跌坎型底流消能工的跌坎最小深度研究

跌坎型底流消能工消力池内的水力特性受到跌坎深度的影响。应用平面紊动射流理论,以消力池内允许的最大时均动水压强为控制目标,对于跌坎最小深度的确定方法进行了初步分析,建立了计算跌坎最小深度值的理论公式。通过水力学试验方法,得到消力池底板时均动水压强与跌坎最小深度之间的关系,同时与跌坎最小深度试验值进行了比对,对本文建立的理论公式进行了验证。     

Flight control of tethered kites in autonomous pumping cycles for airborne wind energy

Energy harvesting based on tethered kites benefits from exploiting higher wind speeds at higher altitudes. The setup considered in this paper is based on a pumping cycle. It generates energy by winching out at high tether forces, driving an electrical generator while flying crosswind. Then it winches in at a stationary neutral position, thus leaving a net amount of generated energy.The focus of this paper is put on the flight control design, which implements an accurate direction control towards target points and allows for a flight with an eight-down pattern. An extended overview on the control system approach, as well as details of each element of the flight controller, is presented. The control architecture is motivated by a simple, yet comprehensive model for the kite dynamics.In addition, winch strategies based on an optimization scheme are presented. In order to demonstrate the real world functionality of the presented algorithms, flight data from a fully automated pumping-cycle operation of a small-scale prototype are given. The setup is based on a 30 m² kite linked to a ground-based 50 kW electrical motor/generator by a single line.     

Real-time nonlinear MPC and MHE for a large-scale mechatronic application

Progress in optimization algorithms and in computational hardware made deployment of Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) and Moving Horizon Estimation (MHE) possible to mechatronic applications. This paper aims to assess the computational performance of NMPC and MHE for rotational start-up of Airborne Wind Energy systems. The capabilities offered by an automatic code generation tool are experimentally verified on a real physical system, using a model comprising 27 states and 4 inputs at a sampling frequency of 25 Hz. The results show the feedback times less than 5 ms for the NMPC with more than 1500 variables.     

风能转换系统执行器故障主动容错控制

提出了一种新颖的风能转换系统滑模主动容错控制策略.针对风能转换系统执行器故障,运用预测控制思想和迭代算法,设计了一种故障观测器.在设定的优化时域长度内,利用实际系统与故障观测器的输出差值,通过反复迭代运算,不断地对虚拟故障信号进行调整,使其能有效地拟合实际系统执行器故障,并根据故障观测值实时调整滑模容错控制器结构.未发生故障时,故障观测值为零,系统在滑模控制器控制下稳定运行;执行器发生故障时,运用故障观测值实时调整滑模容错控制项,并用双曲正切函数代替符号函数,消除抖动.仿真实验结果表明,滑模容错控制器下的系统具有良好的容错能力,提高了风能转换系统最大风能捕获效率.     

压力传感器在线状态监测装置研发

目前煤炭输送皮带采用双托辊(2个传感器)或四托辊(4个传感器)并采取传感器输出信号并联方法,以此提高皮带秤的准确性和稳定性.然而该并联方法无法对传感器进行独立采集,同时影响了传感器的故障判断.采用MSC1210Y5单片机和信号分离器,设计并联称重传感器系统的压力传感器状态在线监测装置,实现多个压力传感器并联应用时的独立采集;设计压力传感器在线状态比对算法,将不断变化的称重累计量转换为定量值,解决称重累计量为变量而无法准确在线监测的技术弊端.测试结果表明该装置较好地满足了压力传感器独立采集的要求,为称重计量装置等集中监控提供有效手段.     

汽车减震器参数同步数据采集系统设计

为了解决汽车减震器运行时压力与位移信号难以同步采集的问题,设计了一种基于51单片机和AD7572的同步数据采集系统.系统通过51单片机控制两个独立的高速A/D转换通道同步采集压力与位移信号,采用USB串口与上位机通信实现数据的储存、传输和处理.示功图对比表明,该系统可以完成减震器关键参数的同步采集,具有较高的实用价值.     

基于C8051F352单片机的弹道参数测量系统设计

为提高弹道辨识精度和弹道解算速度,设计了一种基于C8051F352单片机的弹道参数测量系统.通过对弹丸飞行中动压和静压信息的采集、存储和处理,完成弹道参数(初速和射角)辨识.该系统以C8051F352单片机作为处理单元,结合差压传感器和绝压传感器设计而成,采用基于动压-静压的弹道辨识方法,有效地提高了弹道参数测量的精度.实验测试表明:该系统测量精度高,解算速度快,满足弹道辨识的设计要求.     

核电厂稳压器压力控制系统闭环验证

稳压器是压水堆核电站的重要部件之一,其压力控制的优劣直接影响到核电站能否安全的运行。在正常的运行瞬态情况下,稳压器压力控制系统使稳压器的压力维持或恢复到设定值。在瞬态过程中,稳压器控制系统产生相应动作,防止压力增加某限值,当压力大于该限值时,会触发反应堆紧急停堆或需要驱动专设安全设施来防止压力边界超压。同样,也要防止压力降低到需要驱动专设安全设施动作,以防止偏离泡核沸腾的情况发生。首先通过仿真技术建立了核电厂高精度工艺模型和实时的仪控系统模型,并基于OPC技术开发了验证真实DCS控制逻辑策略的接口通信软件,完成了对稳压器压力控制系统控制策略和响应特性的闭环验证。     

基于Z-力敏元件的测力研究

Z-力敏元件是一种新型的半导体器件,输出为与压力应变有一定对应关系的频率量,该器件具有分散性、非线性、温度特性、零点漂移等特性,须通过硬件或补偿软件才能实际应用。本文对Z-力敏元件的特性进行了研究,通过三次样条插值方法实现力敏元件的线性化,通过二次插值方法实现温度补偿,通过加载时重量突变编程锁定的方法解决零点漂移。实验表明,通过数字化补偿后Z-力敏元件可输出与被测压力应变成正比的线性输出,该研究为Z-力敏元件的实际应用奠定了基础。     

浸没式超滤膜工艺应用中几个问题及调整

北京地区3座采用浸没式超滤膜工艺的净水厂在实际运行过程中出现了一些影响工艺运行的现象和问题,其中膜丝材料老化、膜孔变形甚至断丝等现象加剧了初滤水现象,并对出水水质产生了不利影响;膜池污染物富集则一定程度上加剧了膜污染和膜丝间积泥,导致膜组件断丝现象加剧及清洗困难。对于运行而言,低温造成的反冲洗压差增加比产水过程的通量下降和跨膜压差增加的影响更为直接和难以克服。此外,实际运行过程的膜出水中有相当数量的微生物检出,表明仍存在着生物泄漏的风险。