一种双倾斜式全驱动六旋翼无人机的建模与控制

常规旋翼无人机大都采用共线设计,只能产生竖直方向的推力,极大地限制了旋翼无人机在涉及物理交互任务时的应 用。 针对此问题,研究了一种双倾斜式全驱动六旋翼无人机,采用旋翼转轴非共线的设计方法,可以实现位置与姿态的独立控 制。 提出了一种抑制抖振的改进型积分滑模控制器,并与 PID 控制器、积分反演控制器和传统积分滑模控制器进行对比。 仿真 结果表明,所提出的改进型积分滑模控制器能够实现旋翼无人机位置与姿态的独立控制,并能够有效克服自身模型参数的不确 定性以及外部的风场扰动完成定点悬停与复杂的轨迹跟踪。 实物样机实验结果表明,该设计的全驱动旋翼无人机在长距离横 向运动时能够保持水平姿态, 俯仰角和滚转角误差控制在±2°以内。     

利用函数拟合的低空风切变三维建模与雷达回波仿真

高保真的低空风切变数据是进行低空风切变检测和飞行性能分析的必要基础。为解决低空风切变危险性高、发生突然且持续时间短等带来的真实数据不易获取的难题,本文提出了一种利用函数拟合的低空风切变三维建模方法。该方法依据风切变的流体力学特征,通过函数拟合的方式建立风场类型及特征可变的三维密度场和速度场,并按照现有机载气象雷达在风切变探测模式下的天线扫描与工作方式,实现低空风切变雷达回波仿真。仿真结果表明:该方法可灵活快速地实现低空风切变三维风场建模,雷达回波的速度估计结果较好地反映了低空风切变径向速度沿距离方向呈现反“S”型特征的分布特点。      

山地风场中特高压输电塔线体系动力可靠度研究

山地风场因受山体的干扰作用具有与平地风场截然不同的特征,对山地地形中结构高、跨度大和电压等级高的特高压输电塔线体系进行风振响应研究时,无法采用现有适用于平地风场的计算方法。为此,在风洞试验的基础上,首先对三类山地地形的不同工况,即单个山体的8种坡度,单个山体的3种高度以及两个山体的3种遮挡间距,对风场的影响分别进行了研究。通过对各工况下山体迎风面、山顶和背风面的平均风速加速比及湍流度的变化情况进行分析,提出了相应的修正公式,有效地考虑山地地形对风场的影响,得到了各工况下山地风场的平均特性和脉动特性。然后,基于试验数据及风场模型采用有限元计算理论对特高压输电塔线体系在各工况的风场条件下进行动力时程分析,并根据随机结构动力可靠度计算方法分别计算出各工况下特高压输电塔体的动力可靠度。最后,通过对比分析发现了不同山地地形条件下各工况中迎风面、山顶及背风面的不同位置输电塔体动力可靠度的变化规律。     

随机风场中覆冰四分裂导线舞动数值模拟

摘 要: 采用数值方法研究覆冰四分裂输电导线在随机风场中的舞动问题。考虑风速随高度的变化和空间相关性,数值模拟得到随机风场,并利用典型覆冰四分裂导线空气动力系数随攻角的变化,确定作用于覆冰导线上的空气动力载荷,模拟研究不同档距覆冰四分裂导线的舞动。结果表明,随机风场中小档距导线的舞动模式与稳定风情况一致,而大档距时则不同,可能出现更高阶的舞动模式。因此,在研究大档距覆冰导线舞动时,考虑风场随机性是必要的。     

德国北海的海上风力发电场

据《The Motorship》2010年5月号报道,德国正在建造可移动的海上应用驳船(MOAB),它是一个自行安装的浮动平台,将被部署在位于北海德国专属经济区的Global Tech 1风场。该MOAB装有变压器和高压配电设备,以便收集并变换由风力涡轮-发电机产生的电力,并输送到德国国家电网。它装有关键的控制系统,用作为在紧急情况下供风场使用的备用电源。德国的目的在于把从可再生能源产生的电力的百分数在2020年以前至少提高到20%,并且在2050年     

风场条件下LPG瞬时泄漏扩散的数值模拟

液化石油气（LPG）是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品,由丙烷、丙烯、丁烷和丁烯等易燃易爆气体组成,一旦发生瞬时泄漏,后果十分严重。基于计算流体力学（CFD）理论,采用商业软件Fluent模拟LPG瞬时泄漏扩散,对泄漏产生的两相云团在风场下的扩散及其特性开展研究。模拟计算在欧拉 拉格朗日体系下进行,分别对气液相采用欧拉和拉格朗日法计算,并从宏观云团和微观液滴两个角度分析了风速对云团演化的影响。模拟结果表明,云团先膨胀成球体随后在风力作用下成为沿水平方向拉长的椭球体,云团运动速度随风速增大而加快,而浓度随风速增大而快速减小。云团扩散时最低温度变化先快速减小,在最低值附近保持小段时间,最后逐步恢复到环境温度。过热液滴释放后速度迅速下降,然后随风运动,最终速度与风速一致。液滴在风场下加速蒸发,风速越大,液滴群平均直径下降得也越快。该研究结果可为泄漏事故的后果和风险评估的提供一定的参考。     

环状大悬臂挑篷风载特性与风场绕流分析

基于FLUENT软件并引入k-ε湍流模型,对环状大悬臂挑篷屋盖风载和风场进行模拟分析。数值计算分析风向角、屋盖倾角、看台后部通风率、挑篷开洞、有无后挑等参数对挑篷屋盖风压分布的影响;针对屋盖周围气流的绕流特性,分析设置屋盖竖向气动导流板和在挑篷外环边缘附近开洞对降低屋盖负风压的作用。研究结果表明：无论风向角如何变化,水平挑篷屋盖上风压均以吸力为主,较高的吸力分布在迎风的前缘位置;屋盖倾角宜设在 0°~15°范围,过大或过小均不利于结构抗风;增大结构迎风面的通风率有利于减小水平屋盖的平均风压;屋盖是否后挑对水平屋盖上表面的风压影响较小;增设屋盖竖向导流板可减低水平屋盖前缘局部极值风压;在环状挑篷外环边缘附近开洞可较明显减小屋盖风压。     

走向悄然改变我国风电开发进入低风速时代

4月30日,我国自主研发的全球首台1.5兆瓦93 m超大风轮低风速机组在安徽来安风场并网发电。这意味着,继低风速风机后,在超低速风机技     

基于VSC-HVDC的双馈式变速恒频风电机组启动及并网控制

启动控制是双馈式变速恒频风机可靠并网运行的基础,同时柔性直流输电技术作为最具技术经济性的风电场并网方式,其工程应用日益广泛。该文分析了双馈式变速恒频风机的柔性直流并网控制,提出一种基于定子磁链定向和转子电流闭环控制的双馈式风机启动控制,以抑制并网过程中的冲击电流。为实现风电场稳态运行,设计风场侧模块化多电平换流器无源电压跟随控制器,使其在风机并网过程中呈现理想电压源特性;该控制策略无需检测风电场物理量,只在换流器本地即可实现。在PSCAD/EMTDC环境下进行49电平柔性直流风电并网仿真分析,并进行了现场试验,仿真和试验结果验证了所提出的风电场经柔性直流启动及并网控制策略的正确性。     

Assessment of the Wind Field in the East Coast Algerian Regions for the Installation of Wind Farms

The available electricity generated by a wind power generation system depends on mean wind speed, standard deviation of wind speed and the location of installation. Since year-to-year variation on annual mean wind speed is hard to predict, wind speed variations during a year can be well characterized in terms of a probability distribution function, as well Weibull distribution has been one of the most commonly used, accepted and recommended distribution to determine wind energy potential. In this study, the two Weibull parameters of the wind speed distribution function （the shape parameter k （dimensionless） and the scale parameter c （m/s））, were computed from the wind speed data for Algerian east coastal regions, recording over a 1 l-year period （1995-2005）. It was found that the numerical values of both Weibull parameters （k and c） vary over a wide range. The yearly values ofk range from 1.20 to 1.94, while those of c are in the range from 4.31 to 1.94. To minimize the uncertainties of statistical calculation, a spatial representation indicating distribution and occurrence frequency the direction from which the wind comes, appears a very primordial step. Over the whole valid data during the study period, the compass shows that there is no dominant direction marked. However, we can identify a preferred wind direction. The statistical results correspond to the analysis of the rose compass.