舰船电力推进系统的矢量控制及其仿真

针对舰船电力推进系统的螺旋桨特性,采用矢量控制方法对舰船推进电机进行调节,给出异步电机矢量控制框图,在空间矢量脉宽调制环节引入等效调制函数以简化控制环节并提高控制效率,分析并给定舰船推进电机的螺旋桨特性曲线.利用PSCAD/EMTDC对实际系统进行仿真,计算了不同工况下电机起动和调速时系统的暂态稳定状况,并结合试验进行验证,结果表明两者变化规律相吻合,证明仿真模型的正确性和所选方法的可行性.     

吊舱推进电机的无模型自适应滑模矢量控制

为解决半潜船吊舱推进电机控制系统中负载扰动造成的转速跟踪性能差的问题, 提出一种基于数据驱动的吊舱推进电机转速矢量控制方法; 对包含未知负载扰动的推进电机转速方程进行离散化处理, 给出关于输出转速与输入电流离散后的非线性转速系统; 由于非线性转速系统方程中变量较多且负载扰动模型未知, 设计了基于数据驱动的无模型自适应控制器, 并给出了伪偏导数估计算法; 采用滑模观测器观测螺旋桨负载扰动, 同时给出了滑模控制器; 结合无模型自适应控制和滑模控制给出了负载扰动下的无模型自适应滑模(MFASM)控制方案; 构建了吊舱推进电机无模型自适应滑模矢量控制调速系统, 并在MATLAB/Simulink环境下给出了仿真结果。研究结果表明: 在船舶正常作业恒定转速下, 在0.3~0.5 s时间区域内, 采用MFASM矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别为2、6 r·min-1; 在0.8~1.0 s时间区域内, 采用无模型自适应滑模矢量控制方案和PI矢量控制方案的吊舱推进电机的转速误差分别1、3 r·min-1; 对于船舶操车作业的可变转速情形, 采用MFASM矢量控制方案的推进电机转速和转矩达到稳态的时间比PI矢量控制方案少0.01~0.03 s。可以看出, 采用MFASM矢量控制方案可改善吊舱推进电机转速跟踪性能, 是一种有效的抑制负载扰动的数据驱动控制方法。      

变速恒频双馈风力发电技术概述

概述了变速恒频双馈电机风力发电的技术,其中包括双馈电机运行理论、交流励磁用变换器技术、发电机并网技术、有功功率和无功功率独立调节的矢量变换控制技术以及风电系统输出电能质量控制技术等.分析了当今的热点及进一步的工作,为大型风力机组的工程实现奠定了一定的理论及技术基础.     

双馈风力发电系统的转子侧变换器高阶滑模控制

为了提高双馈电机功率解耦控制的动态性能,提出了一种高阶滑模控制策略.首先分析了双馈异步电机数学模型以及基于电压定向矢量控制原理,然后针对传统控制方法在实现功率解耦存在动态性能不佳现象以及风机模型的非线性,构造一种基于幂次函数趋近律的高阶滑模控制器,最终实现了变速恒频双馈风力发电机有功、无功功率动态解耦控制.仿真结果表明,所提出的控制策略的精度、鲁棒性、动静态性能均优于传统PI控制器.     

基于SIMULINK的电压源驱动异步电机矢量控制系统仿真

异步电机是一个多变量、强耦合、非线性的控制对象．文中介绍了电压源驱动异步电机矢量控制系统建立控制器和异步电机数学模型的方法，并对该矢量控制系统的多元微分方程组不通过拉氏变换，直接构造仿真模型，分别对控制器和异步电机建立SIMULINK仿真模型，采用基于SIMULlNK可视化动态仿真平台的电压源驱动异步电机矢量控制系统仿真技术，对该控制系统进行速度和负载转矩动态特性研究，给出了该控制系统动态仿真结果．     

基于三电平逆变器的同步电动机直接转矩控制

推导了三电平逆变器供电下的同步电动机数学模型,分析了同步电动机直接转矩控制原理,在此基础上提出了基于三电平逆变器供电的同步电动机直接转矩控制策略.采用双DSP系统对电动机带螺旋桨负载的推进系统进行了半实物仿真,结果表明文中提出的控制策略能对三电平逆变器供电的同步电动机实施高性能的调速控制.     

水中含气量对螺旋桨空泡噪声影响的试验研究

为了研究水中含气量对螺旋桨空泡噪声的影响,在大型循环水槽中对某一高速双桨船模型的螺旋桨模型辐射噪声进行了测试.试验中进行了同一含气量下,不同船速时螺旋桨模型的辐射噪声的测量以及给定速度下,不同含气量情况下螺旋桨模型辐射噪声测量.测试结果表明:同一含气量,模拟实船不同航速工况时,噪声的总声级随着航速增加逐步增加;模拟实船某一航速工况,水中不同含气量时,测量得到的噪声总声级随含气量的增加而下降.     

双馈风力发电系统MPPT控制技术的研究

介绍了变速恒频风力发电的基本原理,并采用定子磁链定向的矢量控制方法得到了双馈发电机的矢量控制系统模型.本文利用Matlab软件建立了该系统的仿真模型,仿真结果验证了这种矢量控制策略既能保证定子输出频率的恒定,又能达到有功功率和无功功率的独立解耦控制,同时还能较好地跟踪风力机的最大功率输出.     

双馈异步发电机应用于风力发电中的仿真研究

介绍了双馈异步发电机的数学模型和基于变速恒频矢量控制的风力发电系统动态仿真模型的建立。对风电系统进行了特性分析和动态响应过程的仿真研究,仿真表明这种基于变速恒频矢量控制风力发电系统对于电网电压和转速扰动的适应能力很强．研究结果为风力发电系统的进一步应用研究提供了可靠的理论依据．     

遗传算法在变频交流电机控制中的应用研究

交流异步电动机具有很强的非线性特性,因此在调速控制中控制器的参数很难达到最优化.采用矢量控制后交流电机的调速性能可以和直流电机媲美.但变频交流电机矢量控制系统存在3个PI环,同时交流电机本身具有很强的非线性.由此可知调节3个控制器的参数使系统的调速性能达到最优存在很大的困难.文中建立了电机的仿真模型,在此基础上采用遗传算法对转速闭环控制器的参数进行了优化,并将优化的控制器参数与非优化的控制器参数的控制效果进行了仿真对比,结果表明取得了良好的效果.     

船舶电力推进系统中的螺旋桨负载特性仿真

选取切比雪夫多项式来拟合四象限螺旋桨特性图谱,根据船桨的运动特性建立船桨数学模型,以某电力推进船舶参数为依据,利用Saber软件仿真来分析船桨的稳态和动态过程,并在船舶的操纵方法上给出了科学、合理的建议．     

利用直流发电机模拟海船螺旋桨的研究

论述利用直流发电机模拟海船螺旋桨的可行性分析,介绍系统组成、工作原理以及主要参数的设计,并给出系统的仿真结果.     

非均匀流场中螺旋桨水动力及噪声特性预报研究

根据螺旋桨的型值参数,在Fluent前处理器ICEM中建立流场的网格模型,采用计算流体力学（CFD）理论,结合雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程计算了螺旋桨的水动力特性.利用滑移网格技术对非均匀来流下的螺旋桨的水动力进行大涡模拟计算,并结合FW-H噪声模块对螺旋桨的无空泡噪声进行了数值预报.流场预报结果显示,流场的非均匀性导致螺旋桨水动力系数的脉动存在一定的周期性,且整个螺旋桨的水动力系数与单个桨叶之间存在一定的倍数关系;声场结果表明,低频离散噪声远大于高频噪声,噪声衰减速度随频率增大而减小,螺旋桨轴向和径向衰减速度随着距桨盘面中心的距离增大而减小,且轴向声压级低于径向两侧.     

微动对车轴钢疲劳性能的影响

针对铁道轮轴间微动损伤的特点,设计了能够模拟过盈连接在旋转弯曲载荷下微动损伤问题的试样轴和试样套管．在实物车轴的特定位置切割试样,加工制作了常规疲劳试样和微动疲劳试样,并采用温差法组装微动疲劳试样的轴和套管,然后借助四点旋转弯曲疲劳试验机,通过单点法试验得出了该车轴钢的常规疲劳寿命（S—N）曲线和微动疲劳寿命曲线．结果表明,微动显著降低了车轴钢的疲劳极限,并且微动疲劳试样均在轴套配合的边缘断裂．     

改进的全液压钻机模糊PID节能控制策略

针对柴油机驱动液压钻机在工作过程中存在的大量能量损失的问题,将发动机、变量泵及负载作为一个动态系统来研究其节能问题,分析了该系统各环节的匹配原理和方法.提出了一种新的电子节能控制方案,该方案利用模糊控制原理.结合PID控制策略,绕过对钻机复杂系统的建模问题,根据外负载的变化动态调整泵的流量,实现节能的目的.在控制系统性能试验中,通过电控溢流阀给变量泵加载来模拟钻机实际工作过程.实验结果表明,采用本文的控制策略,控制系统性能稳定.达到了设计要求.     

重庆某高层建筑脉动风荷载模拟

结合重庆某高层建筑,将建筑等效成二维离散模型,采用Davenport风速谱模拟作用在建筑物上的风荷载。分别采用星谷胜和Shinozuka对于风荷载模拟的理论,模拟出脉动风荷载时程曲线,并对两种理论模拟结果进行比较。     

机床液压系统动态特性的数字仿真与试验研究

以机床液压系统在工作过程中负载突然消失这一动态过程为例，采用功率键合图法建立了其数学模型，并在计算机上进行了动态过程数字仿真，试验结果表明，功率键合图是一种与状态空间分析法密切协调，非常适合于液压系统动态特性数字仿真的有效建模工具。     

空气弹簧试验台的设计及特性试验

利用CATIA建模以及有限元分析设计了一款1/4车辆模型的电控空气悬架试验台,该台架不仅适用于测试气囊特性曲线,还可以模拟由静态载荷、动态载荷以及交变载荷变化引起气囊高度的改变,从而观察系统为保持车辆高度不变所做出的反应,最后通过空气弹簧特性试验,验证了该台架符合设计需求,为下一步开发空气悬架控制策略提供了平台。     

变频器供电的船舶推进系统制动过程研究

变频器供电的船舶推进系统在其制动过程中,由于受螺旋桨工作特性的影响,推进电机会向变频调速装置馈能,进而易引起调速装置因过电压而烧毁.在分析了螺旋桨水动力特性和推进电机机械特性的基础上,研究了船舶制动过程中回馈能量的机理,计算了推进系统制动过程向调速装置回馈的能量,设计了消耗回馈能量的斩波制动电路,并对1MW,12相同步推进系统的制动过程进行了仿真和实验分析.理论分析结果得到了实验验证.