自然激励下某电动汽车白车身模态参数识别

为了研究电动汽车白车身的动态特性,提出了一种基于自然激励的结构模态参数识别方法。 利用此方法对某电动汽车 白车身进行了结构模态参数识别,得到了其前三阶结构模态参数。 并将利用该方法识别的结果和传统方法识别结果进行了对 比,发现固有频率最大误差为 1. 8%,阻尼比最大误差为 13%,振型基本一致,进而验证了方法的正确性。 之后利用识别的模态 参数结合电动汽车工作特性,对该白车身的动态特性进行了评价。 提出的方法不需要专用的激励设备,可应用于不易激励的大 型、重型结构模态参数识别。 模态参数识别的结果对电动汽车白车身动态特性设计具有一定的指导意义。     

基于改进 SSI 法的加工机器人工作模态在线辨识

为提高串联式机器人的加工能力,提出一种基于改进SSI 法的加工机器人工作模态在线辨识方法,该方法首先在传统 SSI法的基础上进行改进,利用NExT 法、模态置信因子及模态保证准则3种手段来提高加工机器人工作模态参数辨识精度。 其次,利用加工机器人铣削加工振动数据对其走刀路径上关键点位出的模态频率和阻尼比进行在线辨识。最终,通过机器人 切削加工实验验证该方法,实验结果表明,相比于锤击实验结果,改进 SSI 法模态参数辨识误差在7%以内,且相比于传统 SSI 法,改进 SSI 法模态参数辨识精度更高。因此,若仅关心模态频率及阻尼比,该方法可实现加工机器人走刀过程中模态参数的 在线辨识,可为后续机器人进行工艺规划和优化提供输入条件。     

基于新型TMD的水电站厂房结构振动控制研究

机组振动通常引起水电站厂房结构高阶模态共振,威胁水电站安全。针对水电站厂房结构较高阶模态振动问题,提出了基于调谐质量阻尼器（TMD）的振动控制方法,并设计了一种新型高频TMD控制器,开展了2层钢框架减振试验,研究其在高频简谐激励和窄带扫频激励下的减振效果。结果表明：新型TMD控制器能有效控制结构较高阶模态,其中附加TMD-3作用下的振动控制效果最好,结构顶层峰值加速度衰减率达到94.12%,一层峰值加速度衰减率达到95.55%;当TMD调谐频率偏离结构较高阶模态时,减振效果逐渐减小,但仍呈现出较好的减振效果,说明新型TMD调谐频率更宽,具有一定鲁棒性;当激励频率变宽时,随着调谐频率接近受控频率,减振效果最佳,但偏离受控频率时,鲁棒性变差。     

球化率音频检测的激励点有限元优化研究

在球化率音频检测过程中,激励点的选取直接影响到各阶模态频率响应的值,特别对于相邻的模态频率响应,还会导致测量结果的差异。为提取关注的模态频率,抑制非关注的模态频率,提出了一种基于有限元的激励点优化方法。以汽车零部件飞轮为例,通过ANSYS对球墨铸铁待测件进行模态分析,结合各阶振型特点、固有频率以及模态激励理论,确定优化激励点,通过MATLAB GUI程序对激励点的音频信号进行分析验证。实验结果表明,该方法可对此飞轮结构所关注的模态振型做到有效激励,验证了相邻模态频率响应与激励点的选择有着密切关系,并可通过激励点的调整,有效区分相邻频率的模态振型。     

基于模拟变电站运行状态的全站交流L二次回路检验方法

为了提高变电站电流电压回路检验的准确性和降低检验的操作难度,采用主变压器短路法模拟变电站运行状态进行全站交流回路检验,同时对一次设备绕组接线等结构原理进行验证,通过三种不同的研究方法对比发现,对220 kV变电站进行计算的误差最大,现场试验结果与数学模型和PSCAD软件计算误差分别为6.43%和9.50%,能够满足实际工作的需要,从而验证此方法的正确性。现场试验的数据可作为投产验收资料和运行原始资料移交。     

大型风力机叶片模态测试与分析

利用建成的大型风力机叶片的振动特性分析装置,用测力法和不测力法对风力机叶片进行模态试验及分析,测试了风力机叶片的模态参数（固有频率、阻尼和振型）,得到了叶片的振动特性。采用共振法将偏心电机和变频器连成一体作为激励源测试了叶片的固有频率,实验验证了单叶片的危险运行频率。对大型风力机叶片模态试验及分析提供了可靠的实验装置和试验方法,对风力机叶片动力学特性分析提供有力工具。     

基于自然激励技术的低频振荡模态参数识别

低频振荡是威胁电网安全稳定运行的一个重要因素。传统的基于测量信号的低频振荡模态参数辨识方法难以在系统未发生明显振荡时准确的检测模态参数。提出了一种利用系统正常运行时的白噪声响应识别系统模态参数的方法。首先用自然激励技术从白噪声响应间接获取系统的脉冲响应,再用HHT法对脉冲响应函数进行分析,得到系统各阶模态的频率、阻尼比等模态参数。通过对四机两区系统的仿真分析和实际电网数据的计算验证了方法的有效性。     

基于模态坐标变换梁分布动载荷识别技术

针对工程结构中的Bernoulli Euler梁结构,基于模态坐标变换理论,将待识别的分布动载荷利用固有振型函数在模态空间内进行分解,建立分布动载荷的各阶时间函数系数与各阶模态激励的线性关系。频域内,根据模态理论由梁上测点响应利用Tikhonov正则化方法识别出梁的各阶模态坐标响应（正则化参数由L曲线法确定）,从而识别出各阶模态激励,得到分布动载荷的各阶时间函数系数,还原Bernoulli Euler梁结构上承受的分布动载荷。本文动载荷识别理论适用于不同的分布动载荷类型,通过计算机仿真,验证了该方法的通用性和较高的识别精度。仿真过程中加入随机噪声,识别结果证明了该方法具有良好的抗噪能力,有效提高了载荷识别的信噪比。     

某车辆排气系统动态特性计算，测量及分析

为分析某车辆排气系统的动态特性,对其分别利用计算模态分析技术和测量模态分析技术进行了研究,获得了该排气系统的前六阶计算模态参数和测量模态参数。通过对比发现前六阶固有频率计算和测量结果误差小于6.5%,振型基本一致。进而根据计算和测量结果分析了该排气系统动态特性,发现该车辆在发动机怠速与经济转速激励下均不会发生共振,并且分析了该排气系统动态特性设计的薄弱环节。研究方法与结果对于汽车排气系统动态特性设计具有一定指导意义。     

三管推挽双向DC-DC变换器电流应力优化控制*

为提高三管推挽双向全桥变换器运行效率,提出了一种峰值电流应力优化控制策略。首先,分析了TPBFC变换器扩展移相控制(Extended Phase shift Control,EPS)下的基本运行模态,推导了系统传输功率与峰值电流应力表达式。进一步,采用拉格朗日函数构建了变换器传输功率与峰值电流应力的约束模型,推导了各运行模态下满足峰值电流应力最小的移相比组合。在搭建的500 W样机上的实验表明,采用所提出的方法使变换器峰值效率提升了2%。     

光流点匹配跟踪的薄壁件振动模态测试方法

针对传统模态测试方法存在获取信息有限和附加质量、已有非接触模态测试方法需进行复杂图像处理等问题,提出了光流点匹配跟踪的薄壁件振动模态测试方法,避免了需逐帧进行特征分割、提取等复杂的图像处理。首先,建立了面内振动视觉测量的成像模型,通过相机标定获取工业相机的内、外参数并进行了误差分析。研究了基于光流视觉测振的原理与方法,该方法通过单目相机采集带特征点的结构振动序列图像,运用金字塔的Lucas-Kanada算法进行光流点匹配跟踪,进而获得亚像素级特征点的振动信息,在此基础上进行模态参数辨识获得模态参数。基于提出的方法搭建了薄壁件振动模态测试系统,对薄壁梁进行了振动模态测试实验,并与激振器扫频测试结果和有限元仿真结果进行了对比分析。实验结果表明,固有频率误差在5%以内,模态振型一致,从而验证了提出方法的正确性,为薄壁件的振动模态测试提供了新方法。     

基于自适应峰值提取算法的水表梅花针计数方法研究

针对水表出厂检定过程中的被检表梅花针在接近于采集频率1/2的高速转动下识别效果差的问题，提出了一种基于自适应峰值提取算法的水表梅花针计数方法。首先对图像进行预处理转化为二值化图像，再利用背景异或法对当前帧图像与起始帧图像进行异或运算得到梅花针运动轨迹，统计梅花针转动过程中的白色像素占比大小变化，最后通过自适应峰值提取算法统计转动齿数。通过实验，证明了该算法克服了伪波峰对峰值提取算法的干扰，相较于传统统计方法，该方法对梅花针转动齿数识别效果显著，误差不超过1%。     

电力系统非线性模式分析方法的比较

该文对2种电力系统非线性模式分析方法--模态级数法和正规形法进行比较。定性比较模态级数法和正规形法的2阶参与因子。在正规形法原有指标的基础上定义一个非线性指标，并以4机2区系统的算例验证该非线性指标的有效性。为比较模态级数法、正规形法和线性模式分析法所得解对时域仿真解的逼近程度，定义一误差指标，并在4机2区系统中做相关分析。发现模态级数法和线性模式分析法的有效性均不受系统共振的影响，而正规形法的有效性受系统共振情况的影响较大，在系统的2阶共振点附近，其有效域面积较小。通过延长故障的持续时间来改变系统的非线性程度，发现随着系统非线性的增强，模态级数法的误差及其增加速度都是最小的，正规形法次之。     

居民小区电动汽车充电负荷有序控制策略

针对当前居民小区电动汽车充电设施建设中遇到的配电变压器供电容量限制及物业管理方缺乏运营积极性等实际困难,研究了电动汽车充电负荷有序控制策略,主要目标包括预防配电变压器过载和实现充电收益最大化。首先提出了网格选取法,在保证变压器不过载运行的同时,灵活规划电动汽车的充电时段。进而基于峰谷分时电价构建了充电电费支出最小的目标函数,并基于遗传算法设计了求取最优网格选取结果的方法与步骤。最后,采用蒙特卡洛法进行算例仿真和分析验证。结果表明:网格选取法隐含了配电容量限制条件,简化了电动汽车的有序充电规划,更利于采用寻优算法进行求解。所求取的有序充电策略能有效实现负荷移峰填谷、降低电费支出,同时提高运营方的充电收益及参与积极性。     

Novel approach of modeling load duration curve for generation expansion planning based on Hill's function

A novel approach of modeling the load duration curve (LDC) based on Hill's function is proposed in this article. On the contrary to traditional models, the proposed model is completely an analytical one which can be determined by historic load data. This method is effective in calculating efficiency as well as controlling errors and it is quite simple in application because the model has only a few parameters, each of which has a definite economic or fiscal meaning. Based on the historic model, this method is easy and accurate in estimating the LDC model for a future year by changing the parameters of Hill's function, where only the peak load and the total demand in each year may be given. Results on the load data from IEEE reliability test system (IEEE‐RTS), PJM and Beijing Electric Power Corporation (BEPC) are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed model. Numerical examples show that the modeling errors in both peak load and total demand, which are key indices for generation expansion planning and reliability evaluation, are less than 1%. The LDC model for a future year is also accurately estimated in these examples. © 2011 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

电机整机结构振动模态试验与参数识别研究

为提高电机运行的稳定性,降低振动噪声对其使用性能和寿命的影响,利用随机子空间模态识别方法对某型号电动机整机进行了模态分析。详细阐述了随机子空间模态识别法的数学原理,采用锤击法完成电机整机的模态测试,进一步识别出电机的四阶模态参数,固有频率、阻尼比及振型,根据分析结果找出电机的风扇罩和定子外壳中间位置为结构的薄弱环节,进而提出了相应的改进设计方法与减振措施。分析结果表明随机子空间法可用于电机整机结构的模态参数识别,分析结果为电机的结构动力修改与优化设计提供了参考数据     

Fault location of untransposed double-circuit transmission lines based on an improved Karrenbauer matrix and the QPSO algorithm

Some double-circuit transmission lines are untransposed, which results in complex coupling relations between the parameters of the transmission lines. If the traditional modal transformation matrix is directly used to decouple the parameters, it can lead to large errors in the decoupled modal parameter, errors which will be amplifed in the fault location equation. Consequently, it makes the fault location results of the untransposed double-circuit transmission lines less accurate. Therefore, a new modal transformation method is needed to decouple the parameter matrix of untransposed double-circuit transmission lines and realize the fault location according to the decoupled modal parameter. By improving the basis of the Karrenbauer matrix, a modal transformation matrix suitable for decoupling parameters of untransposed double-circuit transmission lines is obtained. To address the diffculties in solving the fault location equation of untransposed double-circuit transmission lines, a new fault location method based on an improved Karrenbauer matrix and the quantum-behaved particle swarm optimization (QPSO) algorithm is proposed. Firstly, the line parameter matrix is decomposed into identical and inverse sequence components using the identical-inverse sequence component transformation. The Karrenbauer matrix is then transformed to obtain the improved Karrenbauer matrix for untransposed double-circuit transmission lines and applied to identical and inverse sequence components to solve the decoupled modal parameter. Secondly, based on the principle that voltage magnitudes at both ends are equal, the fault location equation is expressed using sequence components at each end, and the QPSO algorithm is introduced to solve the equation. Finally, the feasibility and accuracy of the proposed method are verifed by PSCAD simulation. The simulation results fully demonstrate that the innovative improvement on the basis of the traditional modal transformation matrix in this paper can realize the modal transformation of the complex coupling parameters of the untransposed double-circuit transmission lines. It causes almost no errors in the decoupling process. The QPSO algorithm can also solve the fault location equation more accurately. The new fault location method can realize the accurate fault location of untransposed double-circuit transmission lines.     

Validation of power system non-linear modal analysis methods

The validity of two power system non-linear modal analysis methods, i.e. normal form method and modal series method, are investigated in this work. The second-order participation factors are derived for modal series method and qualitatively compared with that of normal form method. To evaluate the validity of analysis methods, a valid region that satisfies certain error index is defined. The test results of a two-area four-generator power system show that the valid regions of both modal series method and linear modal method are not affected by second-order resonance condition, while that of normal form method is affected significantly. It is found that as the system stress increases, the error index and its growing speed of modal series method are the smallest, and that of normal form method take second place. A non-linearity index for normal form method is defined based on the original index and its validity is verified by the case studies using the same test system.