检索结果-南通市图书馆

作者：罗静昆明理工大学

学位级别：硕士

00Cr13Ni5Co9Mo5钢是一种性能优异的铸造马氏体时效不锈钢,既具有不锈钢的良好耐蚀性,又不逊色于18Ni马氏体时效钢强度和韧性。本文系统研究了化学成分、热处理工艺对该钢力学性能,尤其是低温冲击韧性的影响,并利用透射电子显微分析、X... 详细信息

00Cr13Ni5Co9Mo5钢是一种性能优异的铸造马氏体时效不锈钢,既具有不锈钢的良好耐蚀性,又不逊色于18Ni马氏体时效钢强度和韧性。本文系统研究了化学成分、热处理工艺对该钢力学性能,尤其是低温冲击韧性的影响,并利用透射电子显微分析、X射线衍射分析等测试工具研究了力学性能与析出相形态、奥氏体体积分数等微观组织的相关性,深入探索了马氏体时效不锈钢的韧化机理及改善合金韧性的途径,得到下述主要研究结果：00Cr13Ni5Co9Mo5马氏体时效不锈钢的拉伸强度在510-540℃之间出现时效峰;之后,随着温度的升高发生α→γ逆转变又使合金强度急剧下降,时效温度为625℃时奥氏体的体积分数达到最高值(49.08%);时效温度继续升高,奥氏体将转变成二次马氏体再次降低奥氏体体积分数。适量的残余奥氏体(15-25%)是提高材料低温冲击韧性的必要前提。受到脆性相析出的影响,虽然过时效过程中的α→γ逆转变可增加基体的奥氏体体积分数,但仍不足以改善合金的低温冲击韧性;在510-540℃区间,实验钢虽具有较高强度,但冲击韧性却大幅下降,尤其是室温韧性;而在低于480℃的温度时效,不会改变残余奥氏体体积分数及其分布,能够保证较高的室温和低温冲击韧性,但材料的强度却明显下降。故综合分析合金的强度、室温韧性和低温韧性,本文认为480℃为00Cr13Ni5Co9Mo5马氏体时效不锈钢比较适合的时效温度。通过分析不同化学成分的11炉号实验钢的微观组织与力学性能关系的得出：C、N和Ni含量是控制残余奥氏体量的主要元素,而将残余奥氏体体积分数控制在15-25%,可显著降低钢的冷脆转变温度。因此,合理调整合金成分进而控制残余奥氏体体积分数是提高材料低温冲击韧性的关键所在。另外,除C、N和Ni含量外,合金中强碳化物形成元素Ti的存在也会影响00Cr13Ni5Co9Mo5钢的力学性能,本文研究表明适量的Ti具有细化奥氏体晶粒的作用。但Ti含量较多时,易与C、N结合形成粗大的Ti(C,N)夹杂,诱发解理断裂;同时,夹杂物的形成又间接降低了基体中的有效C、N含量,使钢中残余奥氏体体积分数显著降低,从而提高其韧脆转变温度,导致了材料冲击韧性的极度下降。

关键词：马氏体时效不锈钢奥氏体体积分数冲击韧性

G31、G50超高强度钢的组织演变及其对力学性能的影响

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G31、G50超高强度钢的组织演变及其对力学性能的影响

作者：白忠来昆明理工大学

学位级别：硕士

中、低合金超高强度钢锻件尺寸增大后由于冷却速度的差异,不同区域获得的组织不一,因此锻件微观组织和力学性能变化也十分复杂。另一方面,超高强度钢热处理后的组织均以非平衡组织(马氏体、贝氏体等)为主,即使进行高温回火也难以得到平... 详细信息

中、低合金超高强度钢锻件尺寸增大后由于冷却速度的差异,不同区域获得的组织不一,因此锻件微观组织和力学性能变化也十分复杂。另一方面,超高强度钢热处理后的组织均以非平衡组织(马氏体、贝氏体等)为主,即使进行高温回火也难以得到平衡组织,而非平衡组织通过其遗传等机制影响最终热处理的组织和性能。本文以G31和G50超高强度钢为研究对象,针对大型锻件淬火过程中其内部冷却速度降低,可能影响相变产物和力学性能的情况,研究了与大型锻件心部相近的冷却速度对相变产物和力学性能的影响。然后通过ANSYS有限元软件模拟大型锻件冷却中的温度场分布,探究锻件尺寸和冷却速度的规律。最后初步研究了加速退火工艺,探究奥氏体化温度和退火时间对珠光体转变能力的影响,为切断大型锻件粗晶等组织遗传奠定了一定的基础。研究了 G31超高强度钢奥氏体化后在30.0～3.5℃/min之间冷却的相变产物,及对随后低温回火后强韧性的影响。研究结果表明降低冷却速度即使形成马氏体组织,但强度高于常规油内冷却淬火,而韧性和塑性则有一定程度的下降;马氏体相变之前形成25-30%的下贝氏体使低温回火后的强度进一步提高,但不影响断裂韧性;然而,相变组织中出现的珠光体和上贝氏体则急剧恶化低温回火后的强度和韧性。研究了 G50超高强度钢奥氏体化后在30.0～3.5℃/min之间冷却的相变产物,及对随后低温回火后强韧性的影响。研究结果表明,830℃奥氏体化后以30.0℃/min、15.0℃/min和7.0℃/min冷速时均得到马氏体组织;在3.5℃/min冷速时马氏体相变之前形成50%的下贝氏体,得到马氏体/贝氏体复相组织,3.5℃/min时综合性能最好。G50超高强度钢因其合金元素含量较高,尤其是Ni元素含量高,相比G31超高强度钢马氏体形成能力强,淬透性更佳,更适应锻件尺度增大后心部的性能要求。通过ANSYS有限元模拟方法,分析模拟大型锻件冷却过程中的温度场分布和心部的冷却状态,得到了大尺寸锻件心部的冷却速度,为实际热处理工艺的制定提供参考。通过合适温度的奥氏体化处理再等温处理,加速退火过程,更容易得到珠光体等平衡组织,对于降低中高合金超高强度钢的退火硬度,切断组织遗传,消除冶炼凝固锻造时产生的粗大奥氏体晶粒做出贡献。

关键词：超高强度钢冷却速度中间相变产物强度断裂韧性

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基于动态规划法的厂级负荷经济分配的研究

基于动态规划法的厂级负荷经济分配的研究

作者：李长更华北电力大学

学位级别：硕士

随着电力工业体制改革的不断深化,电力市场化进程逐步加快。近几年来,电力生产经营的方式逐渐转变为发电侧市场竞争运营模式,电力生产出现了一些新的问题,例如煤价上涨,使得发电企业连年亏损,企业生产积极性不高。在电力市场改革的环境... 详细信息

随着电力工业体制改革的不断深化,电力市场化进程逐步加快。近几年来,电力生产经营的方式逐渐转变为发电侧市场竞争运营模式,电力生产出现了一些新的问题,例如煤价上涨,使得发电企业连年亏损,企业生产积极性不高。在电力市场改革的环境下,结合发电企业追求经济效益的具体要求,研究分析了应用于厂级负荷经济分配的动态规划算法,并对国投曲靖电厂厂级负荷经济分配系统进行了经济分配验证。确定单元机组的供电煤耗特性曲线是厂级负荷经济分配的基础,根据云南国投曲靖电厂厂级负荷分配系统的特点,利用各台机组在各工况点下的供电煤耗参数,采用最小二乘法拟合得出全厂机组的供电煤耗特性曲线;在算法研究方面,通过分析得知等微增率法对供电煤耗特性曲线的二次项系数有特殊限制,因此,负荷经济分配算法采用对供电煤耗特性曲线要求不高的动态规划法;然后,构建以全厂机组供电总煤耗量最小为目标的数学模型,采用动态规划法在给定的约束条件下进行负荷经济分配。经过对全厂负荷指令从负荷允许下限到负荷允许上限进行经济分配,得出结论:采用动态规划法可以很好的找到负荷分配的最优解;负荷经济分配的结果表明,动态规划法可以在一定程度上优化全厂机组的运行,使性能较好的机组带较多的负荷,性能差的机组带较低的负荷,从而保证了全厂机组运行的经济性。同时,本论文对曲靖电厂厂级负荷经济分配系统做了详细的介绍,它是实现负荷在线实时分配的应用平台和实现基础。论文概述了曲靖电厂厂级负荷分配系统的整体结构,阐述了该系统在硬件、软件、数据采集等方面的情况,介绍了该系统的主要监控、操作画面、具体的操作方法和实现的功能,指出了曲靖电厂厂级负荷经济分配系统将是电网、电厂的一个节能调度双赢的系统。

关键词：自动发电控制负荷经济分配动态规划数据拟合

永磁同步风力发电系统MPPT分数阶控制策略研究

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永磁同步风力发电系统MPPT分数阶控制策略研究

作者：姜礼洁华北电力大学

学位级别：硕士

风能作为一种可再生的清洁型能源,在我国新能源开发领域占有重要地位。风力发电对电力系统的影响越来越大,优化其控制技术,研究新型控制策略始终是重要课题。本文以降低我国风电机组弃风率,增大系统功率输出为切入点,对风电机组处于额... 详细信息

风能作为一种可再生的清洁型能源,在我国新能源开发领域占有重要地位。风力发电对电力系统的影响越来越大,优化其控制技术,研究新型控制策略始终是重要课题。本文以降低我国风电机组弃风率,增大系统功率输出为切入点,对风电机组处于额定风速以下的工作状态进行控制,以维持最大功率输出的目的。分数阶微积分近年来在各工程技术领域得到了广泛应用并取得了不错的控制效果,基于此,本文将分数阶微积分理论引入风力发电系统低风速最大功率输出阶段的控制当中。论文完成的主要工作有:(1)选择在风力发电领域广泛应用的直驱式永磁同步风力发电系统,选用两电平双PWM全功率换流器连接风力发电机与电网,在MATLAB/Simulink中搭建其机理模型,使系统保持以恒功率因数1的状态并网稳定运行,为分数阶控制策略的应用建立良好的平台。(2)针对精确风速值难以测量且由于系统最大功率不断变化,最优转速给定值难以确定的问题,提出基于OPC曲线的扰动搜索法MPPT控制策略,用于获取最优转速给定值,取得了一定效果,但存在搜索时间长、稳定后存在微小振荡的问题。(3)针对上述问题提出基于分数阶粒子群优化的支持向量机MPPT复合控制策略,为获得高精度风速估计模型,利用基于时间因子的分数阶粒子群优化(TFFV-PSO)算法对风速估计模型进行参数整定,根据预测风速值实时改变扰动步长改善上述方法的不足。使得系统在未知风速的情况下,仍能快速搜索到最优转速给定值,并增强了其抗干扰能力。(4)确定最优转速给定值后,对机侧矢量控制系统转速环的控制器进行研究与改进。设计模糊分数阶PI控制器,改变积分阶次的模糊语言变量,重新制定模糊规则,对比整数阶PI控制器、分数阶PI控制器与模糊分数阶PI控制器的控制效果。经实验证明,模糊分数阶PI控制器能够明显改善风力发电系统在低风速最大功率输出阶段的控制性能,具有更快的响应速度与更强的鲁棒性,优化了整数阶PI控制器与分数阶PI控制器在变化剧烈的实测风速下控制效果不佳的问题,具有一定的参考意义与应用价值。

关键词：永磁同步风力发电系统 MPPT 扰动搜索法分数阶控制策略模糊控制

基于内模控制的直流炉主汽温控制策略应用研究

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基于内模控制的直流炉主汽温控制策略应用研究

作者：金飞华北电力大学

学位级别：硕士

随着锅炉朝着大容量、高参数的方向发展,超临界机组的特点日益显现:大大降低了煤耗,节约了能源,减少了排污量,提高了经济效益。本文介绍了超临界直流锅炉的结构特点,并对直流锅炉主汽温的粗调、细调控制方案进行了相关介绍,接着通过机... 详细信息

随着锅炉朝着大容量、高参数的方向发展,超临界机组的特点日益显现:大大降低了煤耗,节约了能源,减少了排污量,提高了经济效益。本文介绍了超临界直流锅炉的结构特点,并对直流锅炉主汽温的粗调、细调控制方案进行了相关介绍,接着通过机理分析,得到了超临界直流锅炉主汽温的动态数学模型。该模型由于纯滞后的存在,使得系统的超调量变大,调节时间变长,用常规的PID方法难以取得良好的控制效果。因此,如何改善时滞控制过程的控制品质一直是控制界的学者和研究人员关注的课题。本文介绍了内模控制的结构、内模控制的性质及参数设定方法,并用内模控制来整定PID控制器,其算法简单易行,只需整定一个参数,参数整定方便,便于工程应用。然后对大林控制和Smith控制的基础理论以及结构和控制器具体设计步骤进行了阐述,并研究两者和内模控制算法之间的关系,Smith控制和内模控制在结构上有相似性,Dahlin控制是内模控制在模型参数匹配时的特殊情况。本文在分析了模糊控制原理与特性后,得出模糊控制具有不需要被控对象精确数学模型和函数逼近能力强鲁棒性好的优点。然后将模糊控制和内模控制相结合,提出一种模糊内模控制策略,设计内模控制器,根据合适模糊规则,用模糊P调节器实时整定控制器的比例增益。借助MATLAB软件进行仿真,结果表明,该控制策略具有调节时间短和抗干扰能力强的优点。

关键词：超临界直流炉主汽温内模控制模糊控制

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AF9628超高强度钢热处理工艺优化研究

AF9628超高强度钢热处理工艺优化研究

作者：伊勇昆明理工大学

学位级别：硕士

随着是航空航天领域材料低成本化、高性能化的发展趋势,2016年国际上研发出一种低成本、高强度、高冲击韧性和高延展性的AF9628超高强度钢。本文以AF9628超高强度钢为研究对象,对其进行了热处理工艺的优化以及力学性能和微观机理的研究... 详细信息

随着是航空航天领域材料低成本化、高性能化的发展趋势,2016年国际上研发出一种低成本、高强度、高冲击韧性和高延展性的AF9628超高强度钢。本文以AF9628超高强度钢为研究对象,对其进行了热处理工艺的优化以及力学性能和微观机理的研究。通过Thermo-Calc热力学软件模拟,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察,热膨胀相变仪、X射线衍射仪、微束X射线荧光光谱仪和电子探针(EPMA)等试验表征方法,研究了热处理工艺制度对AF9628超高强度钢的影响,通过优化高温均匀化工艺减少或消除铸态AF9628超高强度钢的成分偏析,通过优化淬火和回火工艺改善锻态AF9628超高强度钢的强韧性。研究结果表明如下:本文对铸态AF9628超高强度钢的成分偏析进行了研究,并通过高温均匀化处理改善其偏析效果。AF9628超高强度钢在凝固过程中会产生粗大的枝晶,由于枝晶的存在导致C、Cr、Mn、Mo、Ni、Si和V等合金元素富集在枝晶间形成微观偏析。采用高温均匀化处理后,发现元素偏析程度均有减小,随着高温均匀化温度的升高及保温时间的延长,合金元素逐渐扩散,元素偏析逐渐消除,同时发现提高均匀化温度比保温时间对元素的扩散效果更佳,但高温会造成晶粒明显长大。在均匀化温度为1200℃、保温12 h时,合金元素扩散充分,枝晶结构基本消除,元素偏析已经得到充分改善,且避免了晶粒过分长大,可作为相应冷速下推荐的钢锭均质化制度。本文开展了淬火温度对AF9628超高强度钢力学性能的影响研究,并通过微观表征揭示了强韧性影响机理。采用相同的回火温度,随着淬火温度的升高,AF9628超高强度钢的抗拉强度和屈服强度呈现下降趋势,冲击吸收能量、伸长率、断面收缩率先升高后降低,在970℃时塑韧性达到峰值。微观组织上,随着淬火温度的升高,AF9628超高强度钢晶粒尺寸逐渐增大,未溶相逐渐溶解,未溶相含量及其粒径尺寸逐渐减小,当淬火温度为970℃时,未溶相大部分溶解,仅剩余微量的细小碳化物。当淬火温度为970℃时,试验钢的塑韧性较好,同时有足够的强度,其伸长率、断面收缩率、冲击吸收能量、抗拉强度和屈服强度分别为15%、59%、100 J、1746 MPa和1357 MPa。本文进一步开展了回火温度对AF9628超高强度钢力学性能的影响研究。采用前文优化的淬火温度(970℃),随着回火温度的升高,AF9628超高强度钢的抗拉强度呈现下降趋势,而屈服强度先上升后下降,冲击吸收能在低温回火时起伏较小,随着温度的升高先下降后升高,伸长率和断面收缩率开始起伏均较小,随后持续升高。微观组织上,AF9628超高强度钢在较低温度回火时,板条马氏体内有纳米级的ε-碳化物析出。随着回火温度的升高,板条马氏体回复程度提高、碳原子不断扩散到碳化物中,ε-碳化物逐渐粗化长大,转变成为片状渗碳体,板条马氏体界面逐渐变的模糊不清,此时塑韧性下降;但随着回火温度进一步升高,最终发展为尺寸较大的球状的渗碳体,塑韧性出现大幅提升。由于应用领域需要超高强度,AF9628钢选择在170～230℃低温回火以获得,良好的强韧性。

关键词： AF9628超高强度钢铸态高温均匀化热处理工艺力学性能微观组织

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超高强度钢高速冲击条件下组织性能研究

超高强度钢高速冲击条件下组织性能研究

作者：秦玉荣昆明理工大学

学位级别：硕士

本论文主要以超高强度钢作为研究对象,对其在高温和高速冲击环境下的力学性能以及微观组织形态展开了一系列的研究。首先是超高强度钢高温方面,主要是利用MTS880电子万能试验机进行不同温度系列的高温拉伸实验,并借助于金相、扫描电镜... 详细信息

本论文主要以超高强度钢作为研究对象,对其在高温和高速冲击环境下的力学性能以及微观组织形态展开了一系列的研究。首先是超高强度钢高温方面,主要是利用MTS880电子万能试验机进行不同温度系列的高温拉伸实验,并借助于金相、扫描电镜等仪器分析经高温拉伸后试样的显微组织和断口形貌,研究其高温软化抗力;其次是超高强度钢高速方面,主要是利用准静态压缩装置、霍普金森压杆(SHPB)装置,研究三种超高强度钢的静动态力学性能,并借助于金相、扫描电镜和透射电镜等研究高速冲击加载条件下的变形和破坏机制。全文主要获得以下研究结果：三种超高强度钢在试验温度400～700℃范围内,G54钢的高温软化抗力最强,其次是A100钢,G31钢的高温软化抗力最差;当试验温度为600℃时,G54二次硬化钢的塑性最差,可能由于杂质元素偏聚在晶界附近,使晶界强度减弱,形成应力集中源,在应力作用下容易在晶界萌生裂纹,裂纹沿着晶界扩展、长大,最终导致沿晶断裂;当试验温度为700℃时,G54二次硬化钢的塑性较高,可能由于晶界附近薄膜状逆转变奥氏体形成有关。在应变率10-3～5000s-1范围内,随着应变率的提高,三种超高强度钢材料的流变应力也逐渐提高,它们均具有一定的应变率强化效应即应变率敏感性。在应变率10-3～1000s-1范围内时,A100和G54钢应变率敏感性比较高,G31钢应变率敏感性较低;在应变率1000-5000S-1范围内时,A100和G31钢应变率敏感性较高,G54钢应变率敏感性较低。在高应变率加载条件下,随着应变的增加,材料的流变应力并未增大呈下降趋势,主要与材料的形变强化、应变率强化及热软化有关,说明试样在冲击过程中由于绝热温升导致热软化作用逐渐占主导地位造成的。三种超高强度钢在高应变速率冲击下断口形貌,从宏观上看均为45°剪切破坏,从微观上看断口的形貌均为拉长的抛物线状韧窝,属于韧性断裂,抛物线状的拉长韧窝是由剪应力作用形成的。在三类超高强度钢中,绝热剪切敏感性最低为G31钢,G54、A100钢的绝热剪切敏感性比较接近,但均高于G31钢。超高强度钢的绝热剪切敏感性高低与钢的成分、导热系数以及强度等因素有关,材料的屈强比或强导比值越高,则绝热剪切敏感性就越高。

关键词：超高强度钢高温软化抗力动态压缩高应变率绝热剪切敏感性

基于统计特性分析的电液随动系统状态监测方法研究

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基于统计特性分析的电液随动系统状态监测方法研究

作者：夏琳玲华北电力大学

学位级别：硕士

电液随动系统是一种机电液一体的复合系统,因其具有效率高、输出力矩大、响应较快等特点,在工业领域有着广泛的应用。伴随着我国工业事业的大力发展,在电液随动系统的安全性和经济性方面的考虑日益重要,对该系统的研究也逐渐得到社会广... 详细信息

电液随动系统是一种机电液一体的复合系统,因其具有效率高、输出力矩大、响应较快等特点,在工业领域有着广泛的应用。伴随着我国工业事业的大力发展,在电液随动系统的安全性和经济性方面的考虑日益重要,对该系统的研究也逐渐得到社会广泛关注。但电液随动系统结构复杂,存在着时变性和非线性,其内部故障具有一定的耦合性与隐蔽性,很难通过经验判断故障产生的位置及原因,而使用传统的计划定期检修方式会浪费大量人力、物力,甚至会导致严重的安全后果。为提高系统的运行经济性、安全性,解决系统运行过程中常见故障在初发阶段难以判断的问题,本文提出了一种电液随动系统状态监测的方法。本文主要完成了以下工作:(1)对电液随动系统进行了分析,该系统主要由液压标准元件组成,其中电磁阀部分采用电磁换向阀控制替代传统比例阀控制,优化了整个电液随动系统,具有结构简单、工作可靠等优点。根据工作要求对部分元件以及总体系统的组成以及参数进行了分析。针对系统具有非线性、模型参数的不确定性等特点,结合Simulink中的Sim Hydraulics软件对电液随动系统各模块进行了仿真分析,并基于该系统工作原理搭建了整体模型,根据前文分析数据对系统模型进行了参数设定,仿真结果验证了模型的有效性。(2)针对传统评价算法对于非线性系统精度不高的问题,提出一种结合Hurst和改进马氏距离的状态监测方法。该方法基于电液随动系统运行数据,通过Hurst指数寻优确定了代表系统最优性能的数据集,构建了系统性能的评价基准,改进了马氏距离的计算精度,分析了待测样本和最佳性能数据集之间的相关性等。在前文所搭建模型的基础上,改变模型中各液压元件的参数,模拟不同的故障状态并分析对活塞杆运动和响应特性的影响,结合仿真图、方差指标和α-MD指标对照正常和故障情况。仿真结果表明,该方法相比仿真图和传统评价指标,可以更全面地监测到电液随动系统的运行状态,更有效地提高了该系统状态监测的精度。(3)对GenSystem平台的总体框架、运行机理及平台上的通讯软件、实时数据库、状态监测平台等模块进行了功能介绍。借助该平台对基于α-MD指标的电液随动系统状态监测方法进行了平台模块设计以及应用。

关键词：状态监测电液随动系统 SimHydraulics Hurst指数马氏距离

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火电厂自动电压控制系统的优化研究

火电厂自动电压控制系统的优化研究

作者：孙金龙华北电力大学

学位级别：硕士

随着电网规模的扩大和风能、太阳能等新能源的大量涌入,电网电压的稳定性面临着更大的挑战,而火电厂作为重要的无功源,其自动电压控制系统在稳定电网电压方面发挥着越来越重要的作用。目前,国内部分火电厂存在着母线电压调节偏差转换成... 详细信息

随着电网规模的扩大和风能、太阳能等新能源的大量涌入,电网电压的稳定性面临着更大的挑战,而火电厂作为重要的无功源,其自动电压控制系统在稳定电网电压方面发挥着越来越重要的作用。目前,国内部分火电厂存在着母线电压调节偏差转换成全厂无功设定值不准确、机组无功控制器发出的脉宽调节时间不适合当前工况、无功控制系统与励磁控制系统之间不协调等问题,这些因素都影响着火电厂自动电压控制系统的投运率和合格率。为解决上述问题,首先,学习了火电厂自动电压控制系统的相关理论、DCS组态软件(maxDNA)和AVC系统组态逻辑,系统分析了控制机构和执行机构的每个关键环节。其次,根据云南华电巡检司发电有限责任公司自动电压控制系统的设计特点及其试验数据,采用理论推导和粒子群辨识相结合的方法建立其单机自动电压控制系统数学模型,并加入现场试验数据来对比仿真,验证了模型的准确性。最后,为提高控制过程的动态调节性能指标,改善控制效果,结合该自动电压控制系统的特点,采用工程实践性强的仿人智能算法,设计出仿人智能电压控制器和仿人智能无功控制器,通过分别仿真对比,验证了两种仿人智能控制器相结合的控制策略能够改善控制效果,实现了对火电厂自动电压控制系统的优化,有利于提高电网电压的稳定水平,对于火电厂自动电压控制系统的工程实践具有实用价值。

关键词：自动电压控制系统建模仿人智能控制优化

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四旋翼无人机模型仿真和飞行控制优化

四旋翼无人机模型仿真和飞行控制优化

作者：刘适华北电力大学

学位级别：硕士

四旋翼无人机是一种常见的小型无人机,起降方便,能够应用在航拍、灾难救援、测绘、电力巡检等领域,具有很强的实际应用价值。本文主要从四旋翼无人机研究背景、系统动力学分析与建模、滑模控制律设计、卡尔曼滤波数据融合、自主飞行试... 详细信息

四旋翼无人机是一种常见的小型无人机,起降方便,能够应用在航拍、灾难救援、测绘、电力巡检等领域,具有很强的实际应用价值。本文主要从四旋翼无人机研究背景、系统动力学分析与建模、滑模控制律设计、卡尔曼滤波数据融合、自主飞行试验等几个方面对四旋翼无人机展开研究。分别从软件和硬件两个方面对无人机的飞行质量进行了优化。首先,根据四旋翼无人机的机身结构分析了无人机的飞行原理,根据无人机的线运动和角运动建立其数学模型,同时建立了作为无人机飞行执行机构的电机模型。其次,考虑到四旋翼无人机的建模误差和模型对外扰敏感的特点,采用了滑模控制作为无人机的飞控算法,分别设计了无人机的位置滑模控制器和姿态滑模控制器。并对设计的控制器进行了Matlab仿真,验证了滑模控制算法对无人机姿态角和位置控制的有效性。接着,针对四旋翼无人机各传感器性能单一,无法满足对其姿态角和位置准确追踪的特点,采用卡尔曼滤波算法对多个传感器进行数据融合,得到比单一信息源更连续准确可靠的导航信息。最后,完成四旋翼无人机硬件部分总体设计。在进行机身硬件设计时结合无人机的飞行环境、无人机抗外扰能力、控制算法程序设计、零部件的成本等因素。用设计好的四旋翼无人机进行了飞行试验,室外自主飞行试验取得了成功证明了机身设计的合理性和飞控算法的有效性。

关键词：四旋翼无人机建模滑模控制数据融合飞行验证