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1.
Energy harvesting based on tethered kites benefits from exploiting higher wind speeds at higher altitudes. The setup considered in this paper is based on a pumping cycle. It generates energy by winching out at high tether forces, driving an electrical generator while flying crosswind. Then it winches in at a stationary neutral position, thus leaving a net amount of generated energy.The focus of this paper is put on the flight control design, which implements an accurate direction control towards target points and allows for a flight with an eight-down pattern. An extended overview on the control system approach, as well as details of each element of the flight controller, is presented. The control architecture is motivated by a simple, yet comprehensive model for the kite dynamics.In addition, winch strategies based on an optimization scheme are presented. In order to demonstrate the real world functionality of the presented algorithms, flight data from a fully automated pumping-cycle operation of a small-scale prototype are given. The setup is based on a 30 m2 kite linked to a ground-based 50 kW electrical motor/generator by a single line.  相似文献   
2.
Progress in optimization algorithms and in computational hardware made deployment of Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) and Moving Horizon Estimation (MHE) possible to mechatronic applications. This paper aims to assess the computational performance of NMPC and MHE for rotational start-up of Airborne Wind Energy systems. The capabilities offered by an automatic code generation tool are experimentally verified on a real physical system, using a model comprising 27 states and 4 inputs at a sampling frequency of 25 Hz. The results show the feedback times less than 5 ms for the NMPC with more than 1500 variables.  相似文献   
3.
针对增程式电动汽车油耗和排放优化问题,首先综合考虑增程器的油-电转换效率特性、HC排放特性、CO排放特性以及NOx排放特性,构造了增程器油耗和排放多目标优化模型,同时结合实际增程器工作中的机械和电气约束特征,分析了多目标优化模型的3种转速、转矩约束条件.然后采用多目标粒子群算法和加权尺度法对增程器油耗和排放多目标优化模型进行了离线优化,得出了增程器的最优全局工作点和各功率值下的多目标最优工作曲线.最后,采用NEDC,FTP和HWFET3种测试工况在AVL Puma Open发动机测试台架上进行了实验,并和基于最佳制动燃油消耗率(BSFC)的油耗单目标优化模型进行了比较.结果表明,本文提出的方法能够以微弱的油耗增加为代价,有效的改善整车的HC,CO和NOx排放.  相似文献   
4.
提出了一种新颖的风能转换系统滑模主动容错控制策略.针对风能转换系统执行器故障,运用预测控制思想和迭代算法,设计了一种故障观测器.在设定的优化时域长度内,利用实际系统与故障观测器的输出差值,通过反复迭代运算,不断地对虚拟故障信号进行调整,使其能有效地拟合实际系统执行器故障,并根据故障观测值实时调整滑模容错控制器结构.未发生故障时,故障观测值为零,系统在滑模控制器控制下稳定运行;执行器发生故障时,运用故障观测值实时调整滑模容错控制项,并用双曲正切函数代替符号函数,消除抖动.仿真实验结果表明,滑模容错控制器下的系统具有良好的容错能力,提高了风能转换系统最大风能捕获效率.  相似文献   
5.
目的 针对煤矿皮带堆煤传感器受复杂环境干扰导致检测效率较低的问题,提出一种新的基于熵能量(EE)的堆煤图像定位与识别方法。方法 该方法首先在堆煤图像初始化区域内设定采样单元,统计采样单元前景和背景区域的信息熵,计算信息熵分布的极大值所对应的的灰度阶并统计其出现的概率;然后计算采样单元的熵能量和能量频率,归一化频率系数,并利用能量频率的二阶偏导确定堆煤边缘区域,将采样单元移动至堆煤边缘处;最后,根据采样单元的坐标位置计算堆煤高度和半径,进行实时预警。结果 在煤矿井下皮带堆煤视频上进行算法测试,该算法的单帧图像平均处理速度为0.35 s/帧,堆煤事故预警时间间隔最大为0.35 s,平均识别准确率为97.1%,测试结果表明,该方法对堆煤模糊边缘、环境噪音具有抗干扰特点,可以有效克服强噪音、模糊边缘等因素对堆煤识别的影响。结论 该方法对复杂环境中堆煤定位与识别具有很好的实时性和准确性,对提高煤矿安全生产效率具有重要意义。  相似文献   
6.
谐波分析光谱角制图高光谱影像分类   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
目的 针对光谱角制图(SAM)分类算法对高光谱像元光谱曲线的局部特征和其辐射强度不敏感,而且易受噪声和维数灾难影响,致使分类效率低和精度较差等缺陷,将谐波分析(HA)技术引入到SAM高光谱影像分类中,提出一种基于谐波分析的光谱角制图(HA-SAM)高光谱影像分类算法.方法 利用HA技术将高光谱影像从光谱维变换到能量谱特征维空间,并提取低次谐波分量及特征系数(谐波余项、相位和振幅),用特征系数组成的向量代替光谱向量,对高光谱影像进行SAM分类.结果 将SAM和HA-SAM同时应用于EO-1卫星的Hyperion高光谱影像分类,通过对比和分析,验证了HA-SAM的优越性,再选择AVIRIS(airborne visible infrared imaging spectrometer)高光谱影像对HA-SAM进行验证,结果表明该算法具有较强的普适性.结论 HA-SAM提高了传统SAM高光谱影像分类的效率和精度,而且适用性较强具有良好的应用前景.  相似文献   
7.
Orientations of proteins in the membranes are crucial to their function and stability. Unfortunately the exact positions of these proteins in the lipid bilayer are mostly undetermined. Here, the spatial orientation of membrane proteins within the lipid membrane was evaluated using a Poisson–Boltzmann solvent continuum approach to calculate the electrostatic free energy of the protein solvation at various orientations in an implicit bilayer. The solvation energy was obtained by computing the difference in electrostatic energies of the protein in water and in lipid/water environments, treating each as an implicit solvent model. The optimal position of transmembrane proteins (TMP) in a lipid bilayer is identified by the minimum in the “downhill” pathway of the solvation energy landscape. The energy landscape pattern was considerably conserved in various TMP classes. Evaluation of the position of 1060 membrane proteins from the orientations of proteins in membranes (OPM) database revealed that most of the polytopic and β-barrel proteins were in good agreement with those of the OPM database. The study provides a useful scheme for estimating the membrane solvation energy made by lipid-exposed amino acids in membrane proteins. In addition, our results tested with the bacterial potassium channel model demonstrated the potential usefulness of the approach in assessing the quality of membrane protein models. The present approach should be applicable for constructing transmembrane proteins–lipid configuration suitable for membrane protein simulations and will have utility for the structural modeling of membrane proteins.  相似文献   
8.
分析了太阳能热水系统的类型,分析了北京市太阳能集中热水利用的可行性.结合北京市太阳能集中热水应用某工程实例,分析了太阳能集中热水系统应用选择原则,分析了太阳能集中热水系统影响因素,北京市应用太阳能集中热水系统比分户燃气热水、分户电热水具有优势.  相似文献   
9.
刚性淹没双层植被明渠水流紊流特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
文章采用标准 紊流模型,结合雷诺平均Navier-Stokes方程,对刚性淹没双层植被明渠水流特性进行了研究。计算所得的流速值与实测值吻合良好,表明计算方法可行。进而根据空间及时间的双平均理论,给出了双平均条件下的明渠流速,雷诺应力及紊动能分布,并对紊动能平衡方程中的各项进行了分析。结果可以看出,刚性双层淹没植被作用下,垂向流速分布曲线由三个拐点将其划分为四个区域;雷诺应力及紊动能分布在植被顶端明显增强,高植被顶端各项值均大于低植被顶端相应值;紊动能平衡方程中的紊动耗散项及压力耗散项在紊动能平衡方程中起着主导作用;植被顶端区域产生的涡,通过喷射和扫掠作用使其附近水体发生质量及动量交换。  相似文献   
10.
针对光伏等可再生能源发电的间歇性和功率波动问题,提出一种新型的用于混合储能的组合级联式隔离型多端口变流器拓扑结构及其控制策略。该装置由蓄电池组、超级电容器组、多端口隔离半桥DC/DC变换器和级联式H桥DC/AC变换器组合而成。首先对该拓扑的工作原理进行了分析;然后结合相应的控制策略,通过滑动平均滤波算法将外界给定目标功率指令在各储能单元之间进行合理分配,并在PLECS上搭建了基于该装置的光伏电站并网模型进行仿真;最后,结合仿真结果和实际工程案例对该装置可带来的经济效益进行了定量分析。结果表明,所提出的混合储能拓扑结构可有效结合超级电容器功率密度高、响应速度快,和蓄电池能量密度高、适用于平抑长周期缓慢功率波动的特点,提高了间歇式电源并网运行的电能质量和可调度性,同时避免了蓄电池频繁充放电,显著延长了电池使用寿命。该装置可用于基于蓄电池-超级电容器混合储能(BSHES)的大功率储能电站,实现平滑可再生能源发电输出功率波动和微电网中的调频调压功能,模块集成度高,可实现模块化生产,具有广阔的应用前景。  相似文献   
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