低风速下风电机组的最优功率控制

利用风速分频原理,将风速分为稳态风速和动态风速。考虑低风速工况和高风速工况两种风速特性,分别提出了对发电机的转矩控制策略。当风力发电机运行在低风速工况条件下时,将模糊算法应用到风力发电机最大风能的捕获上,使风电机组的功率系数最大并保持恒定,从而实现了风力发电机在运行过程中最优功率控制的目标。通过MATLAB构建软件仿真平台,模拟仿真试验证明,在低风速工况条件下,该种模糊控制的方式是有效可行的。当风电机组运行在高于额定风速即高风速工况条件下时,对变桨动态控制器进行了设计,有效地解决了在风速测量时,调节桨距角惯性以及出现的滞后问题。     

耦合双循环冰箱的温度及耦合运行控制策略

针对现有冰箱控制策略仅对间室温度进行控制而难以保证耦合双循环冰箱耦合运行要求的问题,提出了温度及耦合运行控制策略,在双位调节上下温度界限基础上引入温度偏移参数,实现了间室温度和系统耦合运行的协同控制.利用冰箱动态模型对不同温度偏移参数的控制方案进行模拟分析,得到了温控精度和耦合控制效果较佳的最优参数组合.以一台冰箱样机为实验对象,应用最优参数组合,开展了与常规控制策略的对比实验以及变工况条件的实验,实验结果验证了温度及耦合运行控制策略的有效性和变工况适应性.在25℃环境温度工况下,新型控制策略的耦合控制效果显著优于常规控制策略.在变工况条件下,冰箱稳定运行时的耦合利用率普遍超过85%,间室的温度也基本维持在合理范围内.     

间冷循环燃气轮机集成仿真及优化匹配方法

考虑到舰船燃气轮机的运行特点,对船用燃机进行间冷改造是获得大功率、低油耗动力装置的有效途径。本文基于集成仿真方法,建立间冷燃气轮机的Simulink/AMESim集成仿真模型。基于该模型,研究了间冷循环燃气轮机与间冷系统的匹配问题以及淡水流量和海水流量对间冷燃气轮机性能的影响规律,给出了最优的淡水流量与海水流量及燃机运行在不同工况时的三通阀调节规律。研究表明:通过间冷系统与燃气轮机的优化匹配,可以获得综合性能更优的间冷燃气轮机;在非设计工况时,阀门调节规律对燃机稳定运行有着较大影响。     

泵-阀调控模式集中供热系统零压差点运行特性仿真研究

针对存在零压差点的集中供热系统,利用一维流体仿真软件Flowmaster进行了泵-阀调控模式的动态模拟仿真.模拟过程中,通过对典型换热站流量变化、水压图变化,以及变零压差点调节时泵阀切换过程的规律总结,对比分析了变零压差点和定零压差点运行调节工况的水力特性.同时对运行调节前后主循环泵和分布式变频泵的效率、功率及运行频率进行对比分析.结果表明:与变零压差点运行工况相比,定零压差点运行工况时,全网流量下降平缓,供回水压差波动较小,主循环泵和分布式变频泵降频后都可以保持在高效点运行,更为节能,调节方式简单易行.     

悬挂式单轨交通线路适应性研究与分析

在虚拟样机仿真平台下开展悬挂式单轨车辆动力学性能仿真实验,以分析多工况条件下线路适应性的变化规律,空车和重车两种载荷条件与线路适应性之间的影响关系.结果显示:在直线工况下,平稳性指标满足GB/T 5599—1985《铁道车辆动力学性能评定和实验鉴定规范》的规定,最大振动加速度符合国际联盟颁布的UIC—513《铁路运输国际标准》规定,表明在直线工况下该制式车辆具有较好的线路适应性.在曲线工况下,导向轮导向力最大值未超过轮胎最大负荷值,符合车辆安全运行标准.但是,在重车运行条件下导向力合力较大,建议降速运行.     

边坡稳定制约下土石坝截面优化遗传算法

为了实现土石坝的截面优化,基于坝体边坡极限平衡状态提出了一种易于施加特性约束条件和进行全局优化搜索的优化遗传算法.建立了以边坡稳定为约束条件的多工况条件下的土石坝截面优化模型,并在Matlab平台上编制了基于极限平衡理论的土石坝坝坡稳定性分析程序以及优化程序,实现了均质土坝在渗流和地震作用等约束下最优截面的搜索.算例结果证明了该优化方法具有一定的有效性和可行性.     

冷凝排风热回收新风一体机的性能优化

为优化冷凝排风热回收新风一体机的运行性能,建立冷凝排风热回收新风一体机的Simulink系统仿真模型和Simulink-M文件寻优模型,采用试验与仿真相结合的方法对机组进行变环境工况性能研究,得到机组在不同的环境温度条件下的最佳性能系数及其对应的最佳旁通新风量。结果表明:在制冷标准工况、变旁通新风量条件下,机组性能参数的仿真值和试验值的变化趋势保持一致,且最大偏差在±7.00%以内,仿真模型可以正确反应机组在运行过程中的性能变化;在机组变环境工况条件下,机组的运行性能同时受到旁通新风的温度和风量的影响;使用Simulink-M寻优模型计算可得到不同环境温度下的最佳旁通新风量的具体值,最佳旁通新风量值随环境温度的升高先增大后减小,机组使用变频风机可以达到节能的效果。研究结果为提高冷凝排风热回收新风一体机制冷工况的运行性能提供参考。     

基于Plant Simulation的车间调度优化仿真

采用多品种小批量订单任务模式,以智能车间完成订单任务时间最短为目标,通过Plant Simulation仿真平台搭建模型,验证基于遗传算法的任务排序方法.首先,对车间整体布局进行分析,实现仿真平台映射;其次,应用遗传算法实现最优的排产方式;最后,通过对比Plant Simulation与MATLAB两个仿真平台优化结果得出结论.     

排爆作业机器人嵌入式半物理仿真系统

针对排爆机器人的作业需求,开发了一套由嵌入式系统及3D仿真平台组成的半物理仿真系统,对排爆机器人的典型操作任务——危险物探测、爆炸物处理等任务进行仿真实验.采用单片机开发排爆机器人的嵌入式控制系统,运行实际的轨迹规划与控制算法,并按真实的时序产生控制指令;采用VC和OSG软件开发3D实时仿真平台,该平台由动力学模型、系统3D几何模型、双目相机模型、传感器模型等组成,在一台PC机上运行;将嵌入式控制系统与3D仿真平台集成,进行典型工况的闭环控制仿真.仿真结果表明了该系统的有效性.     

直流微网供电系统控制技术研究

根据风能发电与太阳能发电的相辅特性以及蓄电池的储能特性,构建了一套多电源供电的直流微网系统发电模型.通过对此系统的能量流动及运行特性的分析,提出了此系统的能量管理方案.分别绘制出了直流微网各组成部分的模块方框图以及仿真模型.针对逆变器的拓扑结构得出了其控制的数学模型,采用基于SVPWM的电压电流双闭环控制实现了微网在并网和离网两种运行模式下的稳定运行和自动平滑切换.最后通过仿真测试验证了分布式电源、蓄电池、负载以及电网在不同的工况下此能源控制方案的可行性,实现了此供电系统的稳定运行.     

电控空气悬架车辆自适应前照灯控制策略研究

为有效提高前照灯夜间照明效果,本文在充分考虑国标GB7258《机动车运行安全技术条件》基础上,根据车身高度、车速等信号变化,提出一种自适应前照灯系统(adaptive front-light system,AFS)的新型前照灯垂向控制策略,以合理调节其夜间照射角度。同时,采用Matlab/Simulink和Stateflow软件,建立前照灯垂向控制策略模型,并对车辆在加速工况和减速工况条件下进行仿真分析。仿真结果表明,在车辆高度变化及车辆加速情况下,所提出的控制策略模型可有效调节前照灯照射角度,提高驾乘安全性;在车辆高度变化及减速条件下,所提出的控制策略模型亦可实时有效地调节前照灯照射角度,改善驾乘人员夜间行驶安全性。该研究可有效提高电控空气悬架系统车辆夜间行车安全性。     

车路协同环境下交叉路口多车速度优化研究

为减少智能网联电动车辆在城市交叉路口工况下行驶的能耗,并制止车辆在车队中的碰撞,提出一种车路协同环境下的智能网联电动车辆速度优化与避撞分层耦合控制系统.上层模型基于交通信号灯相位时序与车辆动力学模型进行车辆速度优化;下层结合优化后速度和模型预测控制进一步优化车队内车辆车速,防止与前车发生碰撞.利用Matlab平台搭建控制系统仿真模型,并基于车辆队列通过交叉路口的工况对所提出的分层耦合控制系统进行有效性验证.仿真结果表明,分层耦合控制系统可根据交通工况不同,计算出能耗最低且避免碰撞的最优速度曲线,所提出的系统能够确保智能网联电动车辆更加节能、安全地稳定行驶.     

风机维修平台用齿轮齿条机构的动力学分析方法

目的对所设计的风机内部维修平台的齿轮齿条运行机构的平台进行动力学分析,解决风机维护问题.方法利用三维绘图软件Solid Works建立了齿轮齿条的三维实体模型,在Ansys Workbench中建立了有限元模型,利用瞬态动力学模块分析风载大小的变化对平台运行机构的影响.结果通过对平台运行机构在强风,高空的工作环境下的有限元分析和电机突然启制动对齿轮齿条的瞬态动力学分析,得出风机内部维修平台运行机构在风机特定工况下,接触应力随时间变化的仿真曲线.齿轮齿条的最大接触应力在144.9~146.5 MPa波动,并在约0.2s以后稳定在145.7 MPa,符合所选取齿轮齿条材料的许用应力要求.结论平台齿轮齿条运行机构在选定的特殊工况下都能安全工作,当风场风速与所吊重物尺寸存在指定关系时可以进行吊装作业,所选取的运行机构的结构形式也为同类风机内部维修平台的设计与优化提供参考.     

考虑可调静叶压气机的船舶燃气轮机仿真优化

作为燃气轮机防喘措施之一,压气机可调静叶在变工况下的调节方案对燃机的运行性能具有重要影响。以某型三轴船舶燃气轮机为研究对象,建立了考虑变几何压气机的燃机系统仿真缩放(0维-1维)模型。以提高燃机运行效率为目标,通过系统仿真,得到了各个工况下低压压气机前三级可调静叶的最佳开度及整机稳态性能。仿真结果表明,与原始的可调静叶调节方案相比,采用优化方案可以提高燃机在各个工况下的经济性和稳定性,对燃机总体性能有更加积极的影响。     

空调系统运行性能ELECTRE多属性评价

提出了空调系统运行性能ELECTRE评价模型。性能评价准则考虑了运行能耗、热舒适性PMV和PPD、室内空气品质指标CO2浓度和TVOC浓度等5个指标。在TRNSYS(Transient system)空调系统仿真平台上,以7种不同运行工况为例,对空调系统运行性能进行多属性优劣排序。采用3种不同权重方案分别计算各方案的级别优先得分。结果表明,评价模型能够对不同运行工况下的性能进行多属性优劣排序,以选择出最优方案。不同的权重赋值对研究中的性能优劣排序结果影响不大。以后的研究应考虑诸如控制系统执行性能等更多指标的空调系统运行性能综合评价。     

基于模糊控制策略液压混合动力汽车性能分析

通过介绍模糊控制理论的基本原理,设计了液压混合动力汽车模糊控制策略的模糊控制器、相关参数的隶属度函数、模糊规则库等关键部件。提出用工况因数GK来反映车辆的运行工况,并建立了在Matlab/Simulink平台下的仿真模型。结果表明:设计的模糊控制策略可以有效调节期望车速、蓄能器SOC值;发动机扭矩更能靠近最佳经济区域运行;燃油经济性较规则控制策略提高约4.07%。     

地板送风系统变工况运行的模拟研究

结合工程实际,选取某公建地板送风空调系统外区典型房间作为研究对象,通过理论计算与CFD软件模拟相结合的方法,对该典型房间在变工况运行下的三种调节方式进行了对比分析.结果表明:变风量调节模式下室内热舒适性最佳;变送风温度调节模式下室内空气品质最佳;同时改变送风量和送风温度的调节模式下,可满足变工况运行下的室内热舒适性、室内空气品质均与设计工况下的情况基本相同的要求.     

阳台壁挂太阳能——空气源复合热泵系统的仿真模拟和实验验证

针对自行设计的一台3.6kW阳台壁挂太阳能-空气源复合热泵样机,建立了样机各部件的仿真模型,并对其冬、夏季运行模式进行了仿真模拟,模拟结果显示:在名义工况和最大负荷工况下复合热泵性能优于空气源热泵.通过与样机实验测试结果对比,仿真模拟误差在允许范围之内,模型精度达到系统主要性能的要求.     

一种通用航电系统接口仿真平台的设计与应用

本文设计并实现了一种通用航电系统接口仿真平台.提出了以数据为中心的仿真引擎结构,通过建立内存变量表的方式,统一管理仿真模型与用户程序的输入输出数据.并在引擎统一的任务调度机制下,驱使系统完成仿真任务.该平台采用模块化,扁平化的设计理念,通过仿真模型引擎,既将用户程序和仿真模型结构为一个有机系统,又大大降低了系统平台各个软件模块的耦合性.从而使该接口仿真平台具备了通用性,灵活性以及扩展性.试验表明,该接口仿真系统平台可满足常用的航电接口仿真,为航电系统检测与验证提供了有力帮助.     

HVDC单极—大地运行情况下换流变压器直流偏磁建模仿真

阐述变压器直流偏磁主要研究动向、研究需求和分析方法,提出一种评估交流变压器中性点直流偏磁与高压直流输电系统(HVDC)运行方式关系的仿真模型.以天广直流输电系统工程为例,根据实际参数对CIGRE HVDC标准模型控制系统进行修改和补充,运用PSCAD/ EMTDC电磁暂态仿真软件,建立南网天广直流输电单极—大地运行模型.该模型可基于电路元件等值方法对换流变压器直流偏磁电流随系统运行方式变化的规律进行仿真模拟,对各种运行工况下换流变压器直流偏磁进行仿真,并建立单极运行时传输功率与换流变压器中性点电流的映射关系.