主动控制传动链振动的一种方法

传动链振动会使终端工作部件运动不平稳，定位精度差，降低机器工作精度．本文对传动链振动进行了实测，分析出振源，采用新的同频谱建模思想建立了相应的非线性振动方程，并设计了一种非线性积分控制器作为主动消振控制器．仿真结果表明，该消振控制器效果令人满意．     

基于有限元结构动力学模型的塔架振动分析

为深入了解风机塔架的动态特性,并解决运行过程中的塔架振动问题,研究了塔架有限元动力学方程的建模方法,建立了塔架动力学方程; 依据动力学方程,研究了塔架模态的求解方法,得到了塔架基础刚度、塔架质量及塔架刚度对塔架模态的影响趋势,为风机塔架制造、安装过程提供理论参考依据。并依据动力学方程,研究了塔架动力学相应的求解过程,进而设计了基于塔架激励减缓的多目标变桨控制方法,仿真和风场实验结果表明,此方法可有效减小塔架振动告警,减小风机停机次数,从而提高发电量。     

大型风力发电机组控制研究

根据风力发电机组叶片空气动力学的特性,为最大化地把风能转换成电能,同时根据风机零部件的运行特性,提出了可将兆瓦级风力发电机组的功率控制分为的四个不同阶段,对四个不同阶段的功率控制建立起相应的控制算法,同时针对高于额定风速的情况下传动链扭转振动控制提出新的控制方法。通过bladed软件对某2MW风机为例进行仿真,仿真结果表明对兆瓦级风力发电机组的功率控制具有一定的参考价值。     

超大型风机叶片公路运输振动控制

超大型风机叶片有超长、超重、柔性和易损等特点,尤其是其超高超宽的根部给叶片的公路运输带来了巨大的困难。针对上述运输特点和要求,着重分析前牵引车与叶片连接装置,提出风机叶片举升液压缸与蓄能器、节流阀组成的新型运输的方案,对超大型风机叶片公路运输振动控制进行研究。分析结果表明,新型运输装置有良好的减振效果,提升了风机叶片运输车的通过性和安全性。     

基于RomaxWIND的大兆瓦级风机传动链非线性动力学分析

随着全球风电事业深入发展,风机单机容量不断增大,海上单机容量已经达到6MW级别以上。为提高风机传动链运行的稳定性和可靠性,以大型海上风机传动链为研究对象,从齿轮宏观、微观几何参数着手,引入时变传动误差、叶片激励等典型激励源,建立大兆瓦级风机传动链的RomaxWIND非线性动力学模型。充分考虑整机传动链的复杂边界条件以及内外部的激励因素,对系统进行模态和能量分析,考察传动链系统共振隐患并评估其对激励的敏感性和潜在破坏性。在时域内考虑瞬态激励(如轮毂冲击)的影响,研究了主轴轴承处的位移和力响应,分析结果为传动链可靠性评估等工作提供计算依据和理论支撑。     

基于控制方法的风机塔架减振研究

为利用控制方法减小兆瓦级风机运行过程中塔架的振动量,对塔架结构动态特性和塔架激励源动态特性进行了分析研究。以某2 MW机组为例,进行了塔架振动情况评估。基于评估结果,设计了增加气动阻尼的塔架振动控制方法,并进一步设计了直接加阻的主动控制结构,结合振动过大时主动降功率运行手段,实现了塔架振动的控制器干预。在许继WRTS-800和PRDS-600仿真实验平台上进行了仿真验证和等效疲劳载荷计算;在实验风场进行了现场实验,并对实验数据进行了统计分析。研究结果表明,采用该方法,塔架等效疲劳载荷明显减小,主动控制减振效果明显。     

考虑时变啮合刚度的风机传动链动态性能

针对大型风力发电机组齿轮传动链动态刚度引起的机组结构振动问题,综合轮齿弯曲变形、齿根过度圆角处的基体变形和接触变形等因素,建立齿轮时变啮合刚度的量化分析模型,并与有限元动态啮合模型对比验证理论模型的正确性。在此基础上考虑齿轮时变啮合刚度和轴扭转刚度推导1.5 MW风力机传动链的动态总刚度,用于分析传动链在动态刚度下固有特性变化规律及传动链临界转速对动态刚度参数的敏感性,量化显示动态刚度幅值变化引起的临界转速波动。研究表明,齿轮时变啮合刚度的波动会引起传动链临界转速的不稳定,增大时变刚度幅值会引起转子系统临界转速的升高,但总体上啮合刚度波动对临界转速的影响处于非敏感区。本研究对揭示风力机齿轮传动链的内部刚度激励机理和实现系统动态性能优化设计提供理论依据。     

风电机组传动链的动力学仿真研究

针对风电机组传动链在工作转速范围内的扭转共振问题,基于GL2010标准,结合动力学仿真软件SIMPACK和有限元分析软件ANSYS,建立了某兆瓦级风电机组传动链的多柔体动力学仿真模型,并使用模态分析方法对传动链动力学仿真模型进行了频域响应分析,基于2D坎贝尔图和模态能量分布图,筛选出了传动链的潜在共振点,最终通过时域仿真分析,对相关部件的加速度进行了傅里叶变换,进一步验证了该潜在共振点是否是实际的危险共振点。研究结果表明,该机型风电机组传动链不存在危险的共振频率,在工作转速范围内能够安全稳定地运行;该方法可为风电机组的稳定性和可靠性设计提供依据。     

大型风力发电机组传动链动力学分析与试验研究

传动链是大型风力发电机组非常关键的组件,对其动力学性能进行深入的分析研究,对风机设计和风电机组产品的传动链振动控制都有重要的意义。从多体动力学(MBS)角度出发,结合转子动力学、模态理论,以SIMPACK专业动力学软件作为仿真平台,对某型2 MW风电机组传动链建立高精度动力学模型,分析系统的特征频率,评估传动链的动力学行为以及传动链的共振特性,并通过现场机组试验验证分析结果。     

基于模糊逻辑推理的风机塔筒半主动控制

采用基于模糊逻辑推理的半主动控制技术对风机塔筒进行风致振动控制,通过对塔筒结构实时的动力响应进行模糊逻辑推理,利用半主动控制算法调节调频质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)的阻尼系数,输出不同的阻尼力,对塔筒结构进行振动控制。通过Simulink软件进行半主动模糊控制系统仿真,结果表明,基于模糊逻辑推理的半主动控制比传统被动控制的控制效果更好,可以大幅降低塔筒结构顶端的位移响应。     

基于机电惯容的漂浮式海上风力机无源振动控制

机电惯容是一种新型惯容装置,可利用电路网络实现高阶机械阻抗,具有性能和空间上的优势。由于海上风力机的机舱空间有限,研究了位于浮式平台中的机电惯容系统对漂浮式海上风力机载荷的影响。根据直流电机的特性,电机轴的转矩输出与电机回路中的电流呈线性关系,因此针对所建立的机电惯容,重点研究了所有由单个电阻、电容、电感组成的电路网络对漂浮式风力机减振性能的影响。为了降低优化过程中的复杂度,首先建立了3自由度(Degree of freedom,DOF)漂浮式海上风力机模型,随后优化了含有电路网络模型的输入输出传递函数的H2范数,得到电路网络最优参数。最后,基于美国可再生能源实验室的5 MW基准风力机模型对优化结果进行了仿真分析。仿真结果表明,在不考虑装置工作行程的情况下,所建立的机电惯容调谐质量阻尼器(Mechatronic inerter tuned mass damper,MITMD)系统可以有效减少风力机系统的结构载荷。相较于减振装置位于机舱中的情况,建立在平台中的MITMD系统可以同时减轻塔基和塔顶转轴处的载荷。MITMD的控制效果以运动位移为代价,因此在实际应用中需要折中考虑减振效果和装置...     

前端调速式风力机组传动链建模与仿真

对前端调速式风力机传动链关键部件的工作原理进行分析,建立数学模型。分别建立风速模型、风轮空气动力学模型、传动链动力学模型、液力变矩器动态模型以及主轴转速计算模型。整合各子系统,引入神经网络控制,建立传动链整体仿真模型,进行模拟仿真。基于最大风能捕获量,综合考虑传动链结构参数,通过神经网络调节液力变矩器导叶开度,改变工作油循环流量,从而改变液力变矩器的输出转矩和转速。液力变矩器输出与风轮输出通过行星轮系综合作用于发电机前的主轴,使主轴转速稳定在设计值。     

分布式电驱动车辆状态感知与控制研究综述

分布式电驱动车辆转矩响应快、全轮独立可控、制动能量可回收且可大幅度提升整车能效,对增强车辆安全性、操纵稳定性和运行节能性具有重要的意义。但须研究解决过驱动系统复杂性、非线性耦合、轮路接触非线性和不确定性等核心问题,这依赖于研究先进的状态感知和控制方法。从控制和状态感知的角度,基于功能目标对现有研究进行分类,综述分布式电驱动车辆的最新研究进展。状态感知为控制系统提供准确、可靠、快速的运动状态反馈信号,但面临车速估计难、传统检测方法带宽受限、复杂未知路面影响等挑战。控制系统首要目标是车辆安全稳定性,进而提升整车能效,并可通过多目标优化拓展其他复合功能,但面临多目标耦合干涉、异构多尺度执行系统同步协调、附着条件未知不确定、在线实时计算与全工况测试等关键挑战。充分利用分布式电驱动系统机电信号测量准确、简便、带宽高的优势,协同利用智能车体系的多源异构传感信息,是状态感知技术发展的重要思路;进一步挖掘分布式电驱动转矩响应快、全轮电制动能量回馈等优势,突破复杂、全工况、不确定条件下的多目标优化控制方法,是解决控制系统所面临挑战的重要思路。     

某型涡轮盘/叶片/轴的耦合振动分析

某型涡轮盘/叶片/轴的耦合振动分析为某型涡轮结构设计的一个重要工作内容。本文首先采用UG软件对某型涡轮盘/叶片以及某型涡轮盘/叶片/轴进行三维实体建模,导入ANSYS软件建立了其耦合振动分析的有限元模型,并分别对其进行了静频与动频的计算与分析。计算结果表明:在工作转速范围内,该型涡轮盘/叶片/轴不存在危险振动。本文的工作为某型涡轮转子的设计提供计算分析依据。     

利用状态空间法实现对系统的控制

现代控制理论中的状态空间法对线性与非线性问题均适用．通过状态空间理论建立系统的状态方程及其解法。实现对系统的控制。利用实际算例，表明状态空间法是分析系统动态响应的一种有效方法。     

风力发电机组的不对中故障分析

实际中存在若干因素会导致风力发电机组传动系统不对中.不对中会产生动载荷.引起机组振动,将会严重影响传动系统的可靠性,是造成齿轮和轴承损坏的主要原因之一.笔者剖析了风力发电机组传动系统不对中的原因,分析了齿轮箱高速端和发电机之间不对中所产生的动载荷及其所引起的机组振动,比较了发电机轴承和齿轮箱轴承所承受的载荷.结果表明:...     

基于状态空间的车辆耦合振动系统分析及优化

以车辆子系统间耦合关系为出发点,基于状态空间理论提出了以子系统耦合系数和相对衰减系数为考察指标的车辆子系统振动传递特性研究方法。采用拉丁超立方设计分析了悬置参数对系统耦合程度的影响,研究了耦合和子系统振动衰减的关系;采用非支配序列遗传算法进行了多目标优化并获取了最优解集,并结合子系统传递函数来验证结果。研究结果表明,以相对衰减系数最小化为目标,综合考虑发动机-底盘和车身-底盘子系统的耦合关系可有效改善车辆平顺性。     

基于DSP数字式风能涡轮机振动监测仪的设计

在风能发电中,振动监测对整个系统起着重要的作用.系统分为下位机和上位机:下位机通过加速度传感器采集信号并进行抗混叠低通滤波,滤波后的信号进行A/D转换、然后将数字信号送入DSP数字处理器,进行软件滤波、数据分析、报警设置,最后将处理后的数据(D/A转换)通过CANopen协议上传给上位机存储和显示.整个系统工作可靠,为风场的风能涡轮机运行提供了安全保障.