风力机翼型表面V型脊状结构减阻特性的数值研究

为提高风力机叶片的风能转化效率,改善翼型的气动特性,对风力机对称翼型NACA0012布置V型脊状表面结构,通过数值模拟的方法,基于湍流RNG k-ε模型对其减阻特性进行研究,分析改型前后阻力系数百分比、升阻比变化情况,并对脊状表面进行压差阻力与摩擦阻力的对比分析。结果表明：当风速与适当的开口尺寸s和开口间距a相匹配时与光滑翼型表面相比具有一定的减阻效果、升力增益变化明显;大尺寸的脊状结构不利于翼型的优化设计,s≤1.5mm时减阻效果明显,最大减阻率可达35%左右。该文所得结果可为工程实际中风力机叶片的减阻设计提供参考依据。

风电机组多部件融合气动分析

选用华锐风电1.5 MW变速恒频双馈式风力发电机SL1500/61为基本模型,对装配3种不同类型导流罩的风力发电机组机舱与叶片进行融合建模,通过数值模拟分析方法进行整体模型的合理性验证。在极限风速下分析3种导流罩及机舱附近流场的空气动力学特性,结果表明,风机叶片的尾流速度差距约1 m/s,阻力型导流罩前端的高压面积最大,装配W型导流罩的风机机舱表面压力特性优于其他类型,不同导流罩表面的涡粘性存在明显的差距。叶片融合技术可以较好地解决叶片根部与导流罩端壁连接处所存在的角区流动现象,达到减小误差的导流效果。

小型垂直轴风力机翼型气动性能的数值模拟

风机翼型作为叶片外形设计的根本,对叶片的空气动力特性、质量以及整个风机捕获风能的能力有着重要的影响。利用FLUENT流体仿真软件对翼型进行数值模拟,使用RNG k-ε和SST k-ω湍流模型模拟得到翼型随攻角变化的升阻力系数曲线,并与试验数据进行对比,得出SST k-ω湍流模型更为准确。对风机叶片翼型进行气动数值模拟计算和分析,有助于深入了解翼型的气动性能,为风机翼型的气动特性研究提供理论基础。

基于改进重复控制与准比例谐振的电压型逆变器研究

针对重复控制动态响应差、抑制干扰能力有限问题,本文提出了一种改进重复控制与准比例谐振(QPR)控制相结合的复合控制策略。运用指令电流前馈与QPR控制,消除延时问题,并加入比例控制解决整体复合控制的稳态精度问题;运用QPR控制良好的抗扰性能,抑制突加突卸负载时电压畸变现象,减少重复控制设计难度。Matlab仿真实验表明,所运用的复合控制策略使得周期性及突变负载性扰动都得到了很好的抑制,系统的动态性能和抗扰能力得到了改善。

基于LCL滤波器的复合控制策略

对于LCL型并网逆变器,若直接采用比例积分(proportional integral,PI)和重复控制串联或者并联控制策略,则在动态补偿时会出现系统控制器相互干扰的问题.为此,设计了并网逆变器串并联复合控制策略,将PI控制动态响应快、准比例谐振(quasi-proportional resonance,QPR)抗干扰能力强与重复控制稳态精度高等优点相结合.动态时,由PI控制器迅速跟踪误差;稳态时,由重复控制器和QPR控制器来实现整个系统的无静差控制.此外,详细分析了各个控制器的设计原理并建立各个控制器的Matlab仿真模型.结果表明,采用串并联复合控制结构具有更快的动态响应速度和更高的稳态补偿性能.

具有谐波和无功治理的LCL型并网逆变器研究

针对公共并网点的电能质量问题,提出了一种具有谐波和无功实时补偿功能的LCL并网逆变器。以瞬时无功功率理论为基础,通过abc-dq坐标转换,将有功分量与无功分量进行解耦分离,设计出一种能够实时跟踪负载谐波和无功的控制方法。综合考虑并网逆变器的多项功能,对LCL滤波系统的不稳定因素进行了本质分析,并探讨了其参数的限制条件。在Matlab中搭建LCL并网逆变器的仿真实验,证明了实时补偿谐波和无功控制策略及LCL参数设计的正确性。

小型风力发电并网逆变器控制策略综述

为提高小型风力发电系统并网工作性能,以两级式并网逆变器为对象,对其各种策略进行了对比分析。从逆变系统需要实现的控制目标出发,对现有的3种整体控制策略进行了分析。对于风能最大功率跟踪(MPPT)控制,给出了最大风能捕获方法和最大电功率输出方法,指出最大风能捕获方法在实际应用中的困难,重点介绍了最大电功率输出方法;对于直流母线电压及并网电流控制,由于其为整个风电系统的关键环节,着重探讨了其各种控制策略,分析其优缺点并给出了改进方案;并网滤波器作为改善并网电能质量的有效方法,对其作用及分类进行了简单探讨。最后,针对小型风力发电两级式并网逆变器控制策略的发展趋势给出了诸多展望。

小型风力发电并网逆变器控制策略的研究

针对小型风力发电并网逆变器在采用传统比例积分(PI)控制时存在的稳态误差及抗干扰能力差的缺点,提出了一种基于正弦脉宽调制(SPWM)的准比例谐振(QPR)控制,并采用d,q锁相技术对并网电流进行相位锁定。在比例谐振(PR)控制原理基础上,从数学和物理模型两个角度对其稳态及抗扰性能进行了分析。针对控制系统的设计,探讨了PR控制器不同参数对系统性能的影响并给出具体的参数整定方法;简单阐述了d,q闭环锁相控制的实施方法。通过在Matlab中搭建单相并网逆变器进行仿真,证明了理论分析的正确性。结果表明基于SPWM的QPR电流瞬时值跟踪控制能实现电流的无静差跟踪,并具有良好的抗干扰能力和并网电流质量。

摆臂式回转插袋机优化设计及其主从控制

为解决摆臂式回转插袋包装机插袋率偏低的问题,对摆臂机械手四连杆机构进行优化设计,并使用电子凸轮技术对其进行主从随动控制。首先以四连杆机构参数为设计变量,四连杆连杆展开杆轨迹与理想插袋轨迹误差最小、四连杆连杆展开杆与出料嘴轴线夹角最小为优化目标,利用遗传算法求解多目标约束问题。然后,应用电子凸轮对回转料塔和摆臂机械手进行主从随动控制,提高控制精度。改进后的插袋率达到99.8%,高于千分之三的行业标准。

基于角度编码器与扭矩传感器的下肢肌肉力量测量的研究

针对传统肌肉力量测量方法存在的辅助设备多、信号分析复杂、反馈滞后和易受环境变化影响等问题,提出一种利用关节角度编码器与外骨骼扭矩传感器快速、准确计算人体下肢肌肉扭矩的方法。采用整体法对人体-外骨骼系统模型建立动力学方程,搭建MATLAB/Simulink仿真计算平台,快速求解受试者步态训练时的动态实时肌肉扭矩。与传统测量方法进行对比验证,结果表明仿真计算出的扭矩曲线与传统方法获得的扭矩曲线基本一致,验证了该方法的正确性。

三相并网逆变器滤波器研究

在风力发电机逆变器输出的并网电流中,滤波器是保证电流质量的关键器件,良好的滤波器能有效地抑制谐波。详细分析了L、LC、LCL滤波器的结构及设计准则,并采用无源滤波的方法对LCL滤波器进行了优化,有效地提高了滤波器的谐波抑制特性。

基于SIMULINK的光伏电池模型及模糊算法MPPT系统仿真

以光伏电池等效电路图为基础,推导其等效数学模型,并进行简化改进,在此基础上建立光伏电池在simulink环境下的仿真模型。由其输入输出曲线可以看出,此模型能够很好地表现出光伏电池的输入输出特性。研究将模糊算法应用于该光伏电池仿真模型,并对控制规则加以改进,建立光伏电池MPPT系统仿真模型。仿真结果表明,该MPPT系统不仅能够较快地追踪到当前环境条件下的MPP,而且能够在环境突变后再次迅速追踪到系统的MPP,同时系统稳定后没有波动,为制作高效MPPT光伏控制器提供了依据。

基于PMSM的2种矢量控制仿真对比研究

为了获得精确的转速,以三相永磁同步电机为对象,针对速度外环控制,采用PI调节器与滑膜速度控制器2种控制策略,电流内环控制统一采用i d=0策略。通过搭建MATLAB仿真模型,验证2种控制策略的可行性。仿真曲线表明:滑膜控制器控制策略响应较为迅速、稳定;滑膜控制器矢量控制策略易掌控,对系统模型精度要求不高,对参数变化和外界干扰不敏感,具有良好的鲁棒性和动态性能。

融合整体法和Simulink的人体肌肉力矩动态仿真计算

针对穿戴式外骨骼康复医疗平台,提出了一种融合整体法和MATLAB/Simulink的人体下肢肌肉力矩动态仿真计算方法。首先将下肢外骨骼机器人与人体下肢组成人体-外骨骼系统,应用整体法对人体-外骨骼系统进行运动学和动力学分析,建立系统牛顿欧拉方程。在此基础上利用MATLAB/Simulink软件建立了系统的动态仿真模型,将动力学方程模块化嵌入到仿真模型中。对主动步态训练过程进行了仿真计算,快速、准确地求得了完整运动周期内人体髋关节与膝关节肌肉扭矩的变化规律。所得结果对康复效果的评估和康复机器人的共享控制及自适应控制提供了重要的参考依据。

六轴工业机器人三维仿真系统应用及分析

为了提高工业机器人设计效率,缩短研发周期,设计的运动模型更加接近实际运动,总结、归纳基于各种软件结合的、行之有效的机器人的三维仿真操作及分析过程。通过专业的法则建立特有的机器人运动模型,更好地实现机器人的运动控制。这种方法能够对机器人的控制算法进行全面分析,并更好地验证相关结构的合理性。结合实际情况,具体分析六轴工业机器人的三维仿真系统。

基于STM32的下肢康复机器人控制系统设计

为了提高下肢康复机器人的人机交互程度,根据现有的下肢外骨骼机械结构设计了一种基于STM32的嵌入式平台,主要由STM32F4嵌入式微控制器、直流无刷伺服电机驱动器、直流无刷电机、足底压力传感器组成的控制系统方案。控制系统将STM32F4微控制器作为主控制器,同时应用UCOS-III嵌入式实时操作系统来实现任务的管理和控制调度,用emWin图形库进行人机交互界面设计,并通过CAN总线与外部模块进行信息的交互。通过验证,该控制系统运行稳定、实时性好、人机交互界面友好。

基于Profili环境下翼型影响因素的研究

为了深入了解翼型的气动特性,对翼型气动特性影响因素——雷诺数、相对厚度、相对弯度进行了相关研究。对EPPLER 561翼型进行一定的厚度修型、弯度修型,并通过Profili空气动力学分析软件对修型翼型进行对比分析,得出了弯度、厚度对翼型气动特性的影响,同时得出翼型在不同雷诺数条件下的升阻特性曲线。

风力发电最大功率跟踪控制

为了充分利用风能,以风力发电系统为对象,对其最大功率跟踪控制(MPPT)的各种策略进行了分析探讨,介绍了最大风能捕获方法和最大电功率输出方法,指出最大风能捕获方法在实际应用中的困难,并对智能控制策略的引用进行了简单的探究,指出未来风力发电系统MPPT控制的研究方向。

工业机器人在冲压自动化生产线的应用研究

汽车在生产过程中有一项必不可少的设备即汽车车身覆盖件冲压生产线,在汽车的生产效率以及最终的生产质量方面发挥较为重要的作用。文章着眼于工业机器人在冲压自动化生产线中的应用问题展开讨论,结合个人的实践经验提出相关见解,希望能够有利于生产线的改进。