基于模型预测控制的半潜漂浮式风机协调控制方法研究

研究漂浮式海上风力发电考虑输出功率与机械载荷的协调控制，有助于提高深远海风机运行的经济性和安全性。为实现漂浮式风机的多目标控制，以NREL 5MW半潜漂浮式风机为研究对象，在Matlab/Simulink平台上设计并搭建增益调度多模型预测控制器(gainschedulingmulti-model predictive controller,GM-MPC)。基于各稳态工况下风机开环动态性能的分析以及模型线性化处理，建立半潜漂浮式风机控制模型，与高保真FAST模型仿真对比，验证了所建控制模型的准确性。在实现模型预测的基础上，根据实际风机工况和约束条件，以为减少功率波动、塔架载荷和执行器动作次数为目标，优化求解出每一时刻下的最优控制量，从而实现GM-MPC的滚动优化。为证明控制器的有效性，在多种风-浪联合载荷的工况下，与基于蚁群优化算法的独立变桨控制策略进行了对比实验。结果表明，所设计的控制策略使半潜漂浮式风机在满足功率平稳性的同时降低了机组的机械载荷，使其能适应深远海环境下的复杂运行工况。     

一种用于电气设备状态监测的新式FBG传感器北大核心CSCD

为了监测绕组变压器的静态应力场和发生短路等故障时的动态应力变化,设计了一种用于电气设备状态监测的新式FBG传感器。该传感器由聚醚醚酮材料封装的FBG构成,通过内部圆锥形空腔结构实现将轴向应力集中于FBG敏感位置。通过仿真对不同压力强度下传感器结构的应力场部分及形变趋势进行了计算与分析,论证了设计的合理性。实验分别对静态载荷和动态冲击进行测试,结果显示,在静态压载测试中,当100 N相似文献   

基于外部载荷位置预测的光纤传感器故障信号识别技术

为了解决传感器故障识别过程中识别效率低和精度低的问题。提出了基于外部载荷位置预测的光纤传感器故障信号识别方法。通过合成外差算法和傅里叶变换解调和去噪传感器信号；采用本征模函数提取不同故障下信号特征。并将其分为状态信息和扰动分量两部分。计算二者之间的近似性。结合线性模型提取故障信号特征向量；利用系统灰色性故障识别方法和外部载荷位置预测传感器多角度负载并进行融合处理。构建灰色关联矩阵计算其与标准数据之间的贴近度。完成光纤传感器故障信号识别?仿真分析结果表明。所提方法在故障信号解调、去噪以及识别方面均具有明显的优势?对深入研究传感器起到了一定的推动作用?     

应用卡尔曼滤波的激振力时域识别方法研究

激振力识别属于结构动力学中的第二类反问题,为识别振动系统的激励力,本文基于卡尔曼滤波器和最小方差估计的方法,分别建立了以系统位移和加速度为输入参数的激振力时域识别方法.推导了两种方法的识别公式,并对两种方法的识别结果和识别结果的稳健性进行了仿真分析.仿真结果表明,两种方法对噪声方差初值的设定均不敏感;以加速度幅值为输入的方法识别精度优于以位移幅值为输入的方法;以位移幅值为输入的方法识别结果稳健性较好.最后采用力锤敲击试验验证了识别方法的有效性和精度.     

乘用车悬架静强度与疲劳载荷研究

为了快速获得平台悬架静强度与疲劳载荷,本文依据某A级平台5款量产车型试验场道路栽荷数据,以前麦弗逊悬架为研究对象,先对轮心载荷幅值进行统计分析,根据应力-强度干涉模型,得到该平台前悬架的强度载荷边界,及其与车辆满载轮荷的G载荷系数.再通过研究5款车型车轮轮心疲劳伪损伤与轮荷的关联关系,得到该平台悬架的疲劳栽荷.此方法可快速获得同平台悬架静强度与疲劳载荷,省去实车道路谱采集并提升了工作效率.     

牵引车载荷对NOx排放和排温影响的试验研究

在五轴动力总成试验台架上对牵引车在不同载荷下进行同一路谱的排放试验,研究牵引车在不同载荷下NOx排放和排温的变化,得到载荷与排放物和选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)上游排温的变化关系。结果表明:载荷为标定载荷的60%以下时,NOx比排放值与载荷基本呈线性相关;载荷超过标定载荷的75%时,NOx比排放值与载荷呈二次项相关;载荷在为标定载荷的23%以上时,NOx比排放值与SCR上游排温基本呈线性相关。利用该试验结论可以通过只进行单一载荷排放试验,判断车辆在其他载荷下的排放水平是否满足国家标准要求,并可通过载荷对排温的影响规律预判排放水平。     

超深层碳酸盐岩储层孔隙弹性动力学起裂规律

深层碳酸盐岩储层天然裂缝发育,为保证井壁不被压裂而引发严重漏失,必须明确地层的起裂规律。采用孔隙弹性动力学方法,考虑钻进过程中井壁上的载荷变化和地层中的流体流动,得到井眼周围的应力场变化。与传统计算模型相比,模型考虑了应力场的时变特性、井壁载荷的传播、流固耦合以及流体和固体惯性的影响。以一组深层井参数为例,求解井周应力场,分析发现得到的井周应力分布与弹塑性力学规律相同;但随着井壁载荷以弹性波形式向地层内传播,孔隙弹性动力学得到的井周应力场随时间迅速变化,在无因次时间■=100 (2.87 ms)之后趋于稳定。分析了井壁对不同井底压力的起裂响应,发现当井底压力达到135 MPa,井壁在■=105 (3.01 ms)时起裂;弹性模量对井壁的起裂影响很小,泊松比对起裂的时间和范围有较大的影响,随着泊松比的增大,井壁对井底压力的起裂响应更加迅速,且起裂的区域范围增大。     

纵轴式掘进机截割头载荷影响因素的仿真分析

针对现有掘进机截割头载荷特性研究方法采用单一影响因素不能全面反映截割头载荷及其波动变化规律的问题,通过分析截割头瞬时载荷,确定了纵轴式掘进机在水平截割工况下截割头载荷的主要影响因素有截割岩石特性、截割头掏槽深度、截割头吃刀深度、截割头转速和截割臂摆速。针对某纵轴式掘进机水平截割工况,采用Matlab对影响截割头载荷的多种因素进行仿真分析,得到了各向载荷及其波动随各因素的变化规律:截割头载荷随着岩壁普氏系数的增大而增加,其中横向阻力增加尤为明显,横向阻力波动程度高于其他方向载荷,且随着岩壁普氏系数的增大呈减小趋势;随着截割头掏槽深度的增加,截割头各向载荷近似呈线性增加,其中升力增加幅度最大,各向载荷波动则随着截割头掏槽深度的增大而减小;随着吃刀深度的增加,截割头载荷总体呈增大趋势,载荷波动程度则随之减小;在截割头转速一定的情况下,截割头载荷均随着截割臂摆速的增加而增大,在同一摆速下,截割头载荷随着截割头转速的减小而增大,横向阻力波动明显高于升力和推进阻力波动,横向阻力和推进阻力波动按截割头载荷规律变化,升力波动则与之相反。截割头载荷波动变化规律与截割头载荷变化规律不尽一致,有时甚至相互冲突。因此,掘进机作业过程中应合理选择截割头掏槽深度、吃刀深度等操作参数和截割头转速、截割臂摆速等运动参数,使各参数相互匹配,以减小掘进机振动,延长使用寿命。