基于Modelica语言的飞机发电机保护建模与仿真

发电机控制器设计在飞机电源系统设计中起到至关重要的作用,因而对其进行建模仿真就很有必要。航空技术的迅猛发展,对电源系统的可靠性和供电品质提出了更高的要求,传统单一学科仿真软件已无法满足建模需求。Dymola软件是多学科系统仿真工具,且在航空航天等领域得到了日益广泛的应用。通过Dymola软件对发电机控制保护功能进行了建模与仿真,并验证了模型的正确性与准确性。模型遵从模块化仿真的要求,使用范围与灵活性均较高。     

基于Dymola及Modelica语言的飞机三级发电机的建模与仿真

飞机发电系统为机载用电设备正常工作提供条件,现今,飞机发电系统多采用三级式无刷交流同步发电机,由主发电机,交流励磁机和永磁发电机组成。为了飞机三级发电机仿真模型的建立,本文在介绍了同步发电机的结构和数学方程的基础上,在适用于各种物理系统建模的Dymola软件平台中对三级同步发电机进行建模,并结合调压器及相关电气负载得到三级发电机的部分动态仿真结果,仿真结果能够很好地显示三级发电机对不同负载的响应,与理论结果一致,证明了模型的正确性,为飞机电源系统的设计提供了参考。     

基于Modelica纯电动汽车用永磁同步电机仿真

电动汽车是多领域耦合的复杂物理系统.基于多领域统一建模语言Modelica建模,可实现各系统参数无缝求解与优化.在对电动汽车整车性能仿真分析中,电机驱动系统是电动汽车核心部件,其准确性和实用性占据十分重要位置.采用Modelica语言,基于Dymola平台建立永磁同步电机驱动系统仿真模型,结合电机及驱动系统台架测试实验,对电机驱动系统进行检验和校正.在此基础上,以实验纯电动汽车整车仿真验证模型,仿真结果与台架测试结果接近,验证了其正确性与可行性.     

基于Modelica和Dymola的除氧器建模与仿真

建立系统的仿真模型是了解和研究系统运行特点及动态特征的有效途径.介绍了除氧器的结构,并以质量和能量守恒定律为基础,结合相关理论,建立了除氧器的数学模型.然后采用面向对象的建模工具Modelica/Dymola仿真软件建立了一种能够达到设计要求的快速、简单而且可以扩展的除氧器模型.在多种运行工况下,通过对建立的除氧器模型进行仿真实验,验证了所建模型的有效性.结果表明,Modelica/Dymola仿真软件是一种能对除氧器进行设计和仿真研究的有力工具,可以在电厂的其它设备系统及相关动力系统的仿真研究中得到推广和应用.     

基于Modelica语言的电力系统建模与仿真

介绍了一种利用Dymola软件进行电力系统建模的新方法。运用该方法对电力系统中各元件分别进行了模块化设计和建模,在对电力系统进行仿真时,只需将对应的元件模块按电气结线图的方式连接即可形成电力系统动态模型。通过2个测试系统,验证了用Dymola搭建的电力系统模型的可靠性,并利用该模型对测试系统进行了动态仿真和稳定性分析。     

基于Modelica的永磁步进电动机建模与仿真

提出了采用面向对象建模语言Modelica及仿真软件Dymola对永磁型步进电动机进行建模仿真的思路.按照模块化建模思想,建立了一个包含电动机、驱动器等部件的模型库,并简述了模型的基本结构.最后通过搭建电机系统及电机一连杆机构运动系统,进行仿真实验来验证本思路的可行性以及模型的实际效能,获得了满意的结果.     

超低速PMSM系统的Modelica建模及控制参数整定

超低速永磁同步电机系统是一个涉及机、电、磁、控的多个领域耦合系统,针对其多领域耦合特性,基于Modelica建模语言,研究了超低速永磁同步电机系统的陈述式多领域统一建模方法,在MWorks平台上建立了完整的多领域系统模型。基于该模型能仿真分析系统精度、稳定性等多方面的性能。还提出了采用蒙特卡洛随机试验方式整定控制系统参数的方法,可快速实现控制系统参数整定。该方法实用有效,对工程中控制系统参数的整定具有借鉴与参考价值。     

超低速PMSM系统的Modelica建及控制参数整定

超低速永磁同步电机系统是一个涉及机、电、磁、控的多个领域耦合系统,针对其多领域耦合特性,基于Modelica建模语言,研究了超低速永磁同步电机系统的陈述式多领域统一建模方法,在MWorks平台上建立了完整的多领域系统模型.基于该模型能仿真分析系统精度、稳定性等多方面的性能.还提出了采用蒙特卡洛随机试验方式整定控制系统参数的方法,可快速实现控制系统参数整定.该方法实用有效,对工程中控制系统参数的整定具有借鉴与参考价值.     

风电机组精细化建模及硬件在环实时联合仿真

介绍了风电机组模型的完整构成,阐明了各组成部分之间的复杂耦合关系,由此提出风电机组各个部分进行精细化建模所需考虑的因素,并指出现有简化模型忽略的因素及不足。在此基础上,设计了满足精细化要求的基于RTDS与Bladed的实时风电机组联合仿真平台。其中,Bladed的实时性由硬件测试模块保证,将风模型、气动模型、机械部分模型、变桨系统模型和偏航系统模型建立在Bladed中,将风电机组电气部分模型和控制系统模型建立在RTDS中,以发电机转子运动学方程作为机电耦合快、慢时间尺度之间的接口,并借助于PLC实现Bladed和RTDS之间的通信。在此基础上,按照实际机组控制系统架构构建了主控制器和变流器控制器硬件在环的联合仿真,最后通过多组硬件在环仿真充分展现了实时联合仿真平台的独特性能。     

电力系统稳定计算用水轮机调速器模型结构分析

对电力系统稳定计算常用软件PSASP和BPA中的水轮机调速器模型结构进行分析,指出了其中存在的问题,并对目前国内普遍使用的水轮机微机调速器中调节器的不同控制结构和机械(电气)液压系统的不同结构类型进行了详细的分析,以期为水轮机微机调速器的建模和仿真提供参考。     

城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法

城轨牵引供电系统实际运行涉及电、磁、热、力等多物理域耦合作用,以及多时间、空间尺度变化过程。然而,传统建模仿真方法尺度分离、机理单一,难以对系统的多尺度和多物理域状态进行统一描述及全面分析。因此,首先提出一种城轨牵引供电系统多尺度和多物理域建模仿真方法,采用Simscape平台和模块化、组件化、可视化建模思想,设计多尺度和多物理域的系统级建模框架;然后基于并行协同交互策略,提出一种模式自适应的多尺度仿真方法,实现多尺度模型之间的有机高效融合;接着基于分级多域反馈,提出系统级的多物理域仿真方法,保证多物理域模型的耦合交互仿真;最后基于仿真验证了所提出的多尺度和多物理域建模仿真方法的有效性,表明多尺度和多物理域模型能够统一描述系统在多个物理域下的宏观及微观特性,全面、充分地表征系统运行的实际物理过程。     

基于结构分析的断路器操作机构的建模及仿真分析

基于断路器的结构来建模有利于研究断路器每个元件对其分合闸过程特性的不同影响,这对实现故障部位识别,进行故障分类及诊断都具有重要意义.文中针对断路器各个部分的功能特性分别建立机械与电气模型.然后利用机械与电气之间的相互联系,通过MATLAB/Simulink软件将单个部分模型组合来形成高压断路器的多域模型.随后设定所研究...     

基于行为模型的飞机电源系统建模仿真技术研究

针对新型飞机电源系统部件种类多、控制复杂以及电路级仿真运算量大、速度慢的特点,提出了基于行为模型的飞机电源系统电能部件的建模方法。从电能部件的输入输出出发,依据功率平衡关系,并且结合受控源,来描述部件功能特征。利用Simulink软件,建立了系统中的关键部件的行为模型,并且构建了整个电源系统仿真模型。通过该模型,开展了飞机电源系统的特性仿真研究。仿真结果表明,所建立模型简单、方便、可以反映部件和系统的行为特性,仿真速度比电路模型更快。     

开关磁阻电机的精确转矩解析模型及基于Dymola的动态仿真

在有限元分析的静态特性参数基础上,建立了开关磁阻电机(SRM)的一个新的快速解析非线性模型,模型的磁链曲线和转矩曲线与有限元的分析结果都比较吻合。基于Dymola平台建立了SRM及其驱动系统的模块化模型,目的是建立一个通用性强、扩展性好,并相对完善的SRM元件库,进而搭建系统模型,分析其动态性能参数以达到优化设计。本课题所开发的SRM模型库也适用于基于Dymola平台所开发的其他动力系统(如航空动力系统)的耦合仿真分析,为综合系统的优化设计提供分析依据。基于Dymola/Modelica给出仿真实例,验证了模型的准确性和可行性。     

飞控液压系统故障诊断方法研究

飞控液压系统作为飞机控制系统的关键装备，一旦其发生故障将对飞机的运行安全造成严重影响。以飞控液压系统——飞机舱门液压驱动系统为研究对象，基于其系统结构和基本原理使用AMESim平台进行仿真建模，并通过故障仿真模拟开展故障诊断研究工作，提出了一种基于多级注意力机制的自编码器-多层感知机故障诊断方法，可以有效指导装备的维护维修工作并提高装备的运行安全性。首先，通过自编码器进行特征提取；然后，基于多级注意力机制进一步挖掘关键特征信息；最后，利用多层感知机作为分类器开展故障诊断工作。实验结果表明，与其他传统的机器学习和深度学习模型相比，所提方法的故障诊断准确率达到了97.5%且假正类率仅为1.1%,充分证明了所提方法的有效性。     

开关磁阻电机的精确转矩解析模型及基于Dymola的动态仿真

在有限元分析的静态特性参数基础上,建立了开关磁阻电机（SRM）的一个新的快速解析非线性模型,模型的磁链曲线和转矩曲线与有限元的分析结果都比较吻合。基于Dymola平台建立了SRM及其驱动系统的模块化模型,目的是建立一个通用性强、扩展性好,并相对完善的SRM元件库,进而搭建系统模型,分析其动态性能参数以达到优化设计。本课题所开发的SRM模型库也适用于基于Dymola平台所开发的其他动力系统（如航空动力系统）的耦合仿真分析,为综合系统的优化设计提供分析依据。基于Dymola／Modelica给出仿真实例,验证了模型的准确性和可行性。     

六相永磁同步电机驱动系统的建模与仿真

给出了—种六相永磁同步电机(PM SM)闭环调速系统的仿真模型,并对PM SM进行了详细的建模分析。该种电机具有故障容错性能,并可以使相与相之间的故障减少到最小。电机的控制主要采用了相-相驱动的思想,常用在如飞机燃油泵等高可靠要求的航空航天领域。通过对此调速系统的仿真表明,仿真结果与实际运行情况基本相符。     

考虑多绕组耦合的Sen Transformer电磁解析模型

为剖析Sen Transformer (ST)的内部特性,提出了一种适用于三相三柱式变压器结构的考虑多绕组耦合的ST电磁解析模型。一方面,从ST的电磁耦合关系出发,基于统一电磁等值电路推导了由自感系数和互感系数构成的ST电磁耦合模型。另一方面,从ST与外接等值系统的电气连接关系出发,推导了ST的内部电压和电流的电气解析模型。进而形成了由上述电磁耦合模型与电气解析模型构成的该类考虑多绕组耦合的ST电磁解析模型。最后,借助MATLAB软件,以一个三相三柱式ST为例,通过比较其电磁解析计算结果和现有ST串联电压补偿时域仿真结果发现,仅有个别绕组电压和支路电流有较明显的差异,但幅值差异≤6%,相角差异≤7°。该结果表明,多绕组磁耦合对于此类ST影响不大,但不宜忽视;且所提模型通过其磁路的不对称性表征,能更精确地反映其内部电磁特性。     

基于高频电磁换向阀控制的汽轮机危急遮断装置研究分析

本文介绍了一种新型高频电磁换向阀的结构及工作原理,建立该电磁换向阀的仿真模型,通过对电磁回路、机械部分及液压系统之间的耦合仿真,获得了较准确的电磁换向阀静动态仿真结果,并将该高频电磁换向阀应用到一种汽轮机危急遮断装置上,通过仿真软件完成了对基于高频电磁换向阀控制的汽轮机危急遮断装置仿真模型的建立,通过模拟汽轮机各中工况下危急遮断器相关工作状态,进一步验证了基于高频电磁换向阀控制的汽轮机危急遮断装置的具有很高动态特性.     

定桨恒频风电机组机网扭振的建模与机理

报告了风力机组机网扭振问题的研究现状,指出了研究并网大型风力机组机网扭振问题的必要性。针对定桨恒频双速异步风力发电机,建立了研究风力发电机和电网之间扭振相互作用的统一机电动态模型:利用有限元分析法对风机叶片进行了建模,将风力机机械部分(包括叶片、低速轴、齿轮箱、高速轴、转子组成的旋转系统)等效为柔性连接的三质量块模型,计算了机械旋转系统的固有频率;对电气部分(包括发电机定子和电网)在dq0坐标系下进行了建模。在电磁暂态仿真软件中了建立了仿真模型,通过在输电线路始端设置三相接地短路故障,激发了风力发电机的机网扭振现象。对扭振曲线进行频域分析,发现了扭振频率与计算得出的机械旋转系统固有频率相吻合,验证了模型的准确性。