基于自适应控制参数整定的虚拟同步发电机控制策略

以新能源为主体的新型电力系统呈现“低惯量,低阻尼”特性,而虚拟同步发电机(VSG)控制策略可以通过模拟同步发电机机械运动方程和电磁特性,使得分布式逆变电源具备同步发电机的惯性与阻尼特性来增强系统的稳定性,但是也会牺牲一定的动态调节性能。提出了一种基于自适应控制参数整定的虚拟同步发电机控制策略,通过建立的虚拟同步发电机小信号模型,分析转动惯量与阻尼系数对暂态过程中系统频率与输出功率的影响;通过同步发电机功角和频率振荡曲线分析自适应转动惯量和角速度变化率以及角速度偏移量、自适应阻尼系数和角速度偏移量之间的关联性,得到不同区间内转动惯量与阻尼系数的选定原则,基于此设计了自适应转动惯量与阻尼系数的计算式以及触发阈值,进一步,加入基于调频功率上下限的自适应下垂系数,提出了一种基于自适应控制参数整定的VSG控制策略;通过在Matlab/Simulink搭建的离网情况下VSG仿真模型中进行仿真与分析,验证了所提控制策略能减小频率的偏移量,提高系统的频率稳定性和动态调节能力。

光伏并网逆变器的VSG转动惯量自适应控制方法

虚拟同步发电机是光伏并网逆变器中控制电子变换器的主要设备,但易受光伏发电动态性能的影响,导致转动惯量的控制精度较低。为此,提出光伏并网逆变器的VSG转动惯量自适应控制方法。根据光伏并网逆变器的VSG结构,在联立同步发电机中生成VSG的稳态输出,获取功率输出对逆变器VSG的特性影响。通过计算转动惯量与逆变器频率波动之间的函数关系,得出阻尼系数和频率变化程度,根据角速度偏差及变化率的实时情况调整转动惯量,明确不同程度的负荷投切情况,获取高精度转动惯量自适应控制结果。实验结果表明,所提方法在输出的有功和无功功率比较中,在0.26 s内即可快速进入平稳状态,在0.40 s时转动惯量趋于稳定,表明该方法的功率控制效果好、可实现转动惯量的高精度控制。

小吨位转体T构临时锁定称重配重技术

常规称重配重工作量大、程序繁琐且不易保证转体结构的精度。以某立交段工程转体桥项目为依托,提出并应用了小吨位转体桥T构临时锁定称重配重技术,即在施工过程前按照单侧悬臂梁施工重量偏差2%计算转体结构偏载,设计临时锁定型钢代替砂箱,将临时锁定型钢预埋转体结构中,转体前割断型钢测定型钢应变变化值,推算出转体桥不平衡弯矩并完成配重。推导了临时锁定称重配重计算公式,并与常规称重方案对比。结果证明,对于小吨位转体桥T构临时锁定称重配重技术可准确测量T构的配重力矩,给出合理配重方案,具有技术可行、安全可靠、方便快捷的优点。

基于自适应参数整定的微电网虚拟同步发电机运行控制

针对在并联微电网系统中可能出现的有功功率振荡的问题,提出了一种自适应虚拟同步发电机参数调节控制方法。构建了转动惯量与角频率变化率、阻尼系数与角频率增量的函数关系。通过仿真试验验证了该方法的有效性。

GRACE’s Implication of Temporal Inertia Moment and Length of Day

This paper aims to study the Earth's temporal inertia moment and its influence on length of day (LOD). First, the GRACE data are processed by wavelet analysis to remove abnormal jumps and noises. Then the theoretical impacts of the second-order potential coefficients on the inertia moment and LOD are studied. Finally, the processed GRACE data are applied and results show that mass redistribution has led to decreasing tendencies of inertia moment and LOD as well as some unexpected seasonal oscillations in the recent 6 years.

基于VSG技术的参数自适应控制策略

在新能源占比越来越高的电力系统中,虚拟同步发电机技术得到了广泛的应用,增强了新能源在电力系统中的稳定性,但是传统的虚拟同步发电机仍然有不足之处,如控制策略参数保持不变,在暂态调节中超调量过高。利用虚拟同步发电机参数可调、易调的特性,当系统受到扰动时,在传统VSG的基础上,通过引入频率变化率和功率振荡对VSG参数进行优化,通过实时调整转动惯量和阻尼系数抑制频率波动和功率振荡,最后在MATLAB/Simulink仿真平台建立VSG系统,对比传统VSG策略,验证该方案的可行性。

基于模糊理论的VSG参数自适应控制策略

借助传统虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)中虚拟参数J和D的可变性,提出一种基于模糊理论的参数自适应控制策略。首先建立VSG二阶等效模型,并依据小扰动下VSG的功角特性曲线,分析参数对系统功率和频率输出响应的影响。然后根据上述影响分析,以角速度偏差和变化率为输入,建立控制环节的模糊控制器。最后在参数固定、J模糊自适应、J和D模糊自适应三种控制方式下,进行仿真对比。结果表明,引入模糊控制器可以有效降低系统有功和频率波动幅值,缩短系统响应时间,对于改善微电网的动态响应具有良好的效果。

转体桥球铰倾覆力矩及摩擦系数计算优化

桥梁转体施工技术是桥梁施工中的重要方法,由于桥梁转体时吨位较大,其摩擦力的计算尤为重要。为解决常规计算方法计算出的球铰摩擦系数与现场试验结果有较大差异的问题。该研究基于接触理论建立球铰接触面应力分布有限元模型,先采用称重试验获得竖向摩阻力矩,再通过计算竖向摩阻力矩求解摩擦系数。将模拟结果与常规方法的计算结果及现场实际牵引力反算的实际值进行对比分析。研究结果表明:在计算球铰面表面应力及预测球铰静摩擦系数时,本研究提出的改进优化计算较常规计算方法更有优势,可为桥梁转体施工摩擦系数的计算提供参考。

摆动阀脉冲器转动惯量和粘滞摩擦系数测量方法

转动惯量和粘滞摩擦系数可以用于分析和求解电动机的机械运动方程,对于摆动阀转子运动轨迹控制的优化及摆动阀脉冲器本身机械结构参数的优化具有十分重要的意义。基于电机运动平衡方程,提出了一种通过电动机在有限角度空间内做周期性摆动来测量转子转动惯量和粘滞摩擦系数的方法,克服了传统的电动机需要在连续旋转状态下才能测量转动惯量的局限。

Wave Forces and Moments on a Gravity Pier Foundation

In order to understand the wave forces and moments on a gravity pier foundation which consists of an upper column and a bottom gravity base,a model experiment with a scale of 1:60 has been conducted in a laboratory flume.A corresponding numerical calculation by using the boundary element method has been carried out to provide a comparative analysis.It is shown by the comparisons that the numerical wave forces and moments agree well with the experimental results.It is proved that the wave forces and moments acting on the foundation are completely in their inertia dominative areas for wave loads.With the diffraction effects considered into the inertia item,appropriate inertia coefficients are assessed by the experimental results for the inertia item of the Morison equation.The formula of the inertia item can be used to estimate wave forces and moments on such gravity foundations.

不同摩擦因数胎面胶对轿车子午线轮胎性能的影响

研究不同摩擦因数胎面胶对轿车子午线轮胎的滚动阻力、静态刚性、接地印痕、六分力特性及整车性能的影响。结果表明:使用3种胎面胶的轮胎的滚动阻力接近;随着胎面胶摩擦因数的减小,轮胎的纵向刚性和扭转刚性变化较大,径向刚性和横向刚性变化不大,轮胎的包络刚性随胎面胶硬度的增大而增大;采用较大摩擦因数胎面胶的轮胎的接地面积及矩形比较大,3种方案轮胎其他接地特性参数差异较小;采用较小摩擦因数胎面胶的轮胎的侧偏刚度、回正刚度和纵滑刚度最大,成品轮胎的摩擦因数与胎面胶的摩擦因数呈正相关,但数值差异略大,轮胎的侧向力峰值、回正力矩峰值、纵向力峰值随胎面胶摩擦因数的增大而增大;轮胎干地刹车距离与胎面胶摩擦因数呈负相关,操控稳定性受轮胎侧偏刚度和回正刚度的影响较大,舒适性受胎面胶硬度的影响较大。

基于参数记忆的VSG自适应控制策略分析

阐述虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)有效改善了系统稳定性,但固定VSG参数无法兼顾动态调节性能需求,提出一种基于参数记忆的VSG转动惯量和阻尼系数自适应控制策略,Matlab/Simulink验证表明算法的可行性和有效性。

基于硬点断面的某车型紧凑化设计研究

以乘用车侧围门洞的结构特征为研究对象进行紧凑化设计研究,系统阐述了紧凑化设计的原则、方法和技术方案,通过结构拆解获得门洞结构的硬点和断面模型,以硬点驱动断面进行设计,并定义紧凑化系数和建立参数化设计表,兼顾电池布置的可行性及其对门洞设计的影响,以尽可能在有限的整车尺寸范围内实现人机空间最大化,改善上下车方便性,并综合考虑造型、碰撞安全、轻量化等多维度要素。最后,经分析验证确认了设计方法的有效性和可行性。

基于PMU和缓变功率的发电机组运动方程参数在线辨识

由于发电机机械功率无法被直接测量,并且电磁参数会因动态过程不同而发生较大变化,在发电机组综合参数辨识中,运动方程参数不能被准确辨识。提出了缓变功率的概念,基于相量测量装置(PMU)数据对发电机运动方程参数进行独立辨识。首先,对发电机运动方程进行变换,使得所测电磁功率由缓变功率和快变功率组成,其中缓变功率由不可测的机械功率和恒定功率组成,快变功率由待辨识的运动参数和可测得的转速组成;然后,采用低通滤波器从实测电磁功率中获取缓变功率曲线,从而将含有不可测变量的运动方程转化为以待辨识参数为未知量的可辨识方程。应用结果表明所提方法能够减少参数辨识中不考虑机械功率变化或者认为机械功率变化与转速偏差具有线性关系所引起的误差。

回转系统中弹性联轴器的动态性能分析与研究

这里建立了弹性联轴器的模型,探讨了弹性联轴器在突加负荷的情况下,弹性联轴器参数以及联接轴的转动惯量变化对弹性联轴器的动态性能的影响。

基于单目视觉的工业机器人智能抓取研究

针对工业装配生产线的自动装配问题,设计了一种基于单目视觉技术的机器人自动识别与智能抓取的结构。运用最大隶属度规则建立匹配关系矩阵,构建决策矩阵达到工件的模糊自主识别目的,并采用基于二阶惯性矩的轴向确定方法。在机器人装配作业平台上进行了工件识别与抓取的实验研究,实验结果表明,该方法能够获得很好的识别效果和实时性,为工业机器人智能抓取目标提供了必要的信息。

带空隙透榫节点弯矩-转角关系理论分析

为研究带空隙的典型不对称榫卯节点——透榫节点的弯矩-转角关系,构建了节点的埋置嵌压作用力学模型.通过建立平衡方程、物理方程及几何关系,推导了节点的弯矩-转角理论计算公式,并与试验结果进行了对比,分析表明:理论计算结果与试验结果吻合较好.进一步定量分析了空隙g以及摩擦因数μ对节点弯矩和初始转动刚度的影响,结果表明:随着空隙g的增大,透榫节点正反向初始转动刚度均逐渐减小,且与空隙g基本呈线性变化;正反向加载情况下,透榫节点弯矩和转动刚度均随摩擦因数的增大而逐渐增大,尤其在节点屈服后表现更加突出;节点间空隙是节点弯矩和转动刚度的主要影响因素,摩擦因数对节点弯矩和转动刚度的影响略小于空隙的影响.所得结果可为古建筑木结构的加固保护提供理论依据.

汽车防抱死制动性能台架测试技术

针对汽车防抱死刹车系统(ABS)在传统路试及台架测试过程中无法快速改变轮胎与路面间摩擦系数的问题,结合ABS控制算法的特点提出一种能够模拟不同路况组合的汽车ABS动态性能台架测试方法。利用4组飞轮在旋转时所具有的转动动能来等效实际被测车辆在此速度下的平动动能,确定转动惯量模拟方法。通过磁粉离合器主、从动轴之间的滑差实现轮胎与路面间摩擦系数的模拟。分析结果表明,测试系统能够完成单一附着系数路面、对开附着系数路面及对接附着系数路面的测试。测试系统能够对ABS控制逻辑中路面识别能力及其动态响应性能做出评价。

带悬臂板薄壁箱梁极惯性矩的合理计算方法

分析带悬臂板箱梁横截面上各项剪应力及其合成的扭矩,导出极惯性矩和翘曲系数的表达式并论证计算极惯性矩时考虑悬臂板的必要性。在约束扭转控制微分方程基础上,给出简支箱梁跨中作用集中扭矩荷载时各广义位移和内力的初参数解。结合数值算例,分别按考虑和不考虑悬臂板情况计算极惯性矩,将求得的全截面翘曲正应力与通用有限元软件ANSYS壳单元计算结果进行比较,分析不同极惯性矩计算结果对广义位移和内力的影响。结果表明:计算极惯性矩考虑悬臂板时求得的翘曲正应力比不考虑时更接近ANSYS壳单元的计算结果,证实考虑悬臂板更合理;计算极惯性矩时是否考虑悬臂板,对箱梁扭转角和广义翘曲位移的影响较小,但对双力矩和二次扭矩有明显影响,不考虑悬臂板时跨中截面的双力矩和二次扭矩分别减小22%和39%。

永磁同步电动机伺服系统转动惯量辨识

为了提高伺服系统的动态响应特性,可对负载转矩进行前馈补偿,对电机机械参数进行辨识。介绍一种基于状态观测器的扰动负载转矩观测法,以及依据自适应法对转动惯量进行辨识的方法。仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。