C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统

提出了一种与传统桨距角递推算法不同的基于高速摄影和图像处理的桨距角测定方法。根据实验要求,开发了一个以微型旋翼飞行器的非对称变距装置为测试主体的实验平台,并设计了一套基于C8051F020的微型旋翼飞行器实验平台的控制系统。该控制系统以C8051F020单片机为微控制器,用微型位置传感器来检测螺旋桨主轴的相位信息,并利用C8051F020单片机内部的PCA捕捉功能采集位置传感器的输出信号,得到螺旋桨主轴的四个相位;利用单片机输出的PWM方波信号控制电机的转速,以达到对螺旋桨电机进行加速的目的;利用单片机内部产生的PCA捕捉中断来触发高速摄像机的拍摄,以实现飞机加速与拍摄的同步。该控制系统结构紧凑,系统可靠性高。最后通过该控制系统来控制微型飞行器仿真飞机前飞的状态,得到该状态下桨叶的变距曲线,证明所提出的桨距角测定方法和由此开发的实验平台在测量桨距角中是有效的,达到了预期目标。     

基于模糊控制的风机电动变桨距系统仿真

在介绍风力发电机电动变桨距系统的基础上,以实现对桨距角变化的精确控制为目的,对电动变桨距系统进行设计并提出对变桨距系统控制器的设计.针对风力发电系统的非线性、时变和强耦合的特点,将模糊控制引入到变桨距控制中,在高于额定风速的情况下,根据主控制器由风速变化计算出的桨距角变化量,调节桨叶的位置.最后利用Simulink构建...     

风力发电机组泵控液压系统变桨距控制研究

风能收集和转换主要的两种功率调节模式是风力机转速变化和桨距控制。从大型风力发电机组容量和变桨距控制的要求出发，对高性能变桨距控制技术展开研究，应用电液伺服泵控变桨距控制系统，针对变桨距控制中负载强扰动，系统控制鲁棒性差的问题，采用模糊PID控制策略，提高系统抗干扰的综合性能。通过Simulink建立模糊PID控制策略，因为负载处于强扰动工况，针对不同桨距角下，油缸所受载荷进行仿真分析，通过在Fluent中建立风机桨叶的流场模型，得出了不同风速情况下液压缸所受载荷与桨距角之间的关系。最终将系统的载荷谱装载到液压系统与控制策略仿真模型中，通过仿真与试验相结合的形式，得出系统稳态控制精度提高71%,响应时间提高34.28%,系统超调降低48.33%。验证模糊PID控制策略对于提高系统鲁棒性有良好的控制效果。     

电液比例变桨距风力机半物理仿真试验台

针对风力机变桨距控制研究的重要性，提出风力机电液比例变桨距系统半物理仿真试验台的设计方案。通过风力机空气动力学分析和模型研究，为变桨距控制提供了理论基础。当仿真风速信号在额定风速上下变化时，加载装置实时模拟作用在变桨距液压缸上的风力负载，同时仿真平台中电液比例变桨距执行机构控制桨叶节距角发生相应的变化，通过风力机模型实现半物理仿真，最终输出功率稳定在额定功率附近，达到了变桨距功率控制的要求。     

基于Automation Studio的风力发电变桨距液压系统的仿真分析

变桨机构通过调节风机叶片的节距角来保证风机在多变的环境下稳定运行。变桨距系统利用曲柄连杆机构与叶片连接,实现直线往复运动与旋转运动的转换。介绍了风力发电机组变桨距液压系统的工作原理;运用Automation Studio软件对变桨距液压系统进行建模和仿真分析,形象直观的展示风机在各种工况下的状态,检验流量、压力和液压缸伸缩速度等参数的实时数值是否满足工程需求,为更深层次的仿真研究和系统优化提供了理论依据。     

新型变距螺旋桨控制系统的开发

本系统采用stm32f4 MCU作为核心处理器,通过对采集到的电机转速,以及飞行器飞行时螺旋桨沿飞行器纵轴方向的空速作相应处理,得到螺旋桨桨叶实时的入流角,并根据螺旋桨的空气动力参数,运算得出实时的螺旋桨桨叶的最佳桨叶迎角,并据此控制伺服装置改变桨叶角,使桨叶在飞行器飞行过程中始终保持最佳桨叶迎角已得到最大拉力,提高飞行器的机动性。并且可以通过USB与上位机通信,以设置相关参数。给出了样机的实验结果,所设计的系统达到了提高螺旋桨拉力的要求,具有一定的应用价值。     

变桨和偏航运动对风力发电机桨叶轴承载荷的影响

在考虑攻角、桨距角、偏航运动、重力和惯性力等因素的情况下,基于静力学分析方法,建立了桨叶轴承系统载荷分析数学模型。通过数值计算,研究了桨叶轴承在风速和桨距角、偏航角速度和桨叶转速同时发生变化的工况下所承受的载荷。分析结果表明,风速的增大会使载荷不断增加,而桨距角的增大只能使载荷在局部有所增大;桨叶轴承系统的陀螺力矩幅值大小、桨叶在空间的旋转角度以及偏航速度有着直接的关系。     

风力发电机组电动变桨距机构设计与仿真

阐述了风力机变桨距控制原理,在此基础上设计了一种新型变桨距机构-电作动筒变距机构,并对其进行了矢量环建模,结合MATLAB/Simulink进行了动态运动仿真及分析,进一步为风力机变桨距系统的优化设计奠定了基础.     

航空螺旋桨振动特性仿真分析方法研究

基于循环对称结构模态分析理论,建立了螺旋桨整体结构振动特性仿真分析方法.选取某两桨叶定距航空螺旋桨为分析对象,在ANSYS软件中建立起螺旋桨整体结构振动特性分析的三维有限元模型.首先计算结构在不转动工况下的固有振型和频率,然后计算其在常用转速工况下离心、气动载荷同时作用时的振型和频率.分析计算结果,发现螺旋桨整体结构同一阶次频率下存在对称型和反对称型振型,但不能同时出现,呈现量子态特点;并得到外载荷对振型、频率的影响规律以及共振曲线.该方法大大降低了求解规模,可应用到其他多桨叶、变距螺旋桨整体结构振动特性的工程计算中去.     

风力机变桨距执行机构的优化设计

通过对风力机桨叶承受的载荷计算,得出桨叶绕桨叶轴转动所需的最大力矩。采用数学解析法推导出液压缸推力F是与曲柄长度r、连杆长度a、偏心距e和变桨距初装角φ四重自变量以及变桨距驱动力F1有关的函数,并利用Matlab7.1中的直接搜索工具箱得出最优值,进行优化设计。     

MW级风力机变桨距机构的虚拟设计与仿真

对变桨距机构的运动进行分析,利用Pro/E软件通过零部件的三维造型、装配和运动仿真分析完成变桨距机构的虚拟设计,通过运动仿真分析验证了本设计的合理性,为进一步的机构设计优化奠定了基础。     

新型非对称变距结构及其力学分析

针对旋翼飞行器本体微型化的瓶颈问题,介绍了一种新型非对称变距结构,研究并分析了其变距机理和控制特性,并对变距关键件弹性连杆进行了弹性力学分析和有限元计算,得到桨距变化与旋翼主轴电机的输出扭矩成线性关系.再通过光电传感器和位置控制码盘检测旋翼所在相位,以便在预期变距相位改变电机转速,从而实现微型旋翼飞行器各向机动飞行.     

100kW海洋能发电装置变桨距机构的参数设计研究

变桨距机构作为风力机上十分常用的优化能效输出装置,在海洋能发电装置中也发挥着重要的作用,其在功率调节、转轮制动和主动控制失速输出比等方面表现出诸多优异性能。本文通过动量理论,分析了桨叶的最大能量捕获规律,并结合流体动力学和叶素理论,对桨叶进行了力学特性分析,得出了满足理论要求的变桨距机构的设计参数。     

直驱风力发电模糊PID变桨距控制

文章对直驱型风力发电系统的结构进行了分析,研究了变速恒频系统的变桨距控制策略。基于常规PID控制和模糊控制的原理,结合实际工况和控制目标提出模糊PID控制,在MATLAB平台下进行仿真,结果表明模糊PID能有效地对桨距角进行控制。     

风力机变桨距机构的设计与仿真

介绍了风力机变桨距控制原理,在此基础上对变桨距机构进行分析与设计.并应用Pro/E建立了变桨距机构的三维实体模型,结合ADAMS对该机构进行动态仿真和运动学分析,为进一步对风力机变桨距机构的优化设计奠定了基础.     

风力发电机组变桨系统的设计

为了解决风力发电机组在复杂多变的风况下,能够基本保持其发电机稳定运转的问题,将PLC、变频器技术应用到风力发电机的变桨系统中。开展了变桨系统自动控制的分析,建立了PLC、变频器和变桨电机之间的关系,利用PLC及PLC的模拟量输入模块对风电场自然风风速以及风力发电机组3片桨叶的桨距角度进行了数据信息的采集,并自动进行了内部数据的处理;然后再通过对变频器的输出控制进而控制变桨电机的工作状态,使3片桨叶旋转到与自然风风速相对应的桨距角度。在发电机能自动保持稳定运转的基础上,对其性能进行了评价。分析和验证结果表明,该系统实现了对风力发电机组变桨系统的自动控制。     

基于神经网络PID的变速变桨距控制设计

在风力发电中,为了提高风力发电的能量转换效率对风力发电机进行变速变桨距控制,按照所需要的功率系数值确定所需要的变桨角度,以保证功率的稳定.本文研究利用神经网络PID控制器作为变速变桨距系统的控制器.在风速低于额定风速时,采用的是变速控制,此时风能效率高于采用失速控制风电机组的风能效率,具有优化的气动特性;在风速高于额定风速的情况下,根据风速的变化调整桨叶节距角,从而调节发电机的输出功率,使风力发电机组的输出功率保持稳定.最后,利用Simulink构建整个控制系统,对系统进行Matlab仿真.结果表明,使用神经网络PID控制的风力发电系统在风速从额定风速到切出风速时,相对失速控制风电机组,采用变桨距控制风电机组的功率恒定,发电品质较好.     

基于BP神经网络的风力发电机组变桨距控制仿真研究

在分析风力发电系统对于变桨距的要求上,建立系统的仿真模型,并在此基础上提出了一种基于BP神经网络的变桨距控制方法.该方法利用神经网络的非线性控制模型,解决了难以精确控制的困难.以风速为输入时象,以桨距角为输出对象对高于额定风速时进行控制,以使风力发电系统在高风速时平稳运行于额定功率.最后,以MATLAB的仿真模块进行验证仿真,结果证明提出方法的有效性和实用性.     

风力机液压独立变桨距控制技术研究

首先对1.5 MW风力机液压独立变桨距系统进行数学建模,然后进行PID控制设计,最后对独立变桨距PID控制策略的各个工况进行仿真验证,结果表明:通过PID调节控制能改善风力机独立变桨距控制效果,提高动态特性,稳定功率输出。     

采用双曲柄调距机构的垂直轴风力发电机机理研究与样机设计

针对传统垂直轴风力发电机存在的低速启动力矩小和风能利用效率低的问题,提出了一种新型可变桨距的垂直轴风力发电机机理。该风力发电机采用双曲柄调距机构及双偏心轴牵引机构实现桨叶桨距角的周期性变化和牵引点位置的调整。首先对该机构进行运动学分析,证明其调距功能满足正弦规律,然后对机构进行了详细设计并完成了原理样机的制造和测试,证明文中所提出的风力发电机机理正确可行。该文的研究和设计工作为今后新型垂直轴风力发电机的探索和研制提供了有益参考。