柔性分离盘抑制圆柱涡激振动的风洞试验

该文利用附属柔性分离盘对圆柱涡激振动(VIV)控制问题进行了风洞试验研究。针对弹性支撑的圆柱及不同长度柔性分离盘的试验模型,在雷诺数7 500-40 000情况下,测定不同约化速度(3.5-18.7)下的振动瞬态位移。结果表明:柔性分离盘长度(L)/圆柱直径(D)比为0.6、0.8和1三种圆柱的横向无因次均方根振幅远小于单圆柱,涡激振动抑制效果很好,均在77.6%以上,其中L=0.8D的圆柱抑制效果最佳,几乎无振动;而L=1.2D和1.5D的圆柱反而出现振动增强,约4.5%和9%。对比单圆柱的共振区,附属柔性分离盘的圆柱共振区在约化速度上更靠后且范围更大。     

风力机的线性变参数主动容错控制

针对风力机具有非线性和参数的不确定性的特征,提出了基于线性变参数(linear parameter varying,LPV)增益调度的风力机主动容错控制方法,降低故障对机组动态特性的影响.基于LPV凸分解方法,将风力机的非线性模型转化为具有凸多面体结构LPV模型,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequalities,LMIs)技术对凸多面体各个顶点分别设计满足性能要求的控制器,再利用各顶点设计的反馈控制器得到具有凸多面体结构LPV容错控制器.仿真结果表明,LPV增益调度技术可以成功地应用于风力机系统的容错控制.     

风电机组监测数据的动态可视化

以风力发电机为研究对象,在分析风电机组的结构、故障特点以及监测方式的基础上,实现了风电机组监测数据的动态可视化。本仿真系统是在Windows XP操作系统下以Visual C++6.0为开发工具进行研发,通过网络传输获取机组实时数据,利用OpenGL进行机组实体建模,采用显示列表与双缓存技术实现了机组模型的动态显示。系统具有良好的实时性、交互性,为进一步研究风力发电机的三维可视化状态监测奠定了基础。     

直驱永磁同步发电机无位置传感器控制研究

提出一种基于锁相环技术的无位置传感器控制策略,该控制策略将系统输出的相位与给定信号相位的相位差值锁定为一个固定值,根据锁相环特性就可以得出电机位置、频率信号。仿真结果表明,该方法实现了全速范围内转子位置、速度的准确、快速检测。     

基于敲击声振法的风机叶片脱层检测系统设计

脱层是风机叶片的主要损伤形式,根据风电叶片的材料特性及外形特点,分析和研究了敲击声振检测原理和现场检测的可行性。叶片出现脱层时,缺陷处刚度下降,敲击应力持续时间增大。依据此检测原理,计算出合理的等效锤头质量,利用压电薄膜作为动态冲击力传感器进行了力锤的结构设计;利用FPGA设计了便携式检测仪,对敲击信号进行信息提取和处理,计算敲击力脉冲信号的宽度,具有结果图形显示和串行通信的功能。经过实验,验证了脉冲宽度与损伤深度的关系。     

风力发电机组无线监测系统设计

针对目前风力发电机组有线监测系统安装、维护不便和监测点有限等问题,设计了一种基于Zig Bee的无线传感器网络监控系统。通过网关将Zig Bee协议转换成TCP/IP协议后,Zig Bee子网采集的数据,经光纤网络传送至中心服务器,并通过登陆界面来显示和控制无线监测系统,实现风力发电机组的智能化监测。测试表明:测量精度达到设计要求,实现高效率、高可靠性的监测,并通过Internet提供远程数据服务,进行离线数据分析和挖掘。     

涡轮轴疲劳试验器控制系统设计

在航空发动机研制过程中,对涡轮轴进行模拟加载疲劳试验是一项重要的工作。该试验用于验证涡轮轴设计、加工是否具有足够的强度和在寿命期具有足够的疲劳寿命。试验器电气控制系统采用计算机加数据采集控制多功能卡模式组成核心控制系统。电气控制系统采用NI公司的虚拟仪器软件LabWindows/CVI作为控制和人机界面(HMI)的编程软件。     

阵列式多针-柱电极装置实现离子风的实验与分析

为了实现一定气体流速的离子风,设计了一种新型的阵列式三排3 ×3垂直放置的针-柱电极结构放电装置.在针-柱之间间距为3mm、排与排之间间距为8 mm、镇流电阻12 MΩ、放电电阻12 MΩ、测试电阻1 kΩ、大气压环境、室温、无外部通入气流时,阵列式针-柱电极实现了稳定的电晕放电,并通过示波器记录的放电波形、数码相机拍摄的发光图像以及放电伏安特性曲线进行了验证.同时,随着阵列式排数的增加,放电电流变大,离子风风速也随之增大.该针-柱结构易于用MEMS工艺加工制作,可应用于便携式分析仪器中.     

基于双天线GNSS/SINS组合的风速测量运动补偿方案设计

以基于浮标平台的动态风速测量为背景,根据运动姿态补偿的原理和实际需要,设计了一套双天线GNSS/SINS组合姿态测量系统,采用卡尔曼滤波实现信息融合,通过在卡尔曼滤波的观测量中引入双天线GNSS输出的航向角信息,解决了惯性系统航向角可观测性较弱的问题,并通过实验验证了系统的有效性。实验结果表明,该运动补偿设计方案能够提高平台姿态测量的精度和稳定性,准确测量平台的姿态信息,并有效降低平台运动对风速测量的影响,风速测量误差低于4%,满足了海洋浮标观测的需求。     

风拖曳力系数和曼宁系数对风暴潮流模拟的影响

利用0205号威马逊台风期间实测风暴增水和风暴潮流数据,采用NCEP FNL和台风模型风场的融合风场作为驱动项,建立了覆盖东海的三维风暴潮流数值模型,研究风拖曳力系数和曼宁系数对风暴增水和风暴潮流的影响。计算结果表明:(1)风拖曳力系数取值应考虑随风速变化。表层风暴潮流受风拖曳力系数影响较大,中层和底层风暴潮流基本不受影响。(2)风暴潮流结构在一定程度上取决于曼宁系数;曼宁系数对中层和底层风暴潮流影响大于表层,曼宁系数越大,底摩擦阻力越大,风暴潮流垂向分层越明显。(3)风暴增水和风暴潮流对曼宁系数的响应不同,建立模型时,应同时率定风暴增水和风暴潮流。