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电网调频型飞轮储能系统自适应鲁棒充电控制方法研究

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电力系统保护与控制 2019年第8期47卷 56-61页

作者：武鑫滕伟柳亦兵华北电力大学先进飞轮储能技术研究中心北京102206

飞轮储能系统对电网频率调节控制的效果优异,能够有效地提高电网频率稳定性,保证电网运行的可靠性和安全性。为了提高电网波动下的系统充电过程中系统性能和转速跟踪精度,并减小系统的振动和冲击,针对采用永磁同步电机的此类系统,基于... 详细信息

飞轮储能系统对电网频率调节控制的效果优异,能够有效地提高电网频率稳定性,保证电网运行的可靠性和安全性。为了提高电网波动下的系统充电过程中系统性能和转速跟踪精度,并减小系统的振动和冲击,针对采用永磁同步电机的此类系统,基于矢量控制策略提出了转子转速自适应鲁棒控制(ARC)方法和连续参考转速曲线。通过建立的仿真模型,对推导的方法进行了验证。接着应用转速PID控制方法和等加速度参考转速曲线。仿真结果表明:基于转速ARC控制方法和连续参考转速曲线,系统的转速稳态误差为0.03%,角加速度稳态误差为0.7%,电网波动下的转速最大误差为0.8%;基于转速PID控制方法和等加速度参考转速曲线时,系统的转速稳态误差为0.08%,角加速度稳态误差为1.6%,电网波动下的转速最大误差为6.0%。因此,采用转速ARC控制方法和连续参考转速曲线的系统性能和转速跟踪误差明显优于采用转速PID控制方法和等加速度参考转速曲线。

关键词：调频型飞轮储能系统充电控制连续参考转速曲线自适应鲁棒控制方法

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洛伦兹平面电机解耦控制与参数校准

中国电机工程学报 2012年第21期32卷 112-118页

作者：滕伟柳亦兵武鑫穆海华华北电力大学能源动力与机械工程学院北京市昌平区102206 清华大学精密仪器与机械学系北京市海淀区100084

解耦控制策略与控制参数校准技术是实现洛伦兹平面电机超精密运动控制的关键。在已有的动力学模型的基础上,采用基于模型逆变换的方法构建洛伦兹平面电机三自由度运动控制结构,实现解耦控制。为进一步提高解耦控制精度,对运动系统中的... 详细信息

解耦控制策略与控制参数校准技术是实现洛伦兹平面电机超精密运动控制的关键。在已有的动力学模型的基础上,采用基于模型逆变换的方法构建洛伦兹平面电机三自由度运动控制结构,实现解耦控制。为进一步提高解耦控制精度,对运动系统中的不确定因素进行分析,通过校准解耦控制参数补偿不确定因素对精度的影响。提出了基于实测数据的最小二乘算法,对解耦控制中的位置相关解耦矩阵进行校准,并改进已有校准算法,对力相关解耦矩阵进行动态验证。实测结果证明了所提方法的有效性与可行性,该方法已成功应用于工程实践。

关键词：洛伦兹平面电机解耦控制参数校准最小二乘算法

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基于双谱分析的大型汽轮机振动故障特性提取

中国电机工程学报 2010年第2期30卷 98-103页

作者：严可国柳亦兵徐鸿周雁冰电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

汽轮机轴系振动通常以与转速同步的频率(基频)及其谐波成分为主,具有典型的亚高斯信号特征,多数轴系故障均表现为某些谐波成分的变化,并且谐波间存在一定程度的非线性耦合作用,使得基于二阶统计量的功率谱分析技术在故障原因分析和特征... 详细信息

汽轮机轴系振动通常以与转速同步的频率(基频)及其谐波成分为主,具有典型的亚高斯信号特征,多数轴系故障均表现为某些谐波成分的变化,并且谐波间存在一定程度的非线性耦合作用,使得基于二阶统计量的功率谱分析技术在故障原因分析和特征提取方面受到限制。该文针对大型汽轮机组在实际运行中出现的某种具有半频特征的不稳定振动现象,将高阶谱应用于实测轴系振动信号分析,通过对比分析稳定状态和不稳定状态下振动信号的双谱和1(1/2)分数维谱,确定引起不稳定振动的半频成分的非线性谐波耦合特性。在此基础上,提出采用双谱的边际谱以及1(1/2)分数维谱中对应成分作为特征值,对不稳定振动现象的变化趋势进行监测。分析结果表明,这种特征提取方法可以更加明显地表现异常振动的变化,具有故障反映灵敏度高的特点,并可以有效抑制测量振动信号中的高斯噪声,可以为自动故障诊断提供更有效的特征参数。

关键词：汽轮机振动故障诊断高阶谱 1(1/2)维谱

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高速飞轮与电机耦合动力学模型研究

太阳能学报 2024年第8期45卷 27-33页

作者：何海婷张昊随柳亦兵华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

基于替代映射方法分别建立主动磁轴承和永磁同步电机的非线性模型,并与飞轮转子动力学模块、PID控制器等组件结合,构造高速飞轮转子与电机耦合的非线性动力学系统模型。仿真结果表明,替代映射方法计算得到的永磁同步电机齿槽转矩数值与... 详细信息

基于替代映射方法分别建立主动磁轴承和永磁同步电机的非线性模型,并与飞轮转子动力学模块、PID控制器等组件结合,构造高速飞轮转子与电机耦合的非线性动力学系统模型。仿真结果表明,替代映射方法计算得到的永磁同步电机齿槽转矩数值与有限元模型结果之间误差较小,具有良好的精度,可正确描述其基频到多次倍频的振动特性。永磁同步电机转子偏心作用力随着转子振幅的增大而增强,会显著削弱主动磁轴承对飞轮转子的控制能力。基于前人“双弹簧”模型,结合永磁同步电机替代映射模型,建立包含主动磁轴承和永磁同步电机的“三弹簧”模型。仿真计算结果表明,永磁同步电机转子偏心作用力改变了飞轮转子的第二临界转速的频率和振幅,作用力较大和位置偏置会造成第二临界转速附近的运动失稳。

关键词：储能飞轮转子磁轴承永磁同步电机非线性动力学替代映射

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光刻机工作台超精密运动与同步控制

机械工程学报 2011年第11期47卷 185-190页

作者：滕伟柳亦兵穆海华华北电力大学机电工程研究所北京102206 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

以同步扫描的运动性能为目标,研究针对步进扫描投影光刻机工作台的超精密运动与同步控制策略。结合工作台的结构特点,提出一种粗、微复合运动控制方法,即:微动台纳米级微动,粗动台微米级跟随运动;以硅片台、掩模台的三阶轨迹规划与轨迹... 详细信息

以同步扫描的运动性能为目标,研究针对步进扫描投影光刻机工作台的超精密运动与同步控制策略。结合工作台的结构特点,提出一种粗、微复合运动控制方法,即:微动台纳米级微动,粗动台微米级跟随运动;以硅片台、掩模台的三阶轨迹规划与轨迹重叠为基础,进行扫描过程中的同步状态规划;为实现纳米级的同步运动精度,进行硅片台与掩模台的动态特性比较,在此基础上提出工作台交叉反馈的同步控制策略,使掩模台实时跟踪硅片台的运动趋势,并设计同步误差模型进行运动性能评估。该方法已在100 nm步进扫描投影光刻机中得到实际应用,并取得良好效果。

关键词：工作台运动控制同步状态同步控制

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大型旋转机械状态监测与故障诊断研究进展

振动．测试与诊断 2015年第1期35卷 1-11页

作者：杨世锡尚小林柳亦兵严可国刘学坤浙江大学机械工程学院杭州310027 四川东方电气自动控制工程有限公司德阳618000 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 北京英华达软件工程有限公司北京100086

分析了旋转机械状态监测与故障诊断研究的重要意义。提出了一种由状态监测与故障诊断理论和方法、状态监测与故障诊断关键技术、状态监测与故障诊断系统、状态监测与故障诊断工程应用四个方面相互支撑的旋转机械状态监测与诊断研究的体... 详细信息

分析了旋转机械状态监测与故障诊断研究的重要意义。提出了一种由状态监测与故障诊断理论和方法、状态监测与故障诊断关键技术、状态监测与故障诊断系统、状态监测与故障诊断工程应用四个方面相互支撑的旋转机械状态监测与诊断研究的体系架构，给出了一个超超临界汽轮发电机组状态监测与故障诊断系统研究的实例。分别综述了大型旋转机械状态监测与故障诊断的理论和方法、关键技术、应用系统研究及其工程应用的进展，提出了对于旋转机械状态监测与诊断研究的思考与建议。

关键词：旋转机械状态监测故障诊断特征提取

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大跨越架空线路防振辅助设计专家系统及应用

中国电机工程学报 2010年第4期30卷 99-104页

作者：王洪柳亦兵王景朝徐鸿曹道珍华北电力大学能源与动力工程学院北京市昌平区102206 中国电力科学研究院北京市宣武区100055

大跨越架空线路的档距大,水面平坦,极易形成较强的层流风,微风振动是防护的重点。现场安装的防振措施均通过初步设计和实验室内模拟试验后确定。为减少大跨越防振试验次数,优化防振措施,介绍基于神经网络建立的大跨越防振辅助设计专家系... 详细信息

大跨越架空线路的档距大,水面平坦,极易形成较强的层流风,微风振动是防护的重点。现场安装的防振措施均通过初步设计和实验室内模拟试验后确定。为减少大跨越防振试验次数,优化防振措施,介绍基于神经网络建立的大跨越防振辅助设计专家系统,该专家系统通过对以往大量工程实例的学习,自动从实例中提取防振方案花边布置方法,为模拟试验提供优化的防振方案。最后结合工程实例,采用专家系统进行了辅助设计,结果表明,经专家系统优化后的防振方案防振效果更明显。

关键词：微风振动大跨越架空线路神经网络专家系统 β阻尼线

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输电线路风雨激振分析模型及数值分析

振动．测试与诊断 2012年第3期32卷 462-466,518页

作者：周超芮晓明柳亦兵齐芊枫华北电力大学能源与动力学院昌平102206 上海微高精密机械工程有限公司上海201203

在分析电晕放电激振机理的基础上,基于有限单元法和Newmark积分法建立了输电线路风雨激振有限元分析模型。基于试验和数值分析方法,以输电线型号LGJ-240的相关参数为参考,分别研究了电晕放电离子风的产生及响应、电晕力和风载作用下的... 详细信息

在分析电晕放电激振机理的基础上,基于有限单元法和Newmark积分法建立了输电线路风雨激振有限元分析模型。基于试验和数值分析方法,以输电线型号LGJ-240的相关参数为参考,分别研究了电晕放电离子风的产生及响应、电晕力和风载作用下的瞬态响应和谐响应特性。研究表明,电晕放电对舞动具有显著作用,并在特定输电线结构条件下,易于与外界风载耦合作用引起舞动。分析方法和结论可为多风雨区域的特高压输电线路设计、已有线路升级改造以及振动抑制提供必要参考。

关键词：风雨激励有限单元法离子风电晕放电

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存在初始静偏心的储能飞轮转子动力学特性

太阳能学报 2024年第3期45卷 225-232页

作者：张昊随柳亦兵滕伟武鑫华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 华北电力大学先进飞轮储能技术研究中心北京102206

以大功率储能飞轮转子系统为研究对象,探究电机转子存在初始静偏心时飞轮动力学特性的变化规律。首先使用能量法求出电机转子不平衡磁拉力(UMP)与转子偏心位移之间的关系,采用Timoshenko梁单元模型建立包含UMP的飞轮转子机电耦合动力学... 详细信息

以大功率储能飞轮转子系统为研究对象,探究电机转子存在初始静偏心时飞轮动力学特性的变化规律。首先使用能量法求出电机转子不平衡磁拉力(UMP)与转子偏心位移之间的关系,采用Timoshenko梁单元模型建立包含UMP的飞轮转子机电耦合动力学模型,计算分析电机转子初始偏心量和偏心方向对飞轮稳态和瞬态特性的影响,得出以下结论:随着偏心量的增大,上轴承处轴心轨迹出现嵌套圆环,频谱出现3种频率成分且幅值增大,升速响应曲线共振峰的峰值增大,对应转速减小;当偏心方向改变且旋转一周时,转频等成分的幅值、升速响应曲线共振峰值产生明显的周期规律变化。

关键词：飞轮转子储能动力学初始静偏心不平衡磁拉力机电耦合

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