基于VB的风力机叶片外形优化设计

为了实现风力发电机风轮叶片外形的优化设计,以风场风速分布为基础提出了综合优化目标;以片条理论为基础提出了以展弦比为关键参数的修形约束条件的气动优化目标,建立了叶片外形优化设计的数学模型.采用枚举法和循环结构,选用Access数据库,应用Visual Basic编制程序实现叶片外形的优化设计.针对内蒙古某地区设计了1.5MW风力机叶片,与国外同功率某通用叶片进行了对比分析.结果表明,两种叶片外形基本吻合,而且文中设计的叶片在性能上有明显优势,同时也验证了文中提出数学模型的可靠性和程序的实用性.     

风力机叶片气动外形三维设计方法研究与应用

本文针对风力机叶片气动外形的设计现状,采用Schmitz设计模型,结合小型叶轮设计实例,提出了风力机叶片的三维设计方法。利用图形几何变换原理求解叶片各截面叶素的空间坐标,运用三维设计平台进行叶片三维实体建模,设计过程交叉组合,提出了三种设计方法,并分析了各自的特点。方法具有普适性,有助于提高叶片的设计质量和设计效率,为叶片气动外形的三维快速设计提供了参考。     

风力机叶片动力学建模研究

研究水平轴风力机叶片在回转平面内的横向振动.将风力机叶片简化为以恒角速度绕定轴旋转的不可伸长的等截面欧拉伯努利梁.采用一维动量叶素理论建立风力机叶片的空气动力学模型,并计及风力机叶片尖端损失的影响.对无量纲化的动力学方程采用Galerkin方法得到由常微分方程描述的非线性动力系统.采用由NACA63 -B系列风力机叶片...     

基于分数阶内模控制的风力机叶片颤振研究

针对风力机叶片颤振系统,提出了一种结合分数阶(Fractional Order)控制与内模控制(Internal Model Control,IMC)的新型颤振控制方法.利用分数阶滤波器设计了分数阶内模控制器,基于闭环动态特性指标,如相位裕量和截止频率,实现对控制器参数的自整定.通过仿真实验对比证明,针对风力机叶片颤振控制,所设计的控制方法优于传统PID、内模PID控制方法,不仅减少了控制参数,而且提高了动态特性和鲁棒性.     

风力机叶片大挠度挥舞振动特性分析

分析了风力机叶片大挠度挥舞振动特性.基于Hamilton原理,建立了叶片大挠度挥舞振动控制方程,其中非稳态气动力由Greenberg公式得出.使用瑞利-利兹法求解振动特征问题,得到振动的频率和无阻尼模态函数.基于得出的模态函数,使用Galerkin方法将控制偏微分方程离散,得到模态坐标方程.将振动位移分解为静态位移和动态位移,得到了静态位移和动态位移方程,考查了入流速度比对静态位移和气动阻尼的影响,并对大挠度挥舞振动动态响应进行了分析,得到如下结论：大挠度挥舞振动静态位移沿叶片展向随入流速度比的增大而增大,叶尖处位移最大；当入流速度比较小时,振动为小振幅的周期运动,入流速度比较大时,振动为大振幅的拟周期运动.     

新翼型风力机叶片综合性能的实验研究

以自制新翼型风力机风轮为研究对象,在B1/K2直流式低速风洞完成自制新翼型风力机的功率特性测试实验,采用丹麦B＆K公司结构动态测试系统完成风轮结构动态特性实验,并与国内某公司同型号传统翼型的风力机进行气动特性、结构动态特性的对比分析,为下一步系统研究新翼型的气动特性和设计综合性能较优的风轮奠定了理论和实验基础.     

基于VB机械优化设计软件的研究与实现

机械优化设计方法是现代机械设计过程中寻求最优化设计的一种重要手段。利用VB作为开发平台,以常用的最优化计算方法为基础,开发适用于机械设计过程中的优化软件,运用该软件能够满足机械设计过程中的优化要求。     

变桨距风力机特性模拟

变桨距风力机在不同风速下具有不同的运行状态和输入输出关系.文章根据空气动力学理论研究了风力机静动态特性;探讨了不同风速下,变桨距风力机的控制方案及运行状态;根据变桨距风力机不同的运行状态,设计了发电机特性和桨距角控制方案;在matlab/simulink环境下,建立了适应变桨距风力机全状态的模拟系统;在匀速风、阵风、渐...     

大型水平轴风力机叶片气动性能优化

为提高风力机将风能转化为机械能的效率,根据我国西北地区的风频风能曲线,用最优设计攻角沿叶片轴线的非线性分布修正传统Wilson算法,优化设计大型水平轴风力机叶片的气动性能. 该优化设计利用Matlab优化工具箱,优化速度干涉因子的迭代计算,提高计算效率;考虑多翼型和变攻角等因素对叶片外形优化的影响,从结构及加工工艺角度修正翼型. 通过对1.2 MW 风力发电机组叶片外形的气动性能计算和优化设计,结果表明该优化设计的有效性和可行性,可为风力机叶片外形设计提供参考.     

湿热环境下复合材料风力机叶片气弹稳定性

对湿热环境下复合材料风力机叶片气弹稳定性进行了分析.将细长叶片简化为Euler-Bernoulli型悬臂梁,基于复合材料梁理论,在本构方程中引入湿热效应,使用Hamilton原理,建立了湿热环境下复合材料叶片弯扭(挥舞-扭转)耦合动力学方程,进而得到叶片线性自由振动特征方程,使用假设模态法求解振动特性,讨论了截面扭角、湿热效应、铺层角等因素对叶片气弹稳定性的影响,得到如下结论:(1)扭转阻尼比非常小,易出现气弹不稳定,增加截面扭角可改善气弹稳定性;(2)当出现气弹不稳定时,温度的升高会加剧气弹不稳定;(3)湿度对气弹稳定性影响较小;(4)纤维铺层角对气弹性稳定性影响显著.     

基于敲击声振法的风机叶片脱层检测系统设计

脱层是风机叶片的主要损伤形式,根据风电叶片的材料特性及外形特点,分析和研究了敲击声振检测原理和现场检测的可行性。叶片出现脱层时,缺陷处刚度下降,敲击应力持续时间增大。依据此检测原理,计算出合理的等效锤头质量,利用压电薄膜作为动态冲击力传感器进行了力锤的结构设计;利用FPGA设计了便携式检测仪,对敲击信号进行信息提取和处理,计算敲击力脉冲信号的宽度,具有结果图形显示和串行通信的功能。经过实验,验证了脉冲宽度与损伤深度的关系。     

小波分析在风机叶片振动状态监测中的应用

本文主要讲述了叶片模态振动理论、小波变换的基本原理,利用小波多分辨率分析和小波阈值去噪机理对风机叶片监测数据进行处理,可以更精确地监测风机叶片振动状态,这对于指导叶片避免共振有着重要的意义.     

基于图像的风电叶片前缘雨蚀退化指标构建

针对风电叶片前缘加速雨蚀实验中试样质量损失指标实际应用场景单一的问题,提出了一种基于图像的雨蚀退化指标构建方法。采用标准化欧氏距离对图像灰度共生矩阵(Gray Level Co-Occurrence Matrix,GLCM)的多特征参数进行融合,构建退化指标(Degradation Indicator,DI),并利用度量指标进行评估与筛选。以实验采集的140幅图像为例,将试样以不同侵蚀时长和不同半径区域为标签,分别构建了单一特征的DI和多特征融合的DI。结果表明,所构建的DI能直观地表示试样侵蚀的严重程度,对雨蚀阶段的区分准确率达95%;多特征融合能弥补单一特征的检测局限,使DI的适用性提高了5.5%。该DI构建方法验证了以图像为信号进行雨蚀检测的可行性。     

含有多种型号风机的SCADA系统一体化设计及应用

针对目前风场经常含有多种厂家多种型号的风机,监控室内经常存在多套SCADA系统并存的现象,指出开发通用风电场SCADA监控系统的重要性.应用EDPF-CP系统搭建风电场一体化监控平台,该系统支持多种通讯协议,可同时与不同型号风机进行数据通讯.在保证风机数据通讯正常的基础上,EDPF-CP系统应用其数据传参的方式,可为上...     

风力发电机在线状态监测仪的设计及应用

设计了基于TMS320 F2812芯片的DSP在线状态监测系统,此系统既可独立运行,又可与上位机配合工作,实现了数据采集、数据分析、故障预警、数据存储与上位机通信等功能.采集的数据经过滤波后,计算时域指标并将其与设定阈值比较,作为预警依据,之后对其进行FFT分析和Hilbert解调分析,分别得到信号的幅值谱和包络谱,以此来对风力发电机的状态进行监测.仿真分析和齿轮故障实验验证了DSP监测仪的有效性和可靠性.     

形状自适应欠驱动三关节机器人手指设计

根据欠驱动原理研制的三指10个自由度的机器人手爪具有驱动元件数量少、抓取物体范围广泛等优点．在欠驱动手爪的4个主要机构中,欠驱动手指对抓取物体具有被动柔顺和形状自适应的特性．首先对三关节欠驱动手指机构进行静力学分析,提出合理的设计目标和约束条件;然后根据设计目标,采用遗传算法得到手指机构的各个关节连杆尺寸和抓取物体时的特殊构形,使得在抓取给定物体时各关节指面的接触力达到均匀分布,得到高效的力传递和更加紧凑的机构尺寸．