提高电缆线路检修效果的一项措施

现行电缆线路检修技术有许多缺点,采用此种检修工艺使工作量增加,且工艺复杂,检修日期加长。这些缺点是,必须在检修地点定相,否则就不可能实现正确的同相连接,且嵌入段的长度往往不必要地加大了。由检修人员造成的不同相连接必须在终端合处或配电装置的出线处重行连接,因而增加了工作量。在检修地点定相时,线路检修必须暂停,这就延长了检修时间。检修前的定相一般是多余的。待修线路正确的同相连接不应通过定相来达到,而应按缆心固定螺距的螺旋线的规律。固定螺距的螺旋线共有两种运动,旋转的和直线的。这种螺旋线由缆心沿中心旋转(向     

二次螺旋斜弹簧的数学建模

斜圈弹簧与二次螺旋斜弹簧3D建模的关键是螺旋线的参数方程,其难点在这些螺旋线不是常见的标准直线型正螺旋,一方面需要将螺旋线倾斜一定角度形成所谓的斜弹簧。另一方面螺旋线中心轴的走向要按照圆环形或更大螺旋形的方向形成本文所述的斜圈和二次螺旋结构。本文旨在根据常用三维CAD软件的参数方程形式,参考旋转面方程的建立方法[1],通过空间坐标变换[1]的手段,建立这两种螺旋线的数学模型。     

混流式原型水轮机的三维湍流计算

本文通过混流式原型水轮机全流道的三维定常和非定常湍流计算，预估了水轮机的能量性能、空化特性和压力脉动特性。计算以N—S方程为基础，基于贴体坐标和交错网格划分，对控制方程进行变换和离散。采用SIMPLEC算法实现速度、压力变量的分离求解。非定常湍流计算应用了RNG的k—ε模型。     

混流式水轮机三维非定常湍流计算

本文完成了混流式模型水轮机全流道的三维非定常湍流计算。以N S方程为基础 ,补充以湍流模型并通过有限体积对控制方程进行离散 ;数值求解采用SIMPLEC算法 ;分别对标准k ε湍流模型和重整化群 (RNG)k ε湍流模型进行了比较计算     

SF6断路器吹弧气体流动的边界元数值计算中基本解的求取

SF6高压断路器开断过程中灭弧室内的吹弧气体是一种非定常，可压缩流动。这种流动是用抛物-双曲型N-S方程或欧拉方程来描述的。由于至今尚未求得此方程组的基本解而无法考虑用边界元法对该种气体流动进行数值求解。文中针对描述该种气体流动的欧拉方程，应用数学理论和方法，在已知质量方程与运动方程的奥森解的基础上，推导出描述断路器灭弧室吹弧气体非定常可压缩流动的欧拉方程的基本解。作为数值模拟实例，文中对550kV SF6断路器空载开断过程中吹弧气体流动规律进行了数值模拟，其结果证明文中导出的基本解是正确的，从而为进一步开发求解非定常可压缩气体流动的边界元数值计算法奠定了基础。     

汽轮机通流暂态动力模型及算法

根据汽轮机通流暂态汽动分析需要,以气动力学的基本方程为基础,建立了计及抽汽变化、动力输出和能量损失的准一维非定常汽动分析模型;提出一种单元组合处理方法,使复杂的通流计算过程得到简化;并给出各个单元的基本方程和数值分析方法。     

混流式水轮机压力脉动预测

通过混流式模型水轮机全流道的三维非定常紊流计算，预测了引水部件和尾水管的压力脉动。计算以N－S方程为基础，基于贴体坐标和交错网格划分，对控制方程进行变换和离散，采用SIMPLEC算法求解，应用了RNG的k-ε湍流模型。     

用参数多项式方法分析管束流动中振动圆管的流体激振特性

确定绕流流体作用在振动管束上的流体激振力是分析换热器管束流体弹性稳定性的关键。该文应用参数多项式方法，在直接求解粘性流方程的基础上确定管束流动中作用在振动圆管上的非定常气动力及流体激振特性，包括振动圆管的表面非定常压力分布、各种振型条件下的非定常气动力作功性质的变化、来流速度变化对非定常气动力作功的影响，并在此基础上进行管束流动的气动弹性稳定性分析及确定临界流速。研究发现管子振型对于非定常气动力作功有十分重要的影响，甚至会改变作功的正负。该文的研究是基于求解流动基本方程基础上分析管束振动流体弹性稳定性的新进展。     

基于场协同的多叶螺旋线圈强化管内对流换热研究

针对太阳能集热管内强化对流换热的突出问题,应用场协同理论,采用铜丝制成多叶螺旋线圈内插元件,对双叶螺旋线圈和三叶螺旋线圈增强流道管壁与工质之间的换热性能进行了实验研究。结果表明：多叶螺旋线圈管道内协同角余弦值 cosβ增大,对流换热场协同数Fc较空管有大幅提升,速度场和温度场具有良好的协同性;在以水为工质的定热流工况下(240＜Re＜2300),内置三叶螺旋线圈综合换热效果最好。     

混流式水轮机飞逸暂态过程的三维非定常湍流数值模拟

根据加速旋转相对坐标系中雷诺时均的连续性方程和Navier-stokes方程,以及转动系统的动量矩方程,推导了水轮机转轮区域的流动控制方程.采用RNGk-ε湍流模型对基于HL220进行改型的混流式水轮机在9种开度下进行飞逸暂态过程的三维非定常数值模拟,着重对尾水管内的流动进行了分析,得到了尾水管中心投影面压力分布随时间的变化情况,以及水轮机内部各测点的压力脉动.     

基于Kalman滤波的俯仰角速度估计

直升机的姿态角速度不容易准确获得，本文提出了一种采用Kalman滤波理论对直升机俯仰角速度进行估计的方法，建立俯仰角速度方程，给出估计参数的Kalman滤波算法，实验证明该方法能够成功有效的估计直升机俯仰角速度。     

减小塔影效应载荷波动的独立变桨距控制研究

针对塔影效应引起风电机组载荷波动的情况进行研究,对其引入独立变桨距控制。建立风电机组风轮的线性时变模型,并将其写成状态方程的形式,进而引入Coleman变换将其变换成线性时不变模型。然后,在此模型基础上,加入PID控制器,从而完成独立变桨距控制系统的设计。在塔影效应的影响下,分别对独立变桨距控制和统一变桨距控制情况下风电机组的载荷波动进行仿真对比研究,并利用雨流统计法对风电机组进行疲劳分析。研究结果表明：在塔影效应影响下,采用独立变桨距控制策略的风电机组载荷波动较采用统一变桨距控制策略的风机有明显改善,削弱了塔影效应载荷波动的影响,并延长了机组的使用寿命。     

风力发电机组独立变桨鲁棒自适应桨距角跟踪控制

在全面考虑风力发电机组桨叶所受各种载荷的情况下,建立了含有时变不确定项、未知载荷干扰的桨叶动力学数学模型,该模型精确描述了桨叶系统的非线性动力学行为。模型存在很多不确定时变参数和未知干扰项,针对这一复杂多变的桨叶模型,采用鲁棒自适应控制方法,成功设计了独立桨距角跟踪控制器。利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,证明了系统的稳定性。采用Matlab/Simulink仿真软件,建立了风力机组桨叶动力学仿真模型。仿真结果表明,所设计的桨叶桨距角控制器,在系统参数和所受干扰完全未知、不确定且时变的情况下,能够快速跟踪期望的桨距角,表现出良好的鲁棒性。     

基于AdaBoost-SAMME的风力发电机组变桨异常识别系统

为了实现对风力发电机组变桨系统的预见性维护,提出了在机组健康管理平台上开发变桨异常识别系统的设计思路。在模型算法构建过程中,提出将变桨速度的频域特征作为分类特征,实现了对异常征兆的精确刻画。利用AdaBoost-SAMME算法将变桨速度分为高频、低频以及正常三类,与人工神经网络、支持向量机、随机森林等五种算法对比发现,即使各类样本数量严重不均衡,AdaBoost-SAMME算法的准确率、查准率、查全率及G-mean等评价指标也都优于其他算法。为了提高系统的自学习能力,提出了一种基于欧式距离的新样本判断方法,以此自动扩增训练样本规模。应用实例验证表明,基于AdaBoost-SAMME算法的变桨异常识别系统具有显著的分类效果和良好的稳定性,解决了不同机型的变桨速度频域特征普适性规律不明显,常规逻辑判断方法无法识别变桨系统异常的技术难题。该系统实现了在故障前识别出异常的预警功能,能够指导现场人员开展预见性维护,提高机组的可靠性和可利用率。     

基于倾斜角权系数校正的风电机组变桨控制

风力发电系统的数学模型具有高度非线性、时变、多变量、强耦合的特点,为了稳定发电机的输出功率以及减小桨叶受力,在分析机组特性和变桨距控制要求的基础上,根据空气动力学原理以及叶片受力分析等,提出一种基于权系数分配的独立变桨距控制方法,并在传统的根据桨叶的方位角进行权系数分配的基础上,依据倾斜角的变化进行权系数校正,通过仿真证明,在风速高于额定风速时,三个桨叶可以根据风速的变化独立调整其桨距角,从而保证在发电机的输出功率稳定的前提下,减小桨叶承受的气动载荷。     

风力发电机组限功率双重优化协调控制策略

变速变桨风力发电机组在限功率运行时,需要对风力机的桨距角和发电机的转速进行调节,以响应风电场的调度指令。为降低机械部件的疲劳程度,在限功率控制过程中应尽量避免对桨距角进行调节。然而,常用的单纯转速优先限功率控制策略不一定能有效地降低桨距角的调节量和调节次数。针对该问题,提出一种双重优化协调限功率控制策略,首先以桨距角及转速调节量为最小对两者的给定值进行一次优化;然后在此基础上,以减少桨距角动作次数为目标对桨距角的给定值进行二次优化,通过对风力机及发电机的优化协调控制,进一步改善风机的机械疲劳程度。最后,在双馈风力发电机组仿真平台上对所提的优化策略进行仿真验证。结果表明：与转速优先及未进行二次优化的限功率控制方法相比,所提控制策略在满足限功率指令的同时,有效降低了风力发电机组的桨距角调节量和机械磨损量2个重要指标,从而减少机组的机械磨损,延长机组寿命。     

大型双馈异步风力发电机组变桨控制算法研究

变桨控制系统[1]是变速恒频风力发电机组的重要组成本分,它不仅关系到大型MW级风机的安全运行,而且对风能的吸收具有较好的控制作用。其中变桨控制算法是其控制系统的核心部分,为减小整机机械载荷、风机功率的稳定输出做出重要贡献。基于2.0 MW双馈风力发电系统的基础上,提出了具有转速二阶陷波滤波器的增益调度-双PI(notch filter gain-schedule double PI)控制算法,对风机运行于额定风速以上的变桨控制策略[2],使风机能够以最佳的速率变桨到最佳桨距角位置,从而输出稳定的功率,减小整机的振动,减小风机在3P、6P处产生过大的振动。最后对2.0 MW双馈异步风机变桨控制进行仿真和实际监控图分析,结果表明,其控制算法具有良好控制效果。     

直升机旋转逆动力学建模及姿态控制研究

为克服直升机单点逆模型的不足,提出了旋转逆动力学建模新方法,实现了大包线下的姿态控制.该方法采用模块化建模思想,首先通过转动方程逆解算,将姿态角速度指令转化为期望的纵、横向挥舞角和尾桨偏航力矩指令等三个关键状态量,然后利用主旋翼挥舞动态逆解算和尾桨桨距指令逆解算,由关键状态量解算出期望的纵、横向周期变距角和尾桨桨距角,进而建立了直升机旋转逆动力学模型.在此基础上,完成了姿态控制系统设计.仿真结果表明,该模型能够在大包线范围内较准确地反映直升机的旋转动态逆特性,系统能够很好地实现姿态控制目标,在各类干扰因素存在时体现出了较强的性能鲁棒性.     

神经网络在感应同步器零位误差补偿中的应用

根据实际测量得到测角系统在0°~360°之间全部零位误差数据,分析测角系统产生奇、偶点跳跃零位误差的原因来自于感应同步器测角系统引入的非有效电势。以实测误差数据为样本,运用神经网络建立测角系统的角度测量误差模型,提出一种对奇、偶点跳跃的零位误差进行分段辨识方法,并设计完成一种组合神经网络误差模型。仿真研究结果表明用分段辨识方法建立的误差模型计算误差预测值准确,模型泛化能力强。该文设计的误差模型用于零位误差数据的补偿,可将测角系统的零位误差从±102减小至±1.02。     

双馈风电机组低电压穿越主控系统控制策略

分析了1.5 MW 82 m风轮机型双馈风电机组的桨距角控制原理。应用GH BLADE软件,建立了机组模型,计算了桨距角由0°~20°、叶尖速比为3~14.7的力矩系数。给出低电压穿越状态的传动链受力及叶片可能调整的最大角度。提出不同风况下进入低电压穿越时,基于EFC方式和桨距角给定方式的控制策略和有功功率恢复策略。仿真计算说明通过调整叶片的桨距角减小气动力矩输入,可以实现低电压穿越过程机组转速的平稳过渡,通过回调叶片桨距角与快速给定有功功率的同步操作,减小低电压穿越结束时的功率振荡。110 kW小功率试验台试验及1.5 MW双馈机组现场试验说明控制策略能够满足不同风况下,双馈机组低电压穿越过程转速及功率恢复的控制。