Study on Relation between Dynamic Imbalance Degree and Product of Inertia

Based on the study of the relation between the dynamic imbalance degree and the product of inertia,a new static test method of the dynamic imbalance degree is presented.It is theoretically proved that the essence of the imbalance degree test for projectile body is the test of its product of inertia.A more precise calculation formula of dynamic imbalance degree is also given.The experiment results show that this method can not only reduce the cost of equipment,simplify the test procedures,save human resource,but also has more reliable test precision.

面向PEM电解制氢的虚拟同步控制技术研究

配有储氢环节的电解水制氢系统能够对功率进行调整,促进可再生能源大规模消纳,是一种理想的调节资源。在电解电源的控制中,引入虚拟同步机控制技术,以暂时改变电解制氢功率为代价,为大量新能源与清洁能源接入电网带来的转动惯量不足、频率稳定性较差等问题提供一种新的解决思路。本文以质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢系统为例,提出了一种虚拟同步电动机(virtual synchronous motor,VSM)的控制策略。首先,通过引入直流电流控制环节实现电解槽功率的自主调整,减小了负荷波动期间的电网频率变化量;其次,考虑到电解槽电流调节存在速率限制,分析了对频率调整过渡过程的影响。最后,基于MATLAB/Simulink搭建微电网仿真系统,实验结果表明,相较于传统的双闭环控制,基于VSM控制的PEM电解制氢系统在电网负荷变动期间能够自主调节制氢系统的功率,电网频率变化量减少了64.71%。

基于电流型虚拟同步机控制的电解制氢负荷主动调频策略

氢能作为一种零碳绿色的二次能源,具有能量密度大、转化效率高等优点。结合可再生能源电解制氢,能够实现氢气从制取到利用全过程的零碳排放,但由于制氢系统中各单元均通过电力电子变换器接入交流电网,系统惯量不足导致频率稳定性较差,亟需有效的频率调节措施,以期改善系统频率稳定性。该文基于全控型整流器作为电解堆栈的供电拓扑的方案,提出电流源型虚拟同步机控制策略,根据系统频率改变电解制氢负荷的制氢功率,实现暂态过程的惯量阻尼支撑及稳态时的一次频率调节,可在一定程度上提升系统的频率稳定性。实验结果表明,在切除交流母线负荷后,电解堆栈产生的氢气流量由109.8 mL/min提升至123.6 mL/min,证明了所提方法的正确性和有效性。

基于遗传粒子群动态聚类算法的物流柔性分拣系统品规分配

目的针对目前烟草物流配送中心条烟分拣量大,不同条烟品规的分配对订单的总处理时间影响较大的问题,研究平衡各个分拣区品规的分配,提高分拣效率。方法建立以各分区品规相似系数和最小为目标函数的数学模型,并采用改进的遗传粒子群动态聚类(GAPSO-K)算法进行求解。首先,结合各品规分拣量对品规相似系数进行改进,并将其作为适应度函数;然后在粒子群算法中对惯性权重因子进行改进,使其值可以进行自适应改变;最后,在粒子群动态聚类算法中引入遗传算法中的交叉变异扩大解的搜索范围,基于Matlab对文中的其他算法进行求解对比,求得结果在EM-plant中进行仿真验证。结果结合某烟草物流配送中心数据仿真验证,利用GAPSO-K算法处理订单的时间为234.5 s,较传统时间大幅度较少,有效提升了柔性物流分拣效率。结论采用该算法可充分发挥2种算法的优良性,具有更好的收敛性及寻优性,为柔性物流品规分配提供了新思路。

复摆法弹药静态多参数测试仪器研究

基于复摆原理研制了弹药静态参数多功能测试样机。可以用来测量质心位置、质偏、转动惯量、惯性积、动不平衡度等多种参数,同时推导了相应的计算公式,并利用样机进行了实际测量,测量结果表明该方法是有效和可行的,且具有快速、高效、高精度等特点。

扭摆法测量飞行体转动惯量

根据扭摆法测量转动惯量原理,研制了基于气浮转台的大型转动惯量测量系统,提出了一种可展开式测量臂结构,利用任意轴定理,实现了一次工装就可以测量出飞行体对三个轴的转动惯量和惯性积,从而有效降低了多次安装带来的定位误差,系统采用了气浮转台,消除了扭摆过程中机械摩擦力对扭摆周期的影响。试验结果表明:转动惯量测量的相对误差不大于0.07%,由于采用了展开式测量臂结构,测量效率提高了3倍。

3自由度气浮台力学性能研究——自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响

利用高等动力学理论分析了自重作用下,气浮台平台产生的变形对平台转动惯量矩阵的影响,用有限元法计算了各种欧拉角下的平台的主转动惯量和惯性积,给出任意欧拉角下的计及变形效应一次项时的转动惯量矩阵计算公式,结果表明由于平台变形使主惯性轴方向变化从而使气浮台姿态准确度产生误差。此误差主要受重力单独沿结体坐标系中某一水平轴作用时,平台对此水平轴与垂直轴的惯性积的值的影响。计算得出本例结构气浮台的最大姿态准确度误差为1．4×10-6rad(0．289角秒),完全能够满足卫星所需的姿态准确度要求。

卫星转动惯量测量方法

介绍了用扭摆,通过倾斜安装测量卫星三个方向转动惯量的一种方法。分析了IYY测量准确度和测量倾斜角大小、IYY/IXX的比值、倾斜角误差之间的关系。当倾斜角度θ>45°时,IYY能够达到较高的测量准确度。

柴油机惯性参数的测试研究

柴油机的转动惯量和惯性积是研究其动态特性的重要物理参数。为确定柴油机关于其质心的转动惯量和惯性积，采用经纬仪法测试柴油机质心位置和三线扭摆试验法测试柴油机转动惯量和惯性积，提出了测试方法和处理测试数据的公式，并用于实测了某中型柴油机质心位置、转动惯量和惯性积。

用扭摆法测量导弹惯性积的误差分析

文中描述了通过扭摆法测量导弹六种不同状态的转动惯量计算惯性积的方法,分析了惯性主轴夹角测量误差与试件长细比、测试倾斜角的关系,并对一圆柱形标准样件的测量误差进行了分析,给出了最优测量倾角,并得出了当长细比大于5后,惯性主轴夹角的测量误差基本稳定的结论。

弹体动不平衡度的静态测试法

针对传统的弹体动不平衡度测量方法的局限性,提出了利用静态法来测试弹体动不平衡度的新方法,推导了动不平衡度的计算公式,分析了动不平衡量与惯性积的关系及惯性积Ixy和Ixz的测试方法。从理论上充分证明了对弹体的不平衡度测试本质上就是对弹体惯性积的测试。实验表明:传统测试法与静态测试法的测量结果一致;静态测试法不仅可以减少设备投资,简化测试程序,节省人力,而且还可以获得可信度较高的测试精度。

飞行器转动惯量测量方法研究

研究用扭摆法测量飞行器转动惯量,并对该方法的测量误差进行分析。分析了飞行器IXX与IYY(IZZ)的比值以及测试倾斜角对IYY(IZZ)测量精度的影响,得出当试件的IYY(IZZ)/IXX大于5后,转动惯量的测试误差基本稳定的结论。

军用飞机弹射座椅惯量计算

人椅系统惯量是弹射救生6自由度性能计算所需的非常重要的数据。在以往的简化计算中,惯量的计算结果精度不够,不能满足使用要求。这里根据人椅系统的实际结构、尺寸构造三维实体模型,从而计算其重量、重心及惯量,其中人体分第5、50及95百分位,分别对应座椅的上、中及下位。计算结果成功地用于地面试验中。此方法可以精确地计算弹射座椅的惯性矩及惯性积。

导弹级间分离特性的数学分析研究

文中针对导弹刚体运动方程组,采用合理假设,推导导弹姿态运动摆动角解析解。与传统数值仿真解比较,证明理论推导与仿真结论一致:干扰力矩和惯性积影响下,摆动角和摆动角速度存在正弦形式的周期运动,振荡周期与自旋角速度、惯性积有关,振幅受干扰力矩、惯性积影响。

通用截面特性计算软件开发研究

为找到一种适用于任意截面形式的截面特性计算方法,开发通用高效的计算软件,通过对截面特性中面积、静矩、惯性矩和惯性积的数学表达式进行深入研究,运用格林公式将截面特性的数学表达式中对面积的二重积分转换为对截面边界曲线的积分,代入曲线参数方程将边界曲线的二元积分转换为一元积分,利用牛顿-莱布尼兹公式精确求解截面特性,进而采用面向对象方法开发通用截面特性计算软件。软件使用灵活方便,适用于实体或空心,整体或分离,单一或组合材料的任意组合截面形式。通过在大量工程设计项目的应用表明:本方法计算结果精确,计算效率高,实用意义突出。

用扭摆测试导弹惯性积的方法

描述了一种通过测量导弹在六个不同位置的转动惯量来计算导弹惯性积 ,进而计算导弹纵轴与主惯性轴夹角的方法。对长度较长、竖直放置在测试台上很困难的导弹 ,提出了将导弹纵轴倾斜一角度 ,间接计算纵向转动惯量的计算方法 ,使得在同一台设备上能测量导弹全部惯性张量。转动惯量通过扭摆法测量 ,在测量过程中 ,由于导弹转动速度很慢 ,可以忽略空气阻力的影响 ,有较高的测量精度。

改进PSO权值算法在流水生产调度中的应用

为了在生产中快速有效且合理地安排生产流程,达到生产最优化,采用改进粒子群权值算法(DPSO)。研究了DPSO算法地参数设置问题,在传统PSO算法基础上加入具有动态自适应调整功能的权重因子,使算法更快地达到全局最优化,迭代次数也大大缩短,将DPSO算法用于流程工业的flow-shop调度中,大大提高了生产效率,仿真实验表明该算法具有良好的全局优化性能。该成果对生产调度具有一定的参考价值和指导意义。

改进粒子群算法求解广义Usher油田开发动态预测模型

广义Usher累积产油量和含水率预测模型属于超越函数,涉及未知参数多,求解具有一定的难度。针对该模型特点,对标准粒子群优化算法进行了改进,提出了一种基于Sigmod函数的非线性惯性权重的改进粒子群优化算法,这在非线性函数优化中能够较好地保证算法收敛性,避免算法陷于局部最优。通过实际油田开发数据对广义Usher预测模型进行了求解,结果表明,用改进的粒子群优化算法求解非线性函数具有较强的可靠性和实用性。

关于惯量张量的注释

本文从物理学中转动惯量的传统定义出发 ,导出以并矢形式表示的惯量张量 .然后又反过来 。

论惯量积的定义

现行的各种理论力学教材对惯量积的定义并不恰当,使得惯量张量的矩阵表示不符合数学中的表达习惯。因此,有的教材给出的惯量张量各分量的统一表达式实际上是错误的。文章给出了惯量积的新定义。