Profibus在风洞动力系统网络设计中的应用

简要介绍了Profibus现场总线技术，给出了基于Profibus的动力系统网络的组成和原理，分析了总线响应时间对网络设计的影响并给出了解决方法，最后介绍了网络通信程序的设计。     

阵风环境模拟用控制器设计与实验研究

针对环境模拟实验室风环境模拟的阵风特性,设计开发了一种迭代学习自校正PID控制器。该控制器将设定值序列进行迭代学习优化,系统内部采用PID自校正控制策略。仿真和实验结果表明,两种控制方式的结合,可改善系统设定点改变时的动态特性,实现了对期望风环境参数的有效控制。迭代学习控制的作用下,特别是对正弦风的模拟,随着时间推移实际值可跟踪定值,保证了环境模拟的控制精度。     

高温环境模拟试验测控系统设计及高温控制方法研究

高温环境模拟试验系统环境控制段采用现场级、下位控制级、上位管理级的分布式测控结构的设计方式,产品试验段采用总线式的采集方式;由于目标温度高、燃烧过程复杂、各环境参数之间关联性强,对燃烧高温的控制设计了基于燃烧专家知识推理和智能控制器的多回路双闭环控制系统;以分布式控制系统为基础,融合燃烧专家知识并加以优化,根据不同的试验工况和温度偏差归纳出高温控制专家系统的推理规则;实际应用中能达到很好控制指标,对类似的燃烧高温控制有一定借鉴意义.     

微气候环境模拟实验室用温度控制系统设计

针对近地层微气候环境模拟室实验室温度场模拟需要,设计温度控制系统。根据温度控制系统的特点和恒温、变温的控制目标,采用二段式控制方式:在远离设定值时采用Bang-Bang控制;在接近设定值时采用自校正控制,其中,恒温控制时,仅考虑自校正控制,进行动态轨迹控制时,引入迭代学习,将优化的设定值分段加在系统上。结果显示,采用的二段式控制策略,能够提高系统快速性。特别是变温控制下,实际值能够跟踪期望轨迹,提出的控制策略可以改善系统动态响应,提高控制精度。实现温度的有效控制,达到了预期目标。     

大型临近空间等离子体真空环境模拟技术研究

航天器在轨运行时会因与空间等离子体之间的相互作用而影响其在轨运行的可靠性,进而影响航天器各项性能。通过传统空间飞行的方法进行研究分析,其代价巨大且不易实现,而采用地面真空环境模拟系统来进行模拟试验具有不可替代的优势以及重要意义。通过对组成等离子体环境模拟系统的真空容器、真空获得以及测控等三个子系统进行结构设计、仿真分析和数值计算等研究分析,结果表明：当真空容器的最大应力为113.2MPa,最大变形为0.59mm时,容器的结构稳定性可以满足模拟试验的要求;真空获得系统的抽气时间可满足试验需求;测控系统的结构设计以及人机交互性能满足试验过程中的使用需求。     

高压变频调速技术的研究及其应用

本文介绍了高压变频技术的发展动态和HVF低谐波高压大功率电动机变频调速系统的技术特点及其运行格况。最后分析了采用高压变频技术的节能效果。     

风洞变频调速系统对热线风速仪的影响及解决方法研究

针对风洞变频调速系统电磁干扰影响热线风速仪测试精度的问题,通过对风洞现场的电源传导、空间辐射和接地串扰进行测试,确定了风洞变频调速系统干扰热线风速仪的耦合途径。通过仿真分析对比,确定了电磁干扰作用机理,提出了干扰抑制措施,并对抑制措施的有效性进行了测试。测试结果表明,干扰抑制措施有效,能够将电源传导干扰降低50 dB,最终使热线风速仪的测试精度从受干扰前的3%提高到0.2%。     

引信双环境模拟装置的冲击机构设计与分析

引信发射时,往往受到后坐与离心两种环境力的作用,因此对双环境力的仿真尤为重要。在冲击试验台的基础上,在引信平台中置入一对角接触球轴承,用于隔离固定的活塞杆与旋转的引信平台,使其既能承受冲击能量,又能与离心旋转机构可靠配合。为提高设计效率,使用ANSYS LS-DYNA软件对加入旋转机构后的加载过程进行计算机仿真,在使用塑料和橡胶两种缓冲材料时,发现其均可达到1ms以上的冲击脉宽,冲击加速度峰值分别为10120g和9777g,仿真结果证明了设计的可行性。     

风洞油源控制系统的设计

油源系统作为风洞的动力系统,在风洞运行和试验中担当着重要角色,而由于长期处于高油高蚀的环境,其各种部件和机构非常容易老化。文中风洞是国内主力生产型风洞,任务繁重,功能要求高,原油源控制系统已非常老旧,故障频发,维修工作复杂耗时,已不能很好的满足试验需求,因此对风洞油源控制系统的重新设计显得尤为重要。针对这一现状,设计了基于PLC控制的风洞油源控制系统,包括系统硬件设计、下位机PLC软件设计和人机界面设计等,综合部署在风洞测控间和风洞现场,实现了风洞油源系统的机泵组启停控制、油压无级调节、油液冷却控制、油源系统状态监测、本地/远程控制等控制功能和操作方式,具有较高的自动化程度、状态监测和功能拓展能力。     

声学风洞的设计与仿真

声学风洞优化设计问题随着航空交通运输业的发展,飞机产生的噪声问题日益引起人们的重视。为此,对地面实验设备就提出更高的要求,开展了航空声学风洞的研究。针对传统声学风洞靠经验和工程估算的设计方法准确性差的问题,提出采用数值仿真的方法对将要建造的声学风洞内流场进行建模仿真。得到给定速度下,得到风洞整体内流场的速度及压力分布,比较了风洞各段的压力损失系数和轴线的速度分布,并结合气动声学FW-H方法给出了各段的声压级。结果表明,通过数值仿真可对风洞前期优化设计起到指导作用。     

基于嵌入式技术的风洞模拟测控系统设计

传统风洞模拟测控系统容易受到测试位置干扰,导致控制效果不佳,针对该问题,提出了基于嵌入式技术的风洞模拟测控系统设计;在系统硬件部分,根据IEEE1588标准,设计总线,在印刷电路板PCB上,确定布线层的层数,避免线路串扰;使用AT91 RM9200驱动模块控制开关,并在系统中嵌入测量仪器和执行机构;在系统软件流程设计过程中,通过嵌入模拟不同湍流特征脉动风场,结合PID算法,设置阈值并计算风洞模拟数据偏差值,通过调节积分控制风洞模拟测控系统的运行;由实验结果可知,该系统静风状态下,与实际情况最大误差为0.01 cm;吹风状态下,与实际距离横向最大相差0.01 cm,纵向相差0.01 cm,具有精准控制效果.     

静止无功发生器在风电场电网中的应用研究

分析并比较了晶闸管控制电抗器型无功补偿装置和静止无功发生器的动态响应时间和谐波特性,得出静止无功发生器动态响应速度更快、谐波含量更低的结论;对静止无功发生器在风电场电网正常运行和发生三相接地短路故障时的应用情况进行了仿真研究,结果表明,静止无功发生器可在风电场电网正常运行时降低输电线路损耗、抑制并网点电压的波动和闪变,在电网发生短路故障时增强风机低电压穿越能力;在某风电场通过断开静止无功发生器端子排上330kV母线PT空气开关来模拟电网三相接地短路故障,测试结果证明,静止无功发生器能够在较短的时间内达到最大容性无功输出,提高了电网运行的稳定性。     

大规模风洞动力集群智能控制系统研究

某风洞采用基于大流量真空泵的连续抽吸式排气系统,与风洞中常见的小流量真空泵加大容积真空容器构成的暂冲工排气系统具有显著的不同。由于真空泵功率较大,而所在地供电能力不足,因此该系统使用多台船用中速柴油机构成的大规模动力集群驱动真空泵。相比电动机动力,柴油机动力集群的控制更为复杂。根据这一动力集群的控制需求,研究了基于PLC硬件和Profibus-DP总线的分布式智能控制系统。通过分析柴油机动力集群的特点,确定了控制系统架构和基本运行逻辑。通过分析单台机组的特点,建立了分布式控制系统中各子站的硬件架构和控制逻辑,并通过实验对其效果进行了验证,根据实验结果对控制逻辑进行了修正。此外还在系统中实现了机组故障的实时监控和分级自动/人工处理。最终所研究的系统实现了大规模柴油机动力集群的高度自动化操作、机组运行工况的稳定控制和设备故障的智能诊断和处理。该系统的研究简化了某风洞真空系统的操作难度,提高了运行可靠性,并实现了无顾虑操作。     

含风能高频交流微网运行频率选择

风能最大的特点就是不稳定性与随机性,利用微网可以弥补风力发电天然的缺陷.通过合理设定高频交流的运行频率,可有效的减小风力发电机的滤波器体积、变压器体积,高频电相比于工频也更易于滤除谐波,使得风力发电的质量得到改善.在实际含风能高频交流微网的设计中,输电线路损耗和风力发电机结构是限制运行频率的两个重要因素,文章基于此二者详细探讨了如何合理选择含风能高频交流微网的运行频率.     

HL-2A脉冲高压电源测量系统的设计与应用

大型聚变装置中国环流器2号A(HL-2A)中脉冲高压电源具有功率大、电磁环境恶劣、上升时间快的特点;根据电源特点测量系统除了监测电源工作波形,还要为检测系统、控制系统提供实时数据;高压信号传输采取的是基于压频转换的光纤隔离技术,并且将此技术与DSP相结合,实现压频(V/F)型A/D转换的方式,简化了线路,提高了抗干扰的能力。这种传输方式线性度好,对温度不敏感、抗干扰能力强、响应时间比较快(50μs),并且结合实验中电源异常现象通过测量参数波形加以分析、排除,具有很高的实用性;实验证明该测量系统具有真实反映电源工作波形的能力,及为监测及控制系统提供了实时数据的能力。     

某超声速风洞迎角机构定位控制策略仿真与试验研究

在风洞试验过程中,迎角定位速度和定位精度直接影响风洞试验质量和效率.在详细分析某超声速风洞迎角驱动机构基本构成的基础上,对其控制策略进行了全面计算、分析、仿真和优化,研究结果在实际迎角控制中得到了验证.     

永磁直驱风电机组的建模与仿真

针对永磁直驱风力发电机组建立了包括风力机、传动系统、永磁同步发电机、变流器各部分的数学模型;根据最大风能跟踪原理,提出了发电机侧和电网侧变流器的控制策略;在Matlab/Simulink仿真环境下建立了永磁直驱风电机组的仿真模型,对风速阶跃变化时机组运行情况进行了仿真。仿真结果验证了所提出控制策略的正确性和模型的合理性。     

大功率变流器共模电压产生及抑制研究

通过三相等效电路详细分析了H桥多电平变流器共模电压的产生机理,介绍了共模电压对大功率变流器及变频调速系统的危害;讨论了目前共模电压抑制技术的研究现状,分析了外加滤波装置和改变变流器结构的硬件抑制方法及采用控制策略的软件抑制方法的特点及其不足,为研究新的共模电压抑制策略提供了参考;最后,提出未来大功率变流器共模电压抑制的研究重点:一是兼顾直流电压利用率和谐波含量的最优共模电压抑制方法,二是从本质上找出一种通用于各种拓扑结构的完全消除共模电压的统一算法。     

某型连续式跨声速风洞阀门控制系统设计

针对某型风洞阀门数目较多,位置分散,空间较少等问题,为避免"硬接线"集中控制方式带来的诸多问题,采用一套PLC系统完成对各类阀门的控制,并由上位机通过PROFINET网络进行调度与指挥,实现远程控制;对阀门阀芯定位精度与流量调节精度的关系进行了推算,并据此选定了阀门电动执行机构型号;在已调试完成的某风洞的吹风试验表明,通过该方法所设计的阀门控制系统流量调节精度可达到0.1%。