基于最大功率跟踪控制的海流发电能量管理系统

针对海流能发电机组在低于额定流速时能量捕获效率低的问题,提出通过负载调节实现离网式海流发电机组最大能量捕获控制的方法.设计三相桥式整流-斩波为主的双直流电压变换器能量管理系统,利用升降压变换器分别实现机组功率的闭环控制和蓄电池的充放电控制.为验证该能量控制系统的有效性,对所设计的小型海流能发电样机进行系统数学模型分析,并建立系统Matlab/Simulink模型进行系统控制特性仿真研究.结果表明,采用双直流电压变换器的拓扑结构在满足蓄电池充放电控制要求的前提下可以实现机组最大功率跟踪控制.     

基于气浮导轨的光栅尺动态检测系统设计与误差分析

光栅尺的动态精度受到安装误差、温度、振动等环境因素影响,目前光栅尺常采用的静态检测方法并不能满足光栅尺动态运行要求.另外,对于大行程、高精度光栅尺,传统检测系统中用到的滚珠丝杠机构的结构形变会引起较大的阿贝误差,无法满足检测精度要求.针对以上问题,提出了基于速度和加速度等动态变量的光栅尺动态精度检测方法,并以外差激光干涉仪为长度基准,以误差最小化为目标,设计并优化了基于精密气浮导轨的光栅尺动态误差检测系统,对检测系统的综合误差进行了分析.结果表明,所设计的动态精度检测系统可以满足大量程高精度光栅尺动态精度检测的要求.     

水平轴潮流能发电机组独立变桨距系统

针对水平轴潮流能发电机组轮毂空间小、变桨角度大、变桨力矩大等特点,设计一种新型的基于电液比例控制的齿轮齿条传动方案的独立变桨距系统.该系统机械结构紧凑,占用空间小,各个桨叶变桨执行机构相互独立.在分析变桨距载荷的基础上,建立系统的数学模型,并在AMESim软件中对系统进行了仿真研究.仿真结果表明:该系统顺桨变桨180°只需1.1 s,逆桨变桨180°只需3.4 s,响应速度快,稳定性好,并且可以实现独立变桨,满足了水平轴潮流能发电机组的变桨要求.     

水平轴海流能发电机组叶轮模拟研究

为降低水平轴海流能发电机组海上试验或水槽试验的成本,在实验室内对机组叶轮特性进行模拟。采用叶素动量(BEM)理论对机组的叶轮输出特性进行分析,建立模型机组的Bladed模型,并仿真得到该模型机组的叶轮输出特性。提出基于PLC控制器的异步电机转矩和q轴电流双闭环控制的叶轮模拟方法,搭建模型机组的实验室内试验平台,对模型机组叶轮模拟装置的可行性进行试验验证。试验结果表明,该叶轮模拟装置在机组额定流速以下和额定流速以上均可很好地实现目标转矩的跟踪模拟,为水平轴海流能发电机组的实验室内模拟试验研究提供便利。     

光栅尺动态误差检测与补偿技术研究

针对光栅尺检测装置在检测系统误差来源分析多基于理论分析,缺少对检测系统关键部件的定量标定,而且,现有检测装置在光栅尺运行速度等光栅尺实际工作状况方面考虑不够全面的现状,设计一种基于高精密气浮导轨的光栅尺动态误差检测装置,对检测装置的各关键部件引起的检测误差进行试验定量标定,并基于该装置对光栅尺在不同速度下的动态运行误差进行试验研究。试验结果表明,光栅尺的加速度对其动态运行误差影响较大,对运行速度影响却有限,而且各运行速度下光栅尺动态精度具有较好的重复性。通过回归分析的方法得出了光栅尺的全程误差补偿曲线,通过误差补偿大幅提高了光栅尺的测量精度和适用范围。     

一种全MOS高精度基准电压源电路

基于0.35 μm CMOS工艺,设计了一种高精度基准电压源电路。采用全MOS管实现电路,避免使用大电阻以减小芯片面积。采用新型可变电阻方法,实现了精确补偿。采用两级式基准电压源,提高了电源抑制比。使用Cadence Virtuoso对该基准电压源进行仿真。结果表明,当温度范围 为-40 ℃~125 ℃ 时,基准电压为1.146 V,温度系数为1.025×10-5 ℃-1。在27 ℃时,静态电流为6.57 μA,PSRR分别为-96.64 dB @100 Hz、-93.94 dB@10 kHz。电源电压在2.9~5 V范围变化时,基准电压的线性调整度为0.047％。该电路适用于低功耗、高精度的模拟集成电路。     

精密减速器传动误差测试系统研究

设计并搭建了基于圆光栅角度编码器的精密减速器传动误差测试系统,对测试系统误差主要来源和规律进行了分析,设计并搭建了圆光栅角度编码器在位校准系统,测得了测试系统输入端和负载端角度编码器误差曲线.以某品牌RV-20E精密减速器为测试对象,测量其传动误差,然后通过圆光栅误差曲线对测量结果进行补偿,结果表明圆光栅角度编码器误差...     

水平轴海流能发电机组水动力载荷模拟方法的比较研究

以所研发的25 k W水平轴海流能发电机组为对象,分别通过基于叶素动量(BEM)理论的GH-Bladed软件分析方法和基于有限元建模(FEM)理论的计算流体力学(CFD)数值模拟分析方法,对水平海流发电机组的水动力学性能进行理论分析及软件建模,并对两种分析方法的结果进行对比讨论。分析结果表明,海流流速在机组额定流速附近时,两种方法得到的机组能量捕获效率和推力系数均较接近。当海流流速较高于机组额定流速时,两种方法得到的结果出现明显差异,差异的原因在于CFD方法考虑了海流沿叶轮半径方向的径向流动,而BEM方法未考虑此因素。两种方法的比较研究为水平轴海流能发电机组水动力载荷的后续试验研究提供了理论依据。