基于桨距角控制的永磁风电机组高电压穿越控制策略

为解决传统永磁风电机组高电压穿越控制策略存在超速脱网风险问题,提出一种基于桨距角控制的高电压穿越控制策略。高电压穿越期间,首先,按照并网要求向电网提供无功支撑;其次,考虑转子转速限制,当转子转速达到参考值时启动桨距角控制,抑制转子转速上升;最后,通过仿真试验,验证了所提控制策略的有效性。基于桨距角控制的永磁风电机组高电压穿越控制策略,既能向电网提供无功支撑,又能避免超速脱网。

基于转动惯量存储与释放的风电场快速功率调控策略

随着风电场大规模并网,电网等效惯量和调频能力下降,在故障情况下风电场难以提供电网所需的功率支撑,迫切需要提高风电场功率调节能力。针对当前风电场功率调节缓慢、无法灵活调节输出功率的问题,提出一种基于转动惯量存储与释放的双馈风机快速功率调节方法和风电场功率调节指令优化分配方案。利用换流器响应快速的特点,根据转速动态调节风机电磁转矩,控制风机存储或释放转动惯量,快速改变风机输出功率。在功率调节指令的分配中,考虑风速波动性以及风机惯量存储与释放的特性,以风电场功率调节与指令偏差最小化为目标对功率指令进行优化分配,降低风速波动对快速功率调节的负面影响。在Matlab-Simulink中建立风电场仿真模型进行验证,结果表明所提策略能够实现风机30 ms内的功率响应,有效抑制风速波动对风电场快速功率调节的影响,提升风电场频率调节的能力。

高速列车受限自适应有限次迭代学习容错控制

为研究高速列车(High-Speed Train, HST)自动运行系统在执行器故障和速度受限下的速度控制问题,本文提出一种有限次运行收敛的受限自适应迭代学习容错控制(Finite-Iteration Constrained Adaptive Iterative Learning Fault-Tolerant Control, FI-CAILFTC)方法。首先,基于障碍组合能量函数(Barrier Composite Energy Function, BCEF)构建沿迭代域方向有限次运行收敛条件,并且利用所期望任意跟踪精度计算所需运行次数,同时,指导控制器参数选择,以保证HST有限次运行收敛性;其次,设计具有自适应容错能力的迭代学习控制算法,对未知时变且迭代变化的执行器故障进行自适应估计和补偿;再次,针对HST运行过程中超速问题,在所设计容错控制器基础上,加入超速防护机制,保证HST实际运行速度始终满足速度约束,保障列车安全运行;最后,以CRH-3型高速动车组列车作为研究对象,对设计的控制方法进行仿真研究。仿真结果表明:FI-CAILFTC方法下,HST速度跟踪误差在预先计算出的第17次迭代后达到期望控制精度0.2,相较于对比算法,控制精度分别提高了90.70%和90.22%;FI-CAILFTC有更快的收敛速度和更好的自适应容错能力;HST实际运行速度始终主动满足速度受限。

考虑桨距角控制的双馈风电机组高电压穿越控制策略

针对基于传统控制策略双馈风电机组高电压穿越存在超速脱网风险的问题,提出一种考虑桨距角控制的高电压穿越控制策略。高电压穿越期间,一方面通过控制风电机组为电网提供无功支撑;另一方面,当转子转速达到参考值时启动桨距角控制,抑制转子转速上升。仿真结果表明,与传统控制策略相比,所提控制策略可使双馈风电机组在兼顾对电网提供无功支撑和避免转子转速越限两个目标下实现高电压穿越。

电动轮椅颠簸路面行驶状态研究

为提升电动轮椅在颠簸路面行驶的安全性,建立了电动轮椅在此行驶状态下的数学模型,利用轮子与地面接触时产生的振动作为外界激励,分析了电动轮椅行驶中常规线性模型与振动非线性模型行驶速度与重力加速度及纵向位移之间的关系。为进一步描述电动轮椅在颠簸路面行驶过程中的动态特性,分别以行驶速度3.3 m·s^(-1)和3.7 m·s^(-1)为例进行数值模拟,得出在颠簸路面行驶时电动轮椅的振动频率和幅值随着行驶速度的增加而增大,而这将导致电动轮椅发生倾倒的概率加大,威胁乘员的安全,所以合理设置电动轮椅行驶速度,优化底盘减振设计,能够降低冲击载荷,保障安全行驶。

双摆起重机的过阻尼自耦PD消摆控制方法

针对欠驱动双摆起重机系统的负载摆角在实际工作中难以有效测量和消摆时间长的问题,提出了一种无需负载摆角反馈的过阻尼自耦PD方法。该方法首先通过坐标变换来解决控制输出的耦合,然后引入虚拟控制量将双摆起重机系统分解为外环位移控制与内环吊钩摆角控制,同时将负载摆动的影响以及外部扰动定义为总扰动,进而将其等价映射为一个线性扰动系统。为了进一步提高控制系统的鲁棒性,在自耦PID控制理论的基础上提出自耦PD临界阻尼控制系统的思想,据此分别设计了外环与内环的过阻尼自耦PD控制器。且理论上分析了控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。最后通过仿真实验证明了本文控制方法可以实现双摆起重机的消摆控制。过阻尼自耦PD方法不仅具有较快的响应速度,而且不依赖模型参数以及对外部扰动具有良好的鲁棒性,能有效的解决双摆起重机系统的现有问题。

基于GA-FC的双馈风机调频优化策略

双馈风机通过附加虚拟惯性控制和下垂控制参与电力系统调频,但固定的控制系数无法发挥风机实际调频潜力。针对这一问题,提出了一种将遗传算法和模糊控制(GA-FC)相结合的变系数风机调频优化控制策略。首先,为提高调频时功率支撑能力,分析了超速减载控制,对不同风速下减载率进行拟合;然后,参考其他文献虚拟惯性控制系数整定结果,对下垂控制系数进行整定,再通过GA-FC实现动态调整控制系数,实时挖掘风机实际调频能力;最后,在MATLAB/Simulink搭建仿真模型,对所提策略进行验证。结果表明所提策略能够有效提升系统频率支撑。

驼峰车辆减速器制动性能影响因素分析

驼峰作业过程中,溜放车辆经减速器制动后容易出现超速、夹停、轻车挤出等制动问题。通过理论分析和实验方法,分析制动高度、制动宽度、轮辋外径变化、摩擦系数等因素对减速器制动性能的影响情况。结果表明:提高摩擦系数和制动高度、增大杠杆比、减少制动宽度等,能有效降低减速器超速的发生概率;提高制动高度、减少附加制动力系数、提高制动轨强度、降低摩擦系数等,能有效降低轻车挤出的发生概率;提高传动系统动力、减少零部件摩擦阻力、增大曲拐偏心等,能有效避免夹停问题的发生。由此提出解决减速器制动问题的措施和建议,为减速器设计、安装施工、维修维护等,提供理论支持和设计依据。

地铁轨道牵引电机轴承柔性转子过临界转速自动控制

当电机运行在高速状态时,受地铁轨道牵引电机转子的挠度和静态蠕变性能影响,会使运行超过临界转速,使得转子振动加剧或产生共振现象,导致振动幅度增加。在此情况下,瞬时性转子转速的计算难度较高,难以准确判断转子是否达到或接近临界转速,无法实现对转子振动的主动控制。为此,提出地铁轨道牵引电机轴承柔性转子过临界转速自动控制方法,利用测量得到的转子瞬时转速,判断柔性转子的稳定性状态,实现过临界转速自动抑制。利用传递矩阵法计算出柔性转子的各阶临界转速;将磁电式转速传感器安置在柔性转子系统上,通过A/D采样法采集传感器输出的单个周期脉冲方波,获得柔性转子的瞬时转速;当瞬时转速达到临界转速时,采用线性自抗扰控制器,计算其控制律,实现对柔性转子的转速控制。试验结果表明,该方法的转速测量精度高,转子振动控制性能好,具有较强的抗扰动能力。

基于数据驱动的高速铁路动车组列车头尾车车轮踏面缺陷预测方法

[目的]踏面缺陷是高速铁路动车组列车车轮失效的主要表现形式之一,严重影响了动车组运行的安全性及乘客的乘坐舒适性。车轮踏面缺陷主要集中在头尾车,可能是多种因素共同作用的结果,需要寻找一种能综合多种影响因素的预测方法。[方法]基于某铁路局动车组列车的车轮镟修数据,每个数据样本包括10个特征(4个名义特征和6个连续特征),对数据进行预处理。通过合成少数类样本过采样技术对不平衡数据集进行处理,构建了标准化数据集。建立了DNN(深度神经网络)模型,对底层特征进行组合,形成了特征的高层抽象表示。通过网络结构调整和超参数优化得到了模型的最优学习效果。对模型进行训练并测试,验证了该模型的预测效果。[结果及结论]基于数据驱动的头尾车车轮踏面缺陷预测方法具有较高的预测精度和较优的综合性能,其预测精确率达92.5%,可有效预测头尾车车轮踏面损伤的发生概率。

高铁场景中基于DASH协议的流媒体自适应云协同传输方法

高铁逐渐成为流行的出行选择,高铁途中用户对流媒体服务有着较高的需求.但是高速移动场景下用户带宽抖动严重、用户的媒体体验难以得到保障.为此,本文提出了一种基于DASH协议的跨层流媒体自适应云协同传输优化方法.首先提出了一个基于DASH协议的跨层流媒体自适应云协同传输架构,并提出一个高铁环境下用户的QoE模型.在此基础上构建了基于DASH的跨层流媒体自适应云协同传输的优化模型,并提出了基于DASH协议的跨层流媒体云协同自适应码率选取算法,提升用户的媒体体验.最后仿真实验结果表明,本文提出的方法能很好地提高高铁用户的媒体体验,有助于高速移动场景下流媒体优化传输的研究.

水布垭电厂调速器防过速控制功能优化

针对水布垭水力发电厂4号机组远方开机失败(导叶没有打开),在做开机过程中通道切换检查时,发生机组机械过速紧急停机,为解决此问题,对调速器防过速控制程序进行了以下优化:对调速器自动通道A套、B套程序加入通道故障及切换判断;对调速器手动通道C套程序加入过速或越限后的关机判断;调速器C套关闭开停机阀后,C套独立输出调速器事故信号至监控系统自启动快速停机流程,该信号为5 s脉冲信号。优化后彻底消除了由于液压系统故障引起导叶失控导致非负载态机组严重过速的安全隐患。

紧急甩负荷与突甩负荷对调节保证极值的影响

工程设计常将紧急甩负荷得到的调节保证极值作为保障水电站安全运行的设计依据,而往往忽视了突甩负荷得到的调节保证极值大于前者的可能,忽视了突甩负荷过程中机组转速超出过速保护阈值转向紧急关机的操作及相应的调节保证极值,给水电站安全运行埋下了隐患。本文采用数值模拟的方法,以拉哇水电站调节保证设计为例,探讨紧急甩负荷和突甩负荷两者之间的差异,对紧急甩负荷时导叶关闭规律进行了优化,并对突甩负荷时调速器参数、接力器全行程关闭时间、过速保护阈值的选取进行了研究。结果发现:突甩负荷时,调节保证参数的极值主要取决于接力器全行程关闭时间;突甩负荷以及过速保护工况可能会出现较紧急停机工况更加不利的情况。

基于RoF和OTFS调制技术的新型高铁移动通信双层链路结构

为了克服高铁移动通信场景下传输容量和多普勒频移带来的困难,提出一种基于光纤无线电(RoF)和正交时频空间(OTFS)调制技术的新型高铁移动通信双层链路结构。在高铁移动通信场景下,有线部分使用RoF技术作为沿铁路分配高频宽带无线信号的解决方案;无线部分使用OTFS调制,通过将时频域信号转换为相对稳定的时延多普勒域信号来解决多普勒频移(DFS)破坏现行宽带正交频分复用(OFDM)信号子载波间正交性的问题。仿真结果表明:在相同传输条件下,当OFDM调制的误码率降为10-1以下时,OTFS调制的误码率已经降低到10-4量级,因此OTFS调制的传输性能更优。

激光靶高速模拟光信号发生器设计与标定技术

为了支撑高速度电磁轨道炮速度测试,提高激光靶测试高速武器速度的精度,针对激光靶测速原理设计了模拟过靶光信号发生器,并使用高速摄像机搭建标定系统对激光测速靶进行精度标定。结果表明该装置可以模拟产生速度大于2600 m/s弹丸通过激光靶时的波形。依据实验条件进行了关键设备选型,分析了所需设备关键参数设置,使用经计量的量块对拍摄图像单位长度的像素数进行标定,利用高速摄像机对模拟光信号发生器产生的高速运动暗斑进行拍摄,根据两帧图像测得的位移量和帧间时间间隔算出模拟光信号的运动速度,用于激光测速靶标定。此标定技术速度上限高、无需实弹测量,可作为室内定量检验激光测速靶的一种常规方法,标定出激光靶测速系统的相对误差小于0.034%,具有很高的实用价值。

软土层大直径沉井施工方法研究

随着工程技术的发展,大型沉井的应用越来越广泛,尤其在地质条件复杂的软土地区,更能发挥沉井埋深大、整体性强、稳定性好的优点。但是大型沉井在软土层中施工需克服侧面阻力小及土层承载力低的问题。文章总结了大型沉井在软土层中的施工方法,采用刃脚下设置水泥搅拌桩、井壁外钻孔注浆和破除搅拌桩、刃脚与搅拌桩之间设置砂袋的方法,成功解决了土层承载力与摩擦力小的问题,顺利完成了沉井下沉施工,期间未发生偏斜、速沉、超沉现象。

换向器动态片间误差测量技术

换向器片间误差是换向器性能的重要指标之一,直接影响碳刷的使用寿命,相关的检测设备即换向器片间误差测量仪。介绍换向器动态片间误差测试设备高速传动机构和位移传感器等关键部件和技术。选用实际样品,使用激光位移传感器和电容位移传感器分别进行测量,得到实际测试数据。

长河坝水电站650 MW水轮发电机组防飞逸技术

鉴于水电站利用水能发电的特殊性,水轮发电机组过速甚至飞逸后可能造成顶盖把合螺栓断裂、流道泄漏、水淹厂房等严重后果,本文全面介绍了长河坝水电站通过利用纯机械液压过速保护装置,使得机组过速状态下事故配压阀动作关机的同时,筒型阀与事故配压阀联动关机,极大地提高了机组过速防止飞逸的安全性和可靠性。可供同类型水电厂提高安全生产管理和设备可靠性参考。

高速铁路列车超视距地面系统设计与应用

为保障高速铁路运行环境安全,满足列车超视距应用的业务需求,设计高速铁路列车超视距地面系统。利用数据统一接入、视频压缩与处理、超视距关联匹配算法及数据安全传输等关键技术,实现超视距数据的接入和处理、超视距关联及管理等功能,辅助突发险情的超前预判和提前处置。在京张(北京—张家口)高速铁路实车试验的结果表明,该系统功能符合预期设计,长时间运行稳定,可为高速列车运行安全提供技术支撑。

国产化速度传感器丢失脉冲导致动车组在线滑行故障分析及改进

针对安装国产化速度传感器的某动车组在线运行中出现的滑行故障,文章通过在线故障数据分析、原因分析及试验,确定了引起BCU报滑行故障的原因是列车过分相时速度传感器存在丢失脉冲导致。通过在速度传感器上施加浪涌电压模拟故障,并对速度传感器电路进行分析及对比验证,提出了有效的改进措施,即取消霍尔芯片前端的分压电阻。经运行考核,改进后的速度传感器在线运行良好,满足在线运行要求。