开关磁阻电机无位置传感器控制策略研究

针对开关磁阻电机无位置传感器下的转子位置还原,提出一种基于电流上升时间监测的无位置传感器控制策略,该策略包含初始位置检测、电机启动运行、转子位置重构和调速控制几个部分。首先离线测得电机在特殊位置时滞环带宽内的电流上升时间,作为初始阈值用于电机启动;接着分别对各相绕组注入小电流,比较各相电流在滞环带宽内的上升时间进行初始位置分区;然后将转子从电感下降区进入电感最小区起始点作为特征点,利用初始阈值启动电机并在电机运行过程中依据实时工况更新特征点处时间阈值作为下一周期的检测特征;最后通过检测特征点位置信号对转子进行位置重构和转速估算实现换相与调速。仿真与实验结果验证了所提出控制策略的有效性与准确性。

高速直升机舱内噪声主动控制技术研究

针对高速直升机旋翼噪声传入舱内引起的舒适性问题,本文开展了舱内噪声主动控制技术研究。根据高速旋翼噪声数值计算结果,在实验室环境中通过声源模拟系统采用声压匹配法重构了直升机地面模拟舱飞行状态的外部声场。对噪声主动控制算法进行仿真分析,本文研究了算法对低频线谱噪声的降噪性能,并提出了一种试验与仿真相结合的主动噪声控制系统扬声器与传声器布放优化方法,对比不同布放组合方案下的理论降噪量,通过直升机舱内主动噪声控制验证试验,取得了实验室环境5个误差点处0~1000Hz范围内平均12.7dB总声压级的降噪效果。

饱和蒸汽汽轮机通流改造及运行效果

为了彻底解决进口饱和蒸汽机组事故频发的问题,对该机组进行了通流改造,优化通流数据,校核原机组结构强度并进行了优化设计,选用适用于饱和蒸汽的成熟可靠材料,并将通流改造方案与原机组设计进行对比。通流改造后机组在额定工况下的经济性优于改造前的经济性,轴承振动、轴瓦温度等各项指标优良,通流改造的有效性得到了验证。

多旋翼无人机执行机构故障重构技术研究

多旋翼无人机应用中一旦发生执行机构故障,将会危及无人机、地面人员与周围环境的安全。研究多旋翼无人机的执行机构故障重构技术有利于对其实施容错控制,提高运行的安全性和可靠性。首先对多旋翼无人机执行机构故障进行分类,建模分析了执行机构卡死和失效两类故障,建立了故障下六旋翼无人机的数学模型,然后分别设计基于自适应观测器的故障重构方法。通过选取合适的自适应律,自动调节非线性观测器的参数,实现对故障信息的精确重构。仿真结果证明了故障重构方法的准确性。

基于三维数字影像的直升机旋翼运动参数测量方法研究

如何方便快捷、精确地测量直升机旋翼桨叶的运动参数对于直升机旋翼设计及性能分析至关重要。针对传统应变片、光栅投影等测量方法存在安装繁琐、测试环境要求高、测量设备影响飞行性能等缺陷,提出了一种基于三维数字影像的非接触式旋翼桨叶运动参数测量方法。该方法具有对测试环境要求低、测量参数多、测试量程大等特性。试验结果表明,使用该方法测量直升机旋翼桨叶运动参数取得了较理想的效果。

基于混沌及分形理论的异步电动机断条故障诊断方法研究

提出一种基于混沌及分形理论的鼠笼式异步电动机转子断条故障辨识方法。重构信号时间序列的相空间以及计算关联维数和分形维数,探讨了故障和正常状态下的信号混沌及分形特性。用互信息量的方法计算了重构空间的最佳延时,同时根据互信息量关系图对故障断条数量进行了有效辨识。研究表明,该方法具有较好的故障诊断效果。

碰摩转子系统分叉与混沌行为的识别

研究了Jeffcott转子发生动静件碰摩时的非线性振动特性.根据数值计算的结果,利用时间序列的相空间重构方法,通过相空间的吸引子的形态来刻画碰摩转子系统的分叉、拟周期和混沌行为,利用分形维数对分叉、拟周期和混沌信号进行定性的分析.这对定性和定量的判定系统的分叉、拟周期和混沌行为是一个非常有意义.

基于非结构运动对接网格的旋翼前飞流场数值模拟

发展了一种基于线性弹簧理论的非结构运动对接网格方法,通过求解非定常Euler方程模拟了旋翼的前飞流场。利用运动区网格的转动模拟旋翼的旋转运动,并运用线性弹簧动态网格技术处理旋翼的挥舞和变距运动,方程求解中采用一种精度较高的插值和重构方法。算例表明,本文的方法能够有效地模拟旋翼的前飞流场。

Lyapunov指数在转子剩余寿命预报中的应用

应用相空间重构方法，通过计算裂纹转子推动响应的实测时间序列数据的最大Ｌｙａｐｕｎｏｖ 指数，研究转子剩余寿命的可预报性问题，给出了其最大的可预报时间尺度。在此基础上，建立了基于自适应人工神经元网络的转子剩余寿命预报方法。

基于分形维数的转子—机匣系统故障诊断研究

基于相空间重构,在优选重构参数的基础上,将分形维数应用于航空发动机转子—机匣系统的故障诊断。建立以关联维数为特征量的故障诊断方法,实际诊断航空发动机转子—机匣系统故障;提出以Lyapunov维数为特征量的故障诊断新方法,并实际应用于航空发动机转子—机匣系统的故障诊断,弥补关联维数等分形维数计算中无标度区难以精确确定、限制分形维数在故障诊断中的实际应用的不足。

相对关联距离熵在转子系统故障诊断中的应用

将相对关联距离熵应用于航空发动机转子—机匣系统状态识别和故障诊断。在相空间重构的基础上,基于实测的航空发动机机匣振动时间序列求解了转子—机匣系统不同工作状态和故障状态的相对关联距离熵,并基于相对关联距离熵,对航空发动机转子—机匣系统进行了状态识别和故障诊断。

基于相空间重构和模糊聚类的电动机故障诊断方法

根据笼型异步电动机断条故障的基本规律及相空间重构和模糊聚类的物理意义,利用相空间重构把非线性时间序列重构成低阶非线性系统的组合,对三相电流信号进行分析、提取信号特征,对重构后的电流轨迹进行辨识和定量分析,实现故障深入诊断。利用实验数据和仿真验证:该方法可用于笼型异步电动机转子断条故障的检测。

基于叶端定时的转子叶片裂纹监测与诊断

为了实现转子叶片裂纹非接触式监测,提出基于?0范数的叶端定时欠采样信号稀疏重构算法。针对叶端定时信号欠采样问题,建立欠采样信号稀疏表示模型,利用分块正交匹配追踪算法对叶端定时欠采样信号进行分段重构,进而监测在变转速非稳态工况下转子叶片动频的变化情况,据此判断转子叶片是否产生裂纹。针对应变片信号间隔采样的特点,研究基于同步提取变换的时频分析方法,以提高时频图的时频聚集性。开展旋转叶片裂纹扩展试验,同时采用叶端定时和应变片系统测量叶片振动。对比叶端定时和应变片的分析结果,二者均可在裂纹叶片断裂之前至少20min,监测到裂纹叶片和正常叶片的动频发生分离的现象,即裂纹萌生致使叶片动频发生偏移,表明所提出的叶端定时欠采样信号重构方法能够实现转子叶片裂纹的监测与诊断。

匹配条件不满足的六旋翼无人机故障重构方法

针对六旋翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)系统,首先根据动力学原理建立存在执行机构故障的无人机状态空间模型,并考虑无人机在实际飞行过程中受到外界干扰的影响。为了实现执行器故障重构(估计),把故障作为未知输入,通过矩阵变换将其作为系统状态的一部分,将原系统转化为一个不显含故障的增维系统。针对增维系统,构造Luenberger观测器来重构系统状态和执行器故障。由于所建立的无人机状态空间模型不满足未知输入观测器匹配条件,不能对其直接设计未知输入观测器进行观测,因此提出一种辅助输出构造方法突破观测器匹配条件的限制。对于外界干扰的影响,采用的方法对其进行抑制。最后的数值仿真验证了方法的有效性。

基于四旋翼无人机的单目建模系统

为了实现四旋翼无人机的自主飞行、环境单目稠密重建与即时导航功能,文中设计了该单目建模导航系统。飞行控制器采用MPU6050六轴传感器采集六轴信号,通过算法拟合出飞行器姿态,然后通过STM32F103RBT6芯片分别控制4个电机驱动模块,即时通过PID算法输出PWM值进行调速来实现飞行姿态的稳定和改变。建模系统通过控制GPS模块,可以获取飞行器的实时位置;飞行器通过图像采集模块,可以获取飞行器的环境信息。设计了上位机软件,能够接收图像并且进行单目稠密重建。稠密重建主要由从运动到结构、基础表面构建、约束场景流稠密重建、稠密对齐和局部模型集成共五方面组成,然后通过无线串口与无人机通讯,实现无人机的智能自主飞行。实验结果表明,该系统能够实现单目建模的功能。

布莱登汽封在捷制500MW汽轮机改造中的应用

论述了汽轮机布莱登汽封的工作原理,通过神头二电厂1号汽轮机(500 MW)布莱登汽封的改造实践,证明改造对于汽轮机安全、经济运行及防止大轴弯曲等恶性事故发生起重要作用。

基于改进无迹卡尔曼滤波的内置式永磁同步电机转子位置估计

传统的扩展卡尔曼滤波和无迹卡尔曼滤波算法在估计永磁同步电机转子位置时需用到上一控制周期估计出的转子位置,而该估计值的偏差会进一步加剧估计算法的误差,甚至引起估计算法发散。针对这个问题,文中采用改进无迹卡尔曼滤波算法进行估算。该算法基于内置式永磁同步电机两相静止坐标系下的数学模型,并结合电压重构模型,使控制系统在获取无迹卡尔曼滤波算法的控制输入量与实际状态量时不再依赖算法估计出的转子位置,以避免估算值的偏差对估计算法的影响。在MATLAB/Simulink中对所提出的估计算法进行了仿真分析,并在测功机台架上进行了对比实验。实验结果表明,在适用于永磁同步电机中高速区的转子位置估计算法中,结合电压重构模型的无迹卡尔曼滤波算法响应快,其估计精度高于传统的无迹卡尔曼滤波算法。

高启动转矩电机技术在异步电机转子改造中的应用

对异步电机的启动过程进行了分析,对普通异步电动机用于驱动重载启动设备而造成频繁损坏的机理进行了合理的解释。然后通过改进普通异步电机的电磁设计,采用维持定子不变,对转子铁心、导条、端环进行重新设计的方法,优化设计,得到理想的启动性能,使得原电机的启动转矩提高,启动时间缩短,避免了转子的损坏。在解决普通异步电机驱动重载启动设备易损坏的问题中,找到了一条低成本投入、高性能输出的有效途径。

发电机在增容改造前的温升试验

介绍发电机温升试验方法,指出温升试验时需要负荷稳定和热稳定,并说明温度测试方法,计算方法和温度修正等。通过以一台额定容量150MW水轮发电机的温升试验为例,测试该发电机各部件的温度,并对额定负荷温升进行了推算。最后,通过该台机组的温升试验,推算出发电机增容改造的绕组电流和容量。

基于机舱式多普勒脉冲激光雷达测风的风速重构技术

文章以雷达测风数据作为研究对象,通过合理配置激光雷达参数,利用数值修正,消除机舱振动误差;建立线性剪切风场模型,通过递推最小二乘法求解风场特征参数;开发出先进、先出、嵌套循环,判断填充逻辑的算法,在解决叶片遮挡问题的基础上,通过泰勒冻结湍流假说,计算风轮面转子有效风速。与机舱内控制参数反演出的转子有效风速进行对比,得出两组数据相关性在0.9374,两组数据差值的标准差为0.3429。结果证明在实际应用中,对激光雷达测风数据通过数值修正和数据填充,开发的风速重构模型算法,能够准确地为风电机组控制系统提供可靠的控制输入参数,对机舱合理供风提供了解决依据。