粘结层对不同形状叠层压电振子发电性能影响

针对悬臂梁叠层压电振子,利用ANSYS软件仿真分析了其自由端尺寸的改变对于压电振子的输出电压及其固有频率的影响,并得到了叠层压电振子在结合面上的切应力的变化关系。研究表明,在相同条件下,随着自由端尺寸的减小,压电振子的开路电压、基频均有不同程度的增加,但其结合面上的切应力却有较大程度的增幅(最大为74%),这种变化易使叠层结构发生抗剪强度不足的破坏。     

电荷泵锁相环电路建模与仿真

电荷泵锁相环是一种能够跟踪输入信号相位变化的闭环自动跟踪系统,此类电路具有负反馈闭环特点,系统状态多,工作特性复杂,其设计与仿真分析一直是电子设备时钟系统的难点问题。针对上述问题,研究了电荷泵锁相环电路的设计步骤与仿真分析方法。首先,推导电荷泵锁相环各模块的数学模型;其次,建立了各模块电路仿真模型,仿真分析了环路稳定性以及各模块对环路整体性能的影响。研究结果为电荷泵锁相环电路的设计与仿真提供了理论依据,对实际电路设计具有一定参考价值。     

铜 压电陶瓷复合型悬臂压电振子发电性能分析

利用压电振子采集环境振动能量为低功耗电子产品供能是近年来研究的热点,而压电振子的振动发电能力与其几何形状有关。该文针对悬臂梁压电振子,利用ANSYS软件仿真分析了其自由端尺寸的改变对压电振子的输出电压及固有频率的影响。结果表明,在相同条件下,存在一定的自由端尺寸使压电振子采集环境中低频振动的能量最大。     

一种悬臂压电发电机的研究

简述了悬臂式PZT-金属复合结构在力作用下产生电荷的机理,设计并制备了一种压电式发电机,构建了试验平台,进行了器件弯曲振动时电能输出效果的实验研究。实验时,进行单频的稳态正弦激振实验:由激振器产生输出正弦激振力,作用于器件端部使其产生弯曲振动。结果表明,在所给的实验条件下,使用研制的器件实现了对弯曲振动能量的转换,输出电功率88.8μW。     

计及齿轮全柔性的风电机组传动链有限元建模及扭振特性分析

大功率风电机组传动链关键部件柔性直接影响机组扭振特性及疲劳寿命,提出考虑齿轮柔性与啮合柔性的传动链有限元建模及扭振特性分析。首先,基于实际双馈风电机组传动链结构、材料属性与几何参数,考虑齿轮箱内齿轮柔性与齿轮啮合柔性,结合叶片、轮毂、主轴和发电机转子,建立风电机组传动链多柔体有限元模型。其次,基于有限元模态分析理论,提出一种基于矢量位移云图筛选扭振频率的分析方法,获取计及齿轮全柔性影响的风电机组中、低频范围的扭振模态,并与不同传动链模型结果进行比较,验证该文所建模型的有效性。最后,分别分析不同齿轮柔性和齿轮啮合柔性对传动链扭振频率和模态的影响。结果表明,该文所建模型不仅能反映传动链扭振固有的低频频率,而且能反映弯扭耦合产生的中频扭振频率,且相比齿轮啮合柔性,齿轮柔性系数影响传动链高频扭振特性明显。     

基于动态性能空间的优化控制方法设计

相同零点、极点在根轨迹平面的不同位置表现出不同的动态性能，表明系统性能与零点或极点本身无关，完全由其所处的位置决定。从经典控制理论的根轨迹平面出发，借助数理分析中的“场论”概念，以定位精度和控制稳定性作为系统动态性能的描述量，尝试建立动态性能指标与根轨迹平面坐标之间的函数对应关系；并据此通过在根轨迹平面绘制等振荡线和等精度线，实现动态性能空间的构建。应用该动态性能空间，对六阶线性跟踪系统的实数极点和复共轭零点、极点进行全局优化。灵敏度、补灵敏度函数及动态响应结果显示：该优化设计方法可以较好地解决系统定位精度与控制稳定性之间的矛盾，满足精确动态跟踪要求，效果远优于P ID控制器。     

基于多因子考虑的地区电网电采暖负荷预测分析

冬季电采暖可以有效促进新能源的消纳,减少弃风、弃光现象。然而,大规模电采暖设备产生的谐波会影响电网质量,因此有必要对电采暖负荷进行分析和预测,以利于电网调度及安全运行,缓解电力系统负荷调峰和调频压力。为预测电采暖负荷,以某地区电采暖实际负荷为例,分析了影响电采暖负荷变动的4个因子即稳定负荷因子、气象敏感因子、随机负荷因子、日期类型因子,得出电采暖负荷变动主要影响因子为日期类型因子和气象敏感因子。因此,建立考虑日期类型的分别基于平均温度和基于人体舒适度的最小二乘法拟合预测模型。预测结果表明,两种模型都获得了较高的预测精度,可以用于地区负荷预测。     

质量块位置对压电悬臂梁发电性能影响分析

利用ANSYS有限元仿真软件,建立压电悬臂梁发电振子的ANSYS模型,并进行了模态分析和谐响应分析。当加速度为0.015 m/s2,质量块在不同位置时,仿真分析了压电悬臂梁发电振子输出的开路电压随频率的变化。由仿真结果可知,当质量块距离夹持端75 mm时,压电悬臂梁发电振子输出的开路电压有效值最大可达19.3 V。搭建试验台,研究了质量块在不同位置时压电悬臂梁发电振子的输出特性。实验结果表明,当质量块距离夹持端77 mm时,在加速度一阶谐振频率下,压电悬臂梁发电振子输出的开路电压有效值最大可达17.8 V。在经全桥整流电路接阻容电路,电阻为1.3 MΩ时,电阻上获得最大瞬时功率为55 μW。研究结果表明,带质量块的压电悬臂梁发电振子振动能量发电梁中的质量块存在一个最佳位置,使装置开路电压和输出功率最大。     

一种压电振动能量回收电路

为了提高压电式振动能量回收系统的能量回收能力和解决在负载变化使能量回收效率变差的问题,以悬臂梁式压电振动发电系统为例,提出了一种高效的压电振动能量收集电路设计方案,即并联型双同步开关电感接口电路,可将压电梁转换振动能量得到的电能高效地储存到电容中。实验结果表明,压电梁在频率为38.4Hz、加速度有效值为0.035m/s2振动激励下工作时,给出的并联双同步开关能量回收(P-DSSH)接口电路可释放的瞬时功率达0.25mW,是全桥整流接口电路(SEH)最优功率的5.8倍,是并联同步开关电感(P-SSHI)接口电路可释放的瞬时功率的2.2倍,是LTC3588-1电路可释放的瞬时功率的1.27倍,且其工作不受负载变化的影响。     

基于电气阻尼-刚度控制的双馈风电机组轴系扭振抑制策略

针对现有扭振控制中,难以平衡抑振效果和响应速度的关系,以及高、低速轴的阻尼比变化速率不同导致整体阻尼比难以调节的问题,提出了一种双馈风电机组轴系扭振抑制策略。首先推导了机械扭转角与电磁转矩的传递函数,通过引入等效阻尼和刚度分析了高低速轴机电耦合阻尼比的差异。其次对电气刚度抑制轴系扭振的机理进行分析,根据阻尼和刚度的协调作用,提出基于电气阻尼-刚度控制的轴系扭振抑制策略,得到电气阻尼-刚度控制下的轴系阻尼比变化趋势。最后在搭建FAST-MATLAB/Simulink联合仿真双馈风电机组模块的基础上,引入湍流风与电网暂降激励,对所提策略的抑振效果进行仿真验证。结果表明,相较于传统的阻尼控制,所提策略能够充分发挥传动链的机电强耦合作用,在保证响应速度的同时具有更好的抑振能力。