风洞模型加速度负反馈振动主动控制方法研究

针对尾撑式风洞模型强方向性振动问题,基于异位配置加速度负反馈控制器对风洞模型振动主动控制方法进行研究。首先,通过模态分析得到系统低阶模态振动的强方向性并基于系统特性设计了具有结构耦合性的内嵌压电陶瓷作动器的风洞模型振动主动控制系统。然后,基于异位配置NAF控制器分别设计了针对第二阶模态和前两阶模态的单模态NAF控制算法和双模态NAF控制算法。最后,进行了实验验证,结果表明:双模态NAF控制算法控制效果较好,前两阶模态阻尼比分别提高近13倍和近40倍,镇定时间分别缩短近11s和近26s。     

双盘式磁力耦合器振动噪声分析与实验研究

为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式磁力耦合内部的转子磁场非正弦分布以及涡电流谐波等因素影响,双盘式磁力耦合器输出转矩中不可避免的存在波动。若根据计算得出的双盘式磁力耦合器的电磁振动噪声特点,在设计时选取振动噪声小的参数进行优化组合,可在实际中降低其电磁振动及噪声,有利于减少制造成本。本文结合双盘式磁力耦合器的结构特征,提出了一种模态叠加响应法计算电磁振动噪声,建立了其电磁径向力的解析模型,并在多物理场耦合作用下分析主要电磁径向力波在工作频率内的谐波响应,最后在额定功率为55 kW双盘式磁力耦合器实验台上进行试验验证。基于麦克斯韦张量法,建立了双盘式磁力耦合器的径向电磁力解析模型,并得出0阶与10阶电磁径向力波是产生振动噪声的最主要原因;利用多物理场耦合分析法进行谐波响应NVH特性分析,结果显示0阶力波的振动加速度与形变量均大于10阶力波的振动加速度与形变量,因此双盘式磁力耦合器的电磁振动主要来源于0阶力波;在额定功率为55 kW,最高转速为1 500 r/min的双盘式磁力耦合器实验台进行振动测试,试验结果显示在1 500 r/min时,试验得出的最大振动峰值及频率约为35 m/s^2和4 950 Hz,与有限元仿真结果的误差对应为6.3%和1.1%;而当变频电机的输入转速依次增大时,振动加速度的理论值、仿真值与试验值的曲线形态较为接近,误差较小;噪声估计值与实测值的最大误差仅为8.9%,基本验证了本文所提出模态叠加法的正确性。     

投稿须知

《能源与节能》创刊于1996年,由中国能源研究会指导,山西省科学技术协会主管,山西科技新闻出版传媒集团主办。本刊坚持“质量第一,读者至上”的办刊宗旨,关注我国能源经济现象,报道能源与节能领域最新科研成果;发表能源与节能工作者的学术论文、技术专利;介绍国内外能源开发与节能新技术;推广节能减排、节能环保的典型经验;同时为从事教学、管理、科研以及广大一线工作的技术人员就能源、环保及节能等相关问题提供了一个政策研讨、理论交流及节能和环保等新技术推广的平台。     

百万千瓦级核电站轴封型主泵整机集成试验验证优化方案研究

为确保主泵的安全性和可靠性，主泵整机在完成集成设计后需通过试验进行验证。文中介绍了主泵设计与验证的总体思路，提出了主泵工程样机需开展的整机试验项目。基于已有的试验条件，进行了主泵整机集成试验验证方案的优化和可行性分析。分析结果表明，在充分开展主泵各模块、子模块、部件和材料的试验与分析的基础上，可采用小流量试验方案进行主泵整机集成试验验证。      

区域控制器的安全需求建模与自动验证

轨道交通区域控制器（ZC）是我国轨道交通信号系统选型的主流制式——基于通信的列车控制系统（CBTC）的核心子系统，其突出的安全性使得安全需求的形式化验证成为一个非常重要的问题.但是ZC自身的复杂性以及领域知识的繁杂难以掌握，使得形式化方法很难应用到安全需求的验证中去.针对这些问题，提出一种安全需求的自动验证方法，使用半形式化的问题框架方法（PF）来建模和分解安全需求，根据需求模型自动生成安全需求的验证模型和验证性质，在此基础上自动生成验证模型的Scade语言实现，并通过Design Verifier验证器对需求进行组合验证.最后，使用了某个实际案例ZC的一个子问题CAL_EOA进行了研究，实验结果证明了该方法的可行性与有效性，它能自动地将安全需求模型进行组合验证，改善了验证的效率.     

基于变分模态分解与快速谱峭图的齿轮箱滚动轴承故障特征提取

针对齿轮箱的滚动轴承故障信号因噪声干扰,难以进行有效提取的问题,提出了基于变分模态分解与快速谱峭图相结合的轴承故障特征提取方法。首先,利用变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)将振动信号分解成若干个本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),通过相关峭度计算选取故障信息最突出的分量信号;然后,利用快速谱峭图自适应地确定带通滤波;最后,对滤波后的信号进行平方包络谱分析,提取出故障信息。通过公开数据分析和齿轮箱轴承故障实验,证明了该方法的有效性和可行性。     

最大相关峭度反褶积与傅里叶分解方法相结合的滚动轴承故障诊断

针对强背景噪声环境下滚动轴承故障特征难以提取的问题,提出一种基于最大相关峭度反褶积(MCKD)与傅里叶分解方法(FDM)相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先采用MCKD对振动信号去噪、提取与故障相关的冲击成分;其次,采用FDM对去噪信号进行分解,得到若干个瞬时频率具有物理意义的傅里叶固有频带函数和一个残余分量之和;第三,依据各个模态与去噪信号的相关性提取包含故障信息的最优模态分量,并对它们进行重构;最后,计算重构信号的包络谱,从谱图中读取故障信息。将所提故障诊断方法应用于滚动轴承故障仿真和实验数据分析,并通过与现有方法进行对比,结果表明,该方法优于所对比的方法。     

计及储能动态的VSG惯量阻尼自适应控制研究

随着风力发电、光伏发电等新能源发电渗透率增加，电力系统的等效惯量和等效阻尼逐渐减小，其稳定性问题变得越来越严峻。虚拟同步发电机（virtual synchronous generator， VSG）技术的提出能有效地解决这一问题。然而，传统的VSG并网逆变器采用恒惯量和阻尼控制，在系统受到扰动时，其鲁棒性较差。因此，为增强系统的鲁棒性，优化其频率响应曲线，本文提出了一种计及储能装置动态特性的并网VSG惯量阻尼自适应控制策略。首先，阐述了VSG的基本工作原理，然后通过建立其数学模型分析不同旋转惯量和阻尼系数对系统输出特性的影响。在此基础上，结合同步发电机（synchronous generator， SG）功角特性曲线和频率振荡曲线设计出旋转惯量和阻尼系数的自适应控制策略，该控制策略通过引入惯性环节以较好地匹配储能装置的动态特性。最后，通过MATLAB/Simulink仿真软件对比分析了所提控制策略和传统的VSG恒惯量和阻尼控制，结果验证了所提控制策略的正确性。