美国成功试验了高超声速载具上的新发电方法

1台高超声速超燃冲压发动机燃烧器样机模拟8马赫飞行的条件，1个磁流体动力（MHD）发电机可利用源自该样机韵排气流发电。     

美国成功试验高超声速载具上的新发电方法

美国成功试验了高超声速载具上的新发电方法。一台高超声速超燃冲压发动机燃烧器样机模拟8马赫飞行的条件，一个磁流体动力（MHD）发电机可利用源自该样机的排气流发电。这是世界上首次成功验证高超声速MHD发电机。是一种为吸气式高超声速载具提供几个兆瓦级的MHD辅助电力系统的可行方案。[第一段]     

高超声速飞行器预设性能反演鲁棒控制

针对吸气式高超声速飞行器的飞行控制问题,提出一种新的预设性能模糊反演控制设计方法。通过构造一种新的预设性能函数,在初始误差正负未知的情况下,可以保证跟踪误差能够按照预定的收敛速度、超调量及稳态误差收敛至任意小的区域,同时实现了对跟踪误差稳态性能和瞬态性能的约束。为提高控制系统的鲁棒性,在反演控制的设计框架下,引入模糊控制器逼近动力学模型中的不确定项。为避免传统反演方法中存在的"微分膨胀"问题,引入滑模微分器对虚拟控制量的导数进行精确估计。最后,通过不同初始误差下的轨迹仿真验证所设计控制系统的有效性。     

考虑气动弹性的高超声速飞行器姿态稳定控制

以高超声速飞行器为背景,针对气动特性与机体弹性形变引起的机体前端的偏转角之间的相互关系,建立高超声速飞行器的一种新型的气动弹性模型.采用活塞理论分析机体受气动力时的弹性形变,通过引入诱发攻角,建立了面向控制的包含气动弹性的高超声速飞行器的非线性模型.通过数值仿真验证了引入诱发攻角的必要性,最后设计了姿态稳定鲁棒控制器,通过非线性仿真结果间接验证了模型的有效性和正确性.提出的描述高超声速飞行器气动弹性问题的思路和方法,同样适用于其它构型的飞行器,并且此模型的变量维数远小于其它同类模型,降低了后续工作中控制器设计的难度.     

高超声速飞行器RBF神经网络滑模变结构控制

针对高超声速飞行器高度非线性及强耦合的特点,提出了一种基于RBF神经网络调参的滑模变结构控制器。滑模变结构控制器能够使高超声速飞行器稳定飞行,但在系统状态到达滑模面后会产生剧烈的抖振现象,不利于工程应用。RBF神经网络在一定条件下可以任意精度逼近非线性函数,且具有较强的自学习、自适应和自组织能力。将RBF神经网络与滑模变结构控制相结合,一定程度上能够消除滑模控制的抖振问题。在高超声速飞行器的巡航状态下,分别加入高度阶跃指令和速度阶跃指令进行了仿真。仿真结果表明,所设计的RBF神经网络滑模变结构控制器使高超声速飞行器在保证快速性、鲁棒性和抗干扰性的同时,克服了执行机构的抖振问题。     

菱形自由射流与圆形自由射流流动特性的粒子图像测速研究

针对菱形和圆形2种不同出口形状的孔板自由射流,在出口雷诺数Re 72 000(速度使用射流平均出口速度Ue,特征长度使用当量直径De)的情况下应用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对空气射流在初始段和过渡段的流场进行测量,并对2种不同形状出口的射流流动特性进行对比分析。结果表明:与圆形自由射流相比,菱形自由射流有更强的混合和卷吸周围流体的能力,具体表现在菱形自由射流的势流核更短,速度衰减和扩散更快以及湍流强度更大;另外,在菱形射流中还出现了长短轴半值宽变换的现象。     

风洞控制系统数据管理模块的设计与实现

设计并建造一个我国完全自主研发的汽车、轨道交通车辆等地面交通工具的非赢利性公共科技试验平台已经成了一个迫在眉睫的问题。本文从风洞控制系统的软件设计入手,构思了两种风洞实验数据记录表的结构,设计了基于SQL2005以及．net平台的风洞控制系统的数据管理模块,并详细介绍了数据查询界面的设计及实现。     

风洞数据采集系统中高效打印模块的设计与实现

高效的实时打印模块能有效地提高风洞试验的效率。风洞数据采集系统的打印内容包括图、文本和表格,针对使用常用方法打印效率比较低的情况,利用LabWindows/CVI中的Canvas控件设计了高效打印模块。采用这种方法,图、表格导入速度快,定位准确,有效地提高了风洞数据采集系统的打印质量和性能。本设计已在某风洞数据采集系统中投入使用,效果良好。     

飞行器大气数据系统测压校准风洞试验若干环节的实现方法研究

飞行器大气数据系统压力参数数据通常来源于事先进行的测压校准风洞试验,因此试验结果的准确性对实际飞行时的大气参数解算精度有直接影响。而该风洞试验的准确性受多种因素影响,针对试验段类型、测压管路连接方式和常/降速压方式选择3个环节,基于风洞试验数据开展了研究。研究发现:试验段采用槽壁比采用孔壁更有利于提高测压校准的准确性,故建议采用槽壁进行大气数据系统测压校准试验;连接测压管时,对每个测压孔单独测压取均值和对与这几个测压孔相通的压力腔测压,压力测量精度无明显差异,考虑到后者能减少试验准备时间和压力扫描阀数量,故建议采用后一种测压管连接方式;同风洞、同模型采用常压和降速压方式,压力测量精度无明显差异,而考虑到常压测量在效率、成本上有优势,故建议直接采用常压测量方式进行大气数据测压校准风洞试验。上述结论可为型号飞行器大气数据系统测压校准风洞试验设计提供参考。     

基于振动筒传感器的风洞压力检测系统

针对风洞压力系统的检测需求,设计了以80C552单片机为控制核心、基于振动筒传感器的自动检测系统,重点设计了提高振动筒传感器测量精度配套电路和测量显示组件。系统的实现提高了风洞压力系统的检测自动化程度,具有检测速度快、精度高、判读直观的特点,在实际测试中运行良好,性能稳定。     

面向控制系统通信网关的软件设计与实现

大型自动化控制系统通信网络由多种不同的通信子网组成,且各个子网的协议往往各不相同,因而导致扩展性差、改进和维护的工作量大等问题。论文提出模块化通信网关的软件设计方法,把各种通信协议转化为统一的内部协议,用于内部模块的通信,实现软件核心模块与协议种类的分离。当引入新的协议时,只需增加新的接口支持以及协议转化功能。应用表明,该网关具有良好的灵活性和可扩展性。     

无模型控制器在风电变桨控制系统中的应用

由于风速、风向的随机性导致风力发电变桨距系统具有非线性、强耦合、大时滞等特点,难以准确建模。为改善系统动态性能,保证发电机输出功率恒定,将无模型控制器引入到风力发电变桨系统中。采用MATLAB软件的Simulink工具构建该模型并仿真。结果表明,在高风速段和额定风速附近,发生相同的风速变化值,无模型变桨控制系统通过桨距角的不同调节可以很快实现发电机的恒功率输出。另一方面,本文将该控制系统应用于风力发电机组运行测试,其运行结果与模拟结果一致。因此,本文设计的无模型变桨系统控制效果良好,优化了风电系统的稳定性。     

基于以太网的风力发电控制系统的研究

风能的能量密度低、波动性大、不能直接储存等特点,使得风力发电的控制系统成为保证其在恶劣环境下也能安全可靠运行的关键。在分析风力发电控制系统基本工作原理的基础上,设计了以PLC控制逻辑系统为主体的,以以太网为通信系统的风力发电控制系统,并进行了初步的可行性验证。结果证明,该系统运行稳定、可靠性强。     

高速公路隧道照明节能模糊控制系统

讨论了高速公路隧道照明节能模糊控制系统设计问题,设计了一种基于模糊控制的高速公路隧道照明节能系统。通过采集隧道外环境亮度与隧道车流量,基于模糊控制原理,一方面自适应调节隧道入口段与出口段亮度,以避免"黑洞效应"与"白洞效应",另一方面在遵循高速公路隧道照明设计规范的基础上自适应调节隧道内各段亮度,以实现节能减排。经实际运行表明,高速公路隧道照明节能模糊控制系统满足高速公路隧道照明设计规范要求,运行稳定,与同期时段相比节能率在22%以上,具有推广价值。     

基于PLC的风力发电控制系统研究

经济的发展加大了能源的需求量,而如今风力发电被越来越多的人所开发和利用。本文研究了一种风力发电控制系统,采用可编程控制器PLC作为主控制器,具有控制方式灵活,编程简单,稳定性能良好等特点。在介绍该控制系统工作原理的基础上,分析了其硬件组成,并且设计了控制器的软件系统。实验表明,该系统控制器运行安全,稳定性能良好。     

Maximum power control system for small wind turbine using predicted wind speed

This paper describes a novel approach of maximum power control for small wind turbines by using predicted wind speed data. Because of the moment of inertia of the wind turbine, when using conventional control method, the time lag of control will occur due to turbulence in the environment. Our proposed control system uses future information, which is the predicted wind speed, for wind turbine control. The control algorithm creates a reference trajectory of the rotational speed of the wind turbine. The advantage of using the predicted data is that the controller can operate the wind turbine efficiently so that the rotational speed of the wind turbine catches up with the reference speed at the maximum power point. Simulation results show improvement of generation efficiency compared to the conventional control method. Then we discuss the influence of the prediction error of wind speed on control performance. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

风能转换系统双频环滑模控制

为了实现额定风速以下风能转换系统风能捕获率的最大化,根据风速的多时间尺度特性,基于频率分离原理建立风能转换系统的双频环模型.在最优控制理论的指导下,针对低频环模型和高频环模型分别设计优化控制器,其中低频环采用PI控制;高频环采用加权积分型增益滑模控制.仿真结果表明,采用基于滑模控制的风能转换系统双频环优化控制方法,风能捕获率和叶尖速比相对于单纯的PI控制具有更好的控制效果,且当系统稳定运行时,风能捕获率可以保持在最优值0.475附近,叶尖速比也可以维持在最优值7 附近,可以实现额定风速以下的风能捕获率最大化.