砂土中空沟、排桩隔振效果对比试验研究

为了研究砂性土中相同条件下设置空沟、排桩时隔振效果的优劣对比,以室外试验的方法对设置屏障时相同振源距、深度下两种隔振措施进行试验对比,结果表明:设置空沟时的隔振效果要明显优于排桩的隔振效果,当屏障深度、激振频率一定时,随着振源距离的增加,设置空沟时振幅降低比降低了0.069左右,排桩时振幅降低比降低了0.032左右.当屏障振源距、频率一定时,随着屏障深度增加,设置空沟时振幅降低比Ar值降低了0.069左右,排桩时,Ar值约降低了0.032.当振源距、屏障深度一定时,随着激振频率的增加,两种隔振措施的隔振效果都有所增强.     

几种激振方法的比较

几种激振方法的比较1.概述叶片及园盘形另件刚性均较差,但在涡轮喷气式发动机上却占有很多的数量,若设计不当,使发动机在工作转速内产生之激振力的频率和另件之自然振动频率相等或成一定的倍数时,则会使叶片或园盘发生共振,该时另件之振幅加大,使叶片、园盘产生额外的反复应力引起疲劳,使另件很快就损坏,所以我们需要知道叶片及园盘之自然振动频率,使它在工作     

基于改进型滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

针对经典滑模观测器在永磁同步电机无位置传感器控制过程中的抖振问题,研究了一种改进型滑模观测器。分析了经典滑模观测器产生抖振的原因,采用饱和函数代替符号函数实现抖振的抑制,结合磁场定向控制技术实现永磁同步电机的转速估计,在1台2.7 kW,10 000 r/min的永磁同步电机硬件平台上进行实验验证。仿真分析和实验结果表明,改进后的滑模观测器能够准确估计转速并减弱转子位置估计过程中的抖振。     

电控柴油机分缸均衡控制算法及试验

柴油机各个气缸的进气量、喷油量、燃烧等存在差异,导致气缸间存在做功差异,直接影响柴油机转速的平稳性以及排放性能等。针对位置式电控柴油机,采用PI闭环控制,通过瞬时转速信号识别并计算各缸的工作差异,利用分缸均衡控制算法对油量进行补偿修正。试验结果显示低转速稳态工况转速波动由7 r/min降至3 r/min,各缸工作不均匀度由±5 r/min降至±2 r/min,在瞬态过程和高转速3 400 r/min时该算法仍然适用有效。     

基于改进滑模观测器的BLDCM无传感器控制

传统滑模观测器用于无刷直流电机(BLDCM)反电动势观测时,由于系统抖振过大需外加低通滤波器,但滤波器造成的相位延迟无法准确补偿,导致换相不准确。提出将sigmoid函数应用于滑模观测器,利用其光滑连续的特点来减小抖振,并根据Lyapunov定理推导出一种可变滑模增益进一步削弱了系统抖振,获得了可直接判断出换相信号的线反电动势观测值。仿真和实验结果表明:改进滑模观测器在400 r/min和3 000 r/min下线反电动势观测误差峰值分别降低了70%和54. 8%,获得了更加准确的换相信号,提高了无刷直流电机无位置控制系统的性能。     

永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

针对电子水泵用永磁同步电机无传感器控制系统中调速存在超调、抖振和响应慢的问题,采用一种混合滑模变结构的速度环和龙伯格观测器的PMSM无传感器控制算法. 在转速环环节设计基于新型趋近律的滑模速度控制器,在传统指数趋近律的基础上,在等速项中加入运动点的运动误差,采取双曲正切函数替代比较切换函数,改善趋近滑模面运动过程中的收敛速度和抖振抑制能力. 采用线性控制结构的龙伯格观测器结合锁相环,应用到无传感器控制系统中,改善估算转速抖振问题及稳定性. 仿真结果表明,在电机空载启动和外加扰动工况下,该算法可有效提高永磁同步电机无传感器控制系统转速的跟踪效果,改善转速的超调与抖振问题,同时提高系统的抗外部干扰能力.     

电液位置伺服系统的反馈线性化滑模控制研究

针对电液位置伺服系统中存在的各种非线性因素和外界干扰不确定性等问题,提出了一种将反馈线性化理论与滑模变结构理论相结合的控制策略,建立了电液位置伺服系统的非线性数学模型,并采用反馈线性化理论对该系统中的非线性因素精确线性化,同时利用滑模变结构理论对系统中的外界干扰不确定性进行补偿。在Matlab/Simulink环境中,搭建某电液位置伺服控制系统模型,对提出的控制算法进行仿真验证。仿真结果表明,该控制算法相对传统比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制算法位移跟踪误差缩小了99.38%,相对滑模控制算法位移跟踪误差缩小了98.77%,而且还消除了滑模控制的抖振问题,说明该控制算法有效改善了系统的位置跟踪品质,提高了系统的鲁棒性,并且削弱了系统抖振。该研究有效抑制了电液位置伺服控制系统的各种因素对位置跟踪精度的影响,提高了系统的控制精度。     

基于自适应滑模控制的智能车车道保持分析

针对目前智能车车道保持控制算法对参数摄动适应性不足的问题,提出一种基于模糊自适应调节的滑模控制方法。在建立车辆线性二自由度动力学模型的基础上,采用滑模变结构控制来提高车道保持控制器对参数摄动和未建模动态的适应性;利用模糊控制自适应调节滑模面的切换增益,降低控制抖振。仿真分析表明,提出的方法不仅能够显著降低传统滑模变结构控制器的抖振,而且对参数摄动和未建模动态具有较高的鲁棒性和适应性。     

风电叶片疲劳加载过程频率俘获特性

为了研究风电叶片振动过程的频率俘获特性,建立一套摆锤驱动的风电叶片疲劳加载系统,根据拉格朗日力学原理推导出两者的动力学模型,并给出了机电耦合数学模型。编制仿真模型,充分解释了两者的频率俘获过程,定性揭示了该系统的自同步振动特性。多次疲劳加载试验结果表明：当摆锤回转驱动频率在0.48～0.58 Hz时,不仅摆锤回转系统会发生回转频率俘获,风电叶片同样会产生振动频率俘获;随着回转驱动频率的增大,叶片的俘获频率也相应增大。当驱动频率〈0.43 Hz或〉0.65 Hz时,叶片振动频率不会被俘获,表现为振动频率的上下波动,回转驱动频率越远离俘获区间,叶片频率及振幅的波动越明显。     

利用雕鸮羽毛的消音特性降低小型轴流风机的气动噪声

为降低轴流风机的气动噪声,借鉴了雕鸮羽毛的消音机理,将其羽毛的消音特征以条纹结构和锯齿形态的形式,在轴流风机叶片上进行重构,设计了耦合仿生轴流风机。同时采用试验优化的方法,与原轴流风机进行了模型对比试验,研究了条纹及锯齿参数对风机叶片气动噪声的影响。结果表明,耦合仿生轴流风机具有较低的气动噪声值。在1000、1100、1200、1300和1400r/min五种转速下,耦合仿生轴流风机的A声级值最大可分别降低4.9、4.5、4.6、4.9和5.8dB。     

基于神经滑模控制的风机变桨系统控制研究

以风力发电系统为背景,由于风速波动及风机叶片扫掠面积上风资源的不均匀分布,风机叶片的变桨需要根据自身风况单独控制,即实现独立变桨.提出一种基于RBF(径向基函数)神经网络的滑模控制策略,优化了风机变桨距的控制方法,提高了风力发电系统的稳定性.将算法植入10 kW风机缩比模型实验台,控制伺服变桨电机,实验台模拟运行结果表明,RBF神经网络滑模控制策略能够改善变桨控制的效果,提高系统的鲁棒性.     

垂直轴风力机中马格纳斯效应力最大化与叶片转速的研究

在基于马格纳斯力驱动的垂直轴风力机理论研究的基础上,研究了风场中旋转柱形叶片所能够获取最大马格纳斯力的方法. 从最大风能利用率和最低能耗角度出发,把叶片在风力机中所处动态方位角与叶片的合理旋转速度联系起来,提出了旋转叶片的最大功率跟随的叶片转速控制问题并进行系统研究,为马格纳斯力驱动的垂直轴风力机的控制和实际应用提供理论基础.     

基于Davenport谱风机叶片旋转状态下的应力分析

为了确保风力机叶片安全可靠运行,对其进行了旋转工况下的应力分析.以UG建立的叶片实体模型为研究对象,运用更加贴近实际工况的Davenport风谱建立了近海风场,利用Newmark法求解了结构运动方程,并在与文献试验结果对比的基础上,数值模拟了叶片应力分布.研究结果表明,风力机叶片的位移响应与应力响应幅值均随来流风速的增加而增加,旋转速度和来流风速均对叶片在相对弦长和相对翼展方向上的最大mises应力变化趋势有明显影响,该结果可以为风力机叶片优化设计提供参考.     

10MW风力机叶片设计与动力特性

为了研究大型风力机叶片在静止和转动状态下的振动模态及其变化特点,通过叶素动量理论和复合材料的叶片设计方法完成了10 MW风力机叶片的设计.基于多体系统动力学理论和超级单元模型,结合动力学分析软件ADAMS对静止状态下叶片的线性特征值进行了分析,考虑叶片的弹性变形和旋转,应用刚性积分方法对叶片的非线性控制方程进行数值求解,通过傅里叶谱分析方法,实现风轮旋转条件下的运转模态识别.结果表明,在动力刚化效应作用下,叶片的固有频率会随着转速的增加而增大.     

风力机复合材料叶片流固耦合分析

为了给风力机叶片优化设计及研发工作提供准确的数据,减少成品的开发周期,降低成本,并保证风力机的安全运行,提出一种针对铺层后风力机风轮及叶片并利用ANSYS Workbench进行单向流固耦合分析的方法.主要在传统翼型NACA4412模型下进行叶片建模改进,应用铺层设计把叶梢、叶根、展向等改成渐变式厚度并进行流固耦合分析.数值模拟结果表明:叶片在风速13 m/s时叶尖部分压力最大,此时叶片弦长及其厚度处于最小状态,叶片中部靠近叶片前缘的位置为应力最大处.     

Effect of wind fluctuating on self-starting aerodynamics characteristics of VAWT

The present work deals with an investigation of the self-starting aerodynamic characteristics of VAWT under fluctuating wind. In contrast to the previous studies, the rotational speed of the turbine is not fixed, the rotation of the turbine is determined by the dynamic interaction between the fluctuating wind and turbine. A weak coupling method is developed to simulate the dynamic interaction between the fluctuating wind and passive rotation turbine, and the results show that if the fluctuating wind with appropriate fluctuation amplitude and frequency, the self-starting aerodynamic characteristics of VAWT will be enhanced. It is also found that compared with the fluctuation amplitude, the fluctuation frequency of the variation in wind velocity is shown to have a minor effect on the performance of the turbine. The analysis will provide straightforward physical insight into the self-starting aerodynamic characteristics of VAWT under fluctuating wind.     

变风速下风力机叶片载荷特性研究

根据风力机的气动理论,并考虑风切变和风力机结构、几何参数的影响,建立了风力机叶片的气动载荷计算模型。以基本风速、渐变风速、阵风风速和脉动风速4种风速类型建立了变风速模型,并应用于叶片载荷计算模型,实现变风速下的叶片气动载荷的计算。以某MW级风力机为对象,给出了数值计算流程并进行了实例计算,结果显示：风力机叶片的气动载荷主要分布在叶片的中段和叶尖,且载荷大小随风速起伏变化,叶根的气动载荷随风速变化的趋势不明显,风速较大时,叶片上的载荷波动较为显著。结果可为叶片的结构设计和动力学分析提供参考。     

双层反转垂直轴风力机的流场特性数值模拟

针对由垂直轴风力机运行过程中的动态失速问题所导致的功率系数较低的问题,提出双层反转构型的垂直轴风力机. 通过在传统垂直轴风力机内侧设置反转向辅助叶片的方式,改善垂直轴风力机流场,从而提高其功率系数. 将该风力机与传统垂直轴风力机进行计算流体动力学数值模拟对比分析,研究不同叶尖速比情况下两者流场特性的差异以及双层风力机内外层风轮起始运转相位差的影响. 通过计算得到的内层辅助叶片的时均扭矩系数为正,不需要额外功率输入. 外层叶片的扭矩系数结果表明,采用这种构型会降低叶片上游区域扭矩系数的峰值,同时大幅提高下游区域扭矩系数,从而实现时均发电效率的提高. 对流场中涡系结构进行分析,结果表明,功率系数提升的原因是内层辅助叶片的反向旋转抑制了主叶片的动态失速. 特别是当叶尖速比为1.85时,在初始相位差为90°的对比算例中,与传统垂直轴风力机相比,新构型下的叶片时均扭矩系数提高了43.92 %.     

半转叶轮立轴风力机的转动稳定性及最大转速

半转叶轮立轴风力机是利用半转机构构成叶轮一种高效立轴风力机.分析该风力机叶片上风压的分布特点,得出其叶轮转动时可以自动维持稳定转动的良好特性,并且求出这种风力机在一定风速下可以产生的理论最大转速.     

风电机组变桨鲁棒控制

针对风电机组输出转速稳定控制问题,提出了一种基于定量反馈理论的桨距角鲁棒控制策略.由于在随机变化风速作用下,非线性的风机模型中部分参数是变化的,提出了基于线性系统稳定性图形作为判据的定量反馈的变桨鲁棒控制器设计方法,以减弱风机模型不确定因素对输出转速的影响.结果表明,所提出的控制器对高风速区扰动风速作用下系统的输出稳定性能具有较好控制效果,并且对风电机组能量传动模型中参数不确定性具有较强的鲁棒性.