电机组性能,将之消除的前提是对其进行可靠且快速的检测。基于风能捕获机理,该文提出一种运用机器学习算法的偏航角零点漂移诊断方法。首先,采用孤立森林(isolated forest,IF)异常值检测算法对数据进行预处理;其次,建立非参数模型稀疏高斯过程回归(sparse Gaussian process regression,SGPR)估计偏航角零点漂移;最后,利用多个风电场的风电机组实际运行数据对所提方法进行验证,并分析不同诊断模型对数据量的依赖性。结果表明:IF+SGPR方法准确性高,所需数据量少,能够快速诊断偏航角零点漂移;该诊断方法能够应用于各种电场不同型号的风电机组,普适性较高。

火炮膛线缠角误差对空炸引信定距精度影响及补偿方法

为了减小空炸引信的定距误差,提高空炸精度,分析了火炮的膛线缠角加工制造误差对空炸引信的测速精度影响,并给出了补偿膛线缠角误差的解决方案.数据表明,膛线缠角误差对测速精度有较大的影响,当膛线缠角有9′的误差时,会造成1.75%左右的测速误差,从而造成较大炸点精度偏差.给出了基于引信用装定器的膛线缠角误差补偿方案,试验表明,引信用装定器的膛线缠角误差补偿方案可以将测速误差减小到0.2%左右,可以有效地减小引信测速误差,提高引信的空炸精度,为计转数自测速引信设计提供参考.

一种新的风洞试验支撑机构横向弹性角校准方法

为了获得风洞测力试验模型受载后的实际侧滑角,提出了一种新的风洞测力试验模型支撑系统横向弹性角现场校准方法,其特点是校准过程中以风洞测力天平作为力值传感器,替代作为标准载荷的砝码;并依托在中国空气动力研究与发展中心2.4 m×2.4 m跨声速风洞进行的宽体客机标模测力试验,对研究方法的具体方案、技术难点、解决途径和误差评定进行了论证说明;结果表明:该校准方法和误差评定方式具有一定的工程意义。

折叠变体飞行器风洞试验特种模型设计

特种高速风洞试验模型设计一直是风洞试验领域的难点问题。针对某变体飞行器高速风洞试验任务提出的运动性能指标,设计开发了可控的折叠变体试验模型,对其设计方案及工作原理进行了阐述,对折叠变体传动机构进行了优化和角度误差的分析与计算。结果表明该试验模型能够对机翼折叠变体角度进行连续、稳定和精确控制,完全达到了设计要求的各项指标。

转角跟踪误差对膛线拉削精度影响的分析

根据位置反馈控制系统的误差原理和缠角定义及其与膛线方程的关系,分析了采用C=F(z)联动算法的LK6/LK8型数控深孔螺旋拉床拉削膛线过程中,刀杆转角跟踪误差对于不同类型膛线缠角精度和宽度等指标的影响,并给出了该误差与拉速、缠角、身管口径和伺服增益等参数关系的计算公式及降低其影响的应对措施。经实际使用表明:该方法是正确的、有效的,可为采用类似算法的深孔变截面沟槽拉削的误差分析提供参考。

基于纵向直接力控制的飞翼布局无人机紊流减缓

飞翼布局无人机在大气紊流中飞行会受到较大的紊流载荷,而受限于自身构型和舵面配置,无法采用传统控制方案进行紊流载荷减缓。分析了飞翼布局无人机的舵面气动特性,提出一种多组舵面配合产生纵向直接控制力的垂直紊流减缓方案,并采用自抗扰控制技术设计了非线性控制器,在线估计系统误差和紊流扰动,并进行补偿控制。仿真结果表明:飞翼布局无人机采用直接力控制方案,并加入该非线性控制器后,能显著减缓在大气紊流中飞行中的法向过载,同时保证姿态和航迹稳定。

400Hz/600V感应升压比例器

本文介绍了400Hz/600V感应升压比例器的制作和校准,在设计中采用了多股绞绕的方法,使制作工艺先进合理。同时采用了参考绕组法和对校法对其进行校准,比差和角差均能达到5×10-6的水平,具有较大的应用开发价值。

考虑几何非线性的风力机叶片气弹模型

针对大型轻型柔性叶片存在的几何非线性变形情况,基于几何精确梁理论建立了非线性叶片梁单元,考虑了叶片预弯预扭、各向异性、变形耦合以及截面偏心的特点。对非线性结构方程的数值求解方法进行了探讨。结合动量叶素理论建立了可用于分析叶片大变形动态响应问题的几何非线性气弹模型。通过两个算例验证了结构模型的正确性。以NREL 5MW风力机叶片为研究对象,分析了叶片静态变形、固有频率、以及在阵风、偏航错误条件下的动态响应,并与FAST计算结果进行了对比,结果表明,在静态变形范围内几何非线性气弹模型与FAST非常好的吻合,进一步验证了该模型计算正确性。通过降低叶片截面弯曲刚度,发现在叶片大变形时,几何非线性气弹模型可以获得更准确的结果。

基于激光跟踪仪的民用飞机风标式攻角传感器零位误差测量数据分析

攻角传感器的准确性、可靠性直接关系到飞行安全。本文分析比较了两种数据分析方法对风标式攻角传感器零位误差测量的误差敏感性。线与线夹角方法比面与面夹角方法对随机测量误差的敏感性更小。在随机误差区间值相同时,线与线夹角方法能减小测量结果误差22%。使用线与线夹角方法分析了民用飞机攻角传感器实际测量数据,得到攻角传感器零位误差。方法可行性得到验证。

单对极质数槽绕线式旋变绕组配合的磁势精度

旋变是自动控制系统中重要的角度测量传感器,目前各种文献推荐以同心正弦绕组配合作为设计基础。近年来出现少量质数槽绕组配合的绕线式旋变产品和专利申请,但缺乏相应的设计理论指导。基于绕组的磁势波理论,对不同绕组配合的齿谐波误差理论上限进行求解,提出高精度质数齿槽绕组配合的数理依据和函数误差表达式,质数齿槽配合没有原理性的零位误差,且正交误差不会超过函数误差。通过数值分析与有限元仿真方法对不同绕组配合的磁势误差分布进行仿真研究,明确质数槽绕组配合选取方式。在上述理论工作基础上,制作一款(7:10)实物样机进行测试,通过样机的谐波磁势分析和函数误差分析证明质数斜槽绕组配合选择方法的正确性和有效性。

基于VC的膛线数据离线测评系统设计

数控拉线机加工的膛线数据离线测评软件由VC++6.0实现。系统采用树型结构,各分支虽相互平行,但可使用部分公用模块。以膛线角误差为例,先将膛线区间平均分割成相应小区间,再在N次采样数据中,找出相邻区间的最大值和最小值,最后按照Z轴坐标由小到大顺序,依次连接P个区间最大值和最小值,得到最大和最小误差2条曲线。

井间层析成像质量影响因素分析

本文利用一些典型数学模型的井间层析成像结果，较为深入地讨论了井间层析成像质量的影响因素，加射线密度、射线有限视角、初至误差（包括初至随机误差和系统误差）、速度差异和射线弯曲等。在此基础上，提出了一些克服上述影响因素的具体建议，这对于井间层析成像以及指导野外施工，都具有重要的意义。

多种温度激励下高精度光纤环瞬态特性研究

光纤环是光纤陀螺组成的核心部件,不同绕制方式绕成的光纤环性能差别很大,随时间变化的温度梯度会影响光纤环的瞬态特性。针对采用八级对称绕法绕制的高精度光纤环,分别通过理论分析和实验验证来研究其瞬态特性,建立高精度光纤环存在等效不对称度情况下的径向和轴向温度激励模型,分析其在两种温度激励下的热致非互易误差角度大小,采用智能桌面温箱和温度激励装置搭建实验平台,对两种热致非互易误差角度大小进行实验测试,根据测试结果及理论分析,可得到高精度光纤环的等效不对称度大小,分析光纤环瞬态特性,判断其绕制性能,对光纤环用于光纤陀螺具有指导意义。

风的大小对麦克风阵列雷声定位影响的模拟研究

针对雷声定位经常因环境因素影响导致定位出现偏差的问题,对环境因素中影响最大且最广泛的因素-风,进行实验验证和模拟仿真分析。首先提出风对麦克风平面阵列定位结果的影响模型和声源定向误差理论,通过实验验证了风对声源定位结果产生显著影响。基于波束形成算法,使用Matlab软件仿真分析风速大小对雷电声波传播速度和声源定位结果的影响,并总结声波传播速度、定位出的声源方位角和仰角、定位出的声源来波方向等物理量的误差分别随风的大小改变的变化规律。实验及仿真结果表明,风对雷声定位结果产生了不可忽略的影响。随着风级的增大,声波传播速度误差增大,定位方向误差增大。

风切变等风况特性对风力发电机组载荷影响研究

为了保证风电机组定场址安全性复核时对边界条件的正确选取,更好地保障机组的安全性,基于Bladed软件,以某双馈风力发电机组为例,分析不同风切变、入流角和对风误差等风况特性对风力发电机组关键部位载荷的影响。研究结果表明,叶片摆振与塔架俯仰载荷对对风误差、风切变与入流角敏感度较低,而叶片挥舞与塔架倾覆载荷受对风误差、风切变与入流角影响较大,并且随着风速的增大影响变大。此研究结果能为机组安全性复核时计算边界条件的选取提供一定的依据。

无人机搭载超声波仪器测量风场的校正算法研究

利用多旋翼无人机搭载超声波仪器测量风速和风向具有成本低、方便灵活、可大区域连续测量的优势,但无人机飞行时产生的倾角会使测风仪的测量结果仅为真实风沿其平面的一个分量,导致误差较大。针对这一问题,设计了一种基于无人机倾角对超声波风速仪测量结果进行校正的测风算法,包括无人机悬停与前进两种状态下的校正。利用四元数和姿态矩阵之间的关系得到无人机的3个欧拉角,进而得到无人机的倾角,通过倾角的大小来对超声波风速风向仪的测量结果进行校正。通过多次试飞实验,将校正后风速和风向在相对高度上的平均值与气象站的对应观测数据进行比较,误差控制在很小的范围内,结果相对准确,表明此算法可以实现低空风场的实时监测。