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中浅水海域漂浮式风机系泊系统的设计与分析

中浅水海域漂浮式风机系泊系统的设计与分析

作者：何朕大连海事大学

学位级别：硕士

随着经济发展与能源需求之间的矛盾日益突出,扩大新能源的使用规模成为一种必然趋势。在中国,大部分海上风场所处在中浅水海域,其设计水深约25—65m。固定式海上风机多用于浅水海域,漂浮式海上风机多用于深水海域,而中浅水海域应用何种... 详细信息

随着经济发展与能源需求之间的矛盾日益突出,扩大新能源的使用规模成为一种必然趋势。在中国,大部分海上风场所处在中浅水海域,其设计水深约25—65m。固定式海上风机多用于浅水海域,漂浮式海上风机多用于深水海域,而中浅水海域应用何种海上风机较为模糊。对研究者而言,设计适用于这种中间水域的漂浮式风机定位的系泊系统是一个很大的挑战。本文以15MW一体化半潜式漂浮式风力发电机的系泊系统设计作为研究对象,并将中浅水海域分为中浅水海域深水区和中浅水海域浅水区来研究。系泊系统的设计是通过测试一系列的锚链长度、锚链形式、系泊方法以及布置形式的影响来完成的。通过全耦合时域仿真研究系泊系统在不同海况下的动态响应,来对比相同工况下漂浮式平台基础的运动和系泊张力,从而考察系泊系统设计的合理性和效率。在中浅水海域深水区,研究各工况下锚链长度、添加浮体和配重块的新型锚链对系泊系统的影响。同时,研究在极端工况下的锚链安全性和引入动力定位模型后的系泊系统的变化。在中浅水海域浅水区,研究张紧式系泊方式以及垂向角、预张力对系泊系统的影响。研究结果表明,在中浅水海域深水区,系泊缆的长度至少应为水深的十倍;在中浅水海域浅水区,系泊缆的长度至少应为水深的十六倍,以实现适当的定位控制。在中浅水海域的系泊系统中,浮体和配重块对改变系泊缆的形状起到了有效的作用,调整垂向角和预张力的大小对张紧式系泊系统有影响,加入动力定位模型对系泊系统有了一定的改善作用。该研究为未来中浅水海域漂浮式风机产业的发展提供了很好的参考。

关键词：漂浮式风机系泊系统中浅水海域浮体和配重块张紧式系泊

Ti6Al4V高速切削锯齿形切屑及切削力实验研究

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Ti6Al4V高速切削锯齿形切屑及切削力实验研究

作者：何朕天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

钛合金因优越的性能而被广泛应用于航空航天和武器装备等领域,但由于切削加工性较差,在高速切削中易出现切削力大、切削温度高和刀具磨损严重等问题,导致其加工成本高、生产效率低。为解决这一瓶颈问题需对钛合金在高速切削加工机理方... 详细信息

钛合金因优越的性能而被广泛应用于航空航天和武器装备等领域,但由于切削加工性较差,在高速切削中易出现切削力大、切削温度高和刀具磨损严重等问题,导致其加工成本高、生产效率低。为解决这一瓶颈问题需对钛合金在高速切削加工机理方面做进一步研究。因此本课题在较大切削参数范围内对Ti6Al4V钛合金开展了高速正交切削实验,从切削变形和切削力方面深入揭示了Ti6Al4V高速切削加工机理。主要研究内容及结论如下:(1)Ti6Al4V钛合金切削实验。设计专用刀架,在铣床上搭建正交切削实验平台。完成试件制作,确定实验刀具、实验机床、切屑观测及切削力测量设备,选取全因素实验参数,介绍实验过程。(2)Ti6Al4V钛合金切削变形分析。对不同切削条件下的切屑进行观测,分析锯齿形切屑的形成机理,通过锯齿形切屑的物理表征和几何表征,研究切削用量和刀具前角对锯齿形切屑的影响,并结合实验结果对现有带间距预测模型进行对比分析。结果表明:Ti6Al4V钛合金高速切削锯齿形切屑的出现是绝热剪切所致。剪切带内显微硬度会随切削速度的增加而增大。随着切削速度的增加,切屑锯齿化程度与锯齿频率均会随之增大,绝热剪切带宽度和间距、锯齿间距、齿顶角、齿底角则会随之减小;随着切削厚度的增加,切屑锯齿化程度、绝热剪切带宽度和间距、锯齿间距均会随之增大,锯齿频率会随之减小,而齿顶角和齿底角则无明显变化;随着刀具前角的增大,锯齿化程度、绝热剪切带间距和锯齿间距均会随之减小,锯齿频率、齿顶角和齿底角则会随之增大,而绝热剪切带宽度则无明显变化。在现有带间距预测模型中,基于能量耗散的理论模型预测效果更好。(3)Ti6Al4V钛合金静态切削力分析。分析切削用量和刀具前角对静态切削力的影响,分别建立基于线性回归分析和BP神经网络的静态切削力预测模型,并通过实验数据进行验证。结果表明:静态切削力与切削速度和刀具前角呈负相关关系,与切削厚度呈正相关关系;基于线性回归分析和BP神经网络所建立的静态切削力模型预测结果与实验结果相吻合,可为实际加工提供理论依据。(4)Ti6Al4V钛合金动态切削力分析。分析切削用量和刀具前角对动态切削力的影响,对动态切削力与锯齿形切屑之间的关系进行定性分析,并基于动态切削力幅值与锯齿频率建立动态切削力理论预测模型。结果表明:动态切削力最大值F与幅值F会随着切削速度的增加而下降,随着切削厚度的增加而上升。当刀具前角增大时,动态切削力的最大值F会呈现出减小趋势,而幅值F则无明显变化规律。随着切削厚度的增加,动态切削力幅值与锯齿化程度之间呈正相关关系;随着切削速度的增加,动态切削力幅值与锯齿化程度之间呈负相关关系。动态切削力模型预测的结果与实验结果基本一致。

关键词： Ti6Al4V钛合金高速切削锯齿形切屑静态切削力动态切削力

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压电驱动器系统的控制设计

电机与控制学报 2016年第5期20卷 96-102页

作者：王毅何朕哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

针对压电伺服系统中执行机构的应用特点,分析指出压电超声马达不适宜用作高精度伺服系统中的执行机构,而是应该采用压电堆驱动的执行机构。对于压电堆驱动器的迟滞特性,提出采用便于进行仿真研究的Bouc-Wen迟滞模型,用Bouc-Wen模型分析... 详细信息

针对压电伺服系统中执行机构的应用特点,分析指出压电超声马达不适宜用作高精度伺服系统中的执行机构,而是应该采用压电堆驱动的执行机构。对于压电堆驱动器的迟滞特性,提出采用便于进行仿真研究的Bouc-Wen迟滞模型,用Bouc-Wen模型分析了压电堆驱动器的非线性迟滞特性和它的补偿问题。提出了采用基于负反馈原理的扰动观测器来补偿迟滞,进一步分析了具有迟滞特性的压电伺服系统的自振荡问题,并与齿隙滞环引起的自振荡进行了比较,指出带压电滞环反馈的系统中是不会出现自振荡的。基于上述分析,提出了一种压电伺服系统的设计指导,并给出了仿真结果。

关键词：压电驱动器超声马达迟滞特性齿隙补偿

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超空泡航行体的反馈控制设计

电机与控制学报 2017年第8期21卷 101-108页

作者：何朕庞爱平哈尔滨工业大学控制科学与工程系黑龙江哈尔滨150001

针对超空泡航行体的弱阻尼和耦合特性,提出采用内外回路的设计思想。用俯仰角反馈来对弱阻尼的动态特性进行镇定,并与运动学进行解耦。再根据深度信号作为输出,对以运动学方程为主的主回路进行设计。对所设计的系统用Nyquist法进行了理... 详细信息

针对超空泡航行体的弱阻尼和耦合特性,提出采用内外回路的设计思想。用俯仰角反馈来对弱阻尼的动态特性进行镇定,并与运动学进行解耦。再根据深度信号作为输出,对以运动学方程为主的主回路进行设计。对所设计的系统用Nyquist法进行了理论分析,结论是这种用回路和带宽来确定反馈增益的做法是很有效的,既能满足深度控制的良好性能要求,又能保证姿态回路的稳定性。通过在扰动作用下的仿真对这个结论进行了验证。所提出的这种设计的每一步都有明确的物理解释,为状态反馈设计提供了一种新的思路,具有推广价值。

关键词：超空泡超空泡航行体反馈控制频域解耦滑行力深度控制

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超空泡航行体的扰动观测器补偿设计

电机与控制学报 2018年第1期22卷 107-113页

作者：庞爱平何朕哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

针对水下高速超空泡航行体尾部与空泡壁周期性碰撞的现象,提出了采用扰动观测器来补偿和消除重力的影响。推导了扰动观测器方程,给出了补偿器设计方案。仿真验证了扰动补偿能够避免超空泡航行体前进中周期性碰撞空泡壁的现象,并且控制... 详细信息

针对水下高速超空泡航行体尾部与空泡壁周期性碰撞的现象,提出了采用扰动观测器来补偿和消除重力的影响。推导了扰动观测器方程,给出了补偿器设计方案。仿真验证了扰动补偿能够避免超空泡航行体前进中周期性碰撞空泡壁的现象,并且控制面偏转角满足正常工作范围的要求。接入扰动估计和补偿控制后,航行体由原来的周期性拍打空泡壁能很快恢复到平稳工作状态。结论是扰动观测补偿的设计能够避免超空泡航行体产生滑行,使运动更为平稳,并且减少了前进的阻力。所提的扰动估计和补偿的控制思想,避免了直接补偿时执行机构行程过大的问题,可用于一般的控制系统设计。

关键词：超空泡超空泡航行体扰动观测器补偿滑行

“但书”出罪司法适用的审视与规范——以裁判文书说理为视角

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山东法官培训学院学报 2023年第5期39卷 49-63页

作者：何朕吴炎冰北京市第二中级人民法院刑二庭

通过分析援引《刑法》第13条“但书”出罪裁判文书,发现“但书”出罪存在说理不足、说理欠妥、适用场域不明等问题,造成司法裁判尺度不统一。问题根源在于对“但书”的司法功能和规范内涵认识不清。“但书”是对形式上符合犯罪构成要件... 详细信息

通过分析援引《刑法》第13条“但书”出罪裁判文书,发现“但书”出罪存在说理不足、说理欠妥、适用场域不明等问题,造成司法裁判尺度不统一。问题根源在于对“但书”的司法功能和规范内涵认识不清。“但书”是对形式上符合犯罪构成要件,却非典型性的阻却实质可罚性的疑难案件予以出罪的授权性规范。应通过恰当的文书释法说理,充分论证“但书”实质价值判断的可接受性。为规范“但书”的说理,通过法律解释方法明晰“情节显著轻微危害不大,不认为是犯罪”的规范内涵,明确出罪自由裁量权的边界。为强化“但书”的说理,可通过类型化说理模型,指引裁判文书阐明“但书”出罪的事理、法理、情理,在依法裁判的同时实现个案正义。

关键词：但书出罪司法适用裁判文书说理

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伺服系统的摩擦补偿

电机与控制学报 2013年第8期17卷 107-112页

作者：王毅何朕哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

为了补偿摩擦的影响,提出了一个有效的基于观测器的补偿方案。摩擦会引起跟踪误差、自振荡以及滞-滑现象。摩擦的补偿离不了摩擦模型,对流行的LuGre模型和钳位型摩擦模型进行了对比分析。指出摩擦是一种自然现象,不可能用从速度v到摩擦... 详细信息

为了补偿摩擦的影响,提出了一个有效的基于观测器的补偿方案。摩擦会引起跟踪误差、自振荡以及滞-滑现象。摩擦的补偿离不了摩擦模型,对流行的LuGre模型和钳位型摩擦模型进行了对比分析。指出摩擦是一种自然现象,不可能用从速度v到摩擦力F的简单的单方向的信号流关系来完全描述。从这个意义上来说,LuGre模型并不是真正的摩擦模型,因此基于LuGre模型的观测器补偿方案并不是总能奏效的。提出基于扰动观测器的补偿方案,并进行了分析。因为带摩擦的系统的典型特性是滞-滑爬行和滞-滑自振荡,所以摩擦补偿的效果也就应该从这些非线性特性上来进行考察。分析表明,这种基于扰动观测器的补偿对自振荡有很强的抑制作用,并可消除低速下的爬行现象。

关键词：滞-滑运动自振荡摩擦模型摩擦补偿扰动观测器

“但书”出罪司法适用的审视与规范——以裁判文书说理为视角

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“但书”出罪司法适用的审视与规范——以裁判文书说理为视角

人民法院服务中国特色社会主义法治体系建设与刑事法律适用...

作者：何朕吴炎冰北京市法学会

引言近年来,我国刑事司法实践出现陆某代购抗癌药案、王某某收购玉米案等舆论热点案件,虽然司法机关最终回应社会关切,对案件作出了妥善处理,但也反映出缺乏合理价值引导的法条主义和机械司法与社会公众对个案正义的期待之间存在一定紧...

引言近年来,我国刑事司法实践出现陆某代购抗癌药案、王某某收购玉米案等舆论热点案件,虽然司法机关最终回应社会关切,对案件作出了妥善处理,但也反映出缺乏合理价值引导的法条主义和机械司法与社会公众对个案正义的期待之间存在一定紧张关系。实际上,我国《刑法》第13条的"但书"规定"情节显著轻微危害不大的,不认为是犯罪",为出罪的实质价值判断提供了规范依据。本文从司法实践入手,以裁判文书说理为视角,分析"但书"出罪的实际运行状况及存在问题,探寻"但书"的司法功能定位,对加强和规范适用"但书"出罪的裁判文书释法说理进行研究。

关键词：

来源： cnki会议评论

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基于广义系统观测器的电池荷电状态估计

电机与控制学报 2016年第1期20卷 94-98页

作者：何朕王广雄哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

提出了一种新的电池荷电状态(SOC)的估计方法。电池的开路电压(OCV)与SOC之间是一种分段线性的关系,为了避开这类非线性问题,观测器设计时的通行做法是将输出电压的方程式对时间进行求导。文中分析表明这种对电压方程求导的做法是不正... 详细信息

提出了一种新的电池荷电状态(SOC)的估计方法。电池的开路电压(OCV)与SOC之间是一种分段线性的关系,为了避开这类非线性问题,观测器设计时的通行做法是将输出电压的方程式对时间进行求导。文中分析表明这种对电压方程求导的做法是不正确的。指出可以将分段线性关系看做是广义系统中的一种线性约束,从而提出用广义系统观点来处理电池的这个分段线性约束,并且设计了广义系统观测器。仿真结果表明所提出的观测器的有效性。

关键词：广义系统观测器电池荷电状态