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Impedance Analysis of Forging Process and Strategy Study on Compliance for Forging Manipulator

Chinese Journal of Mechanical Engineering 2013年第4期26卷 651-658页

作者： ZHANG Pu YAO Zhenqiang du zhengchun State Key Lab of Mechanical System and Vibration Shanghai Jiao Tong University

In the field of heavy forging, there are numerous researches on deformation rule in forging process by FEM simulation, however, not many scholars take the equipment constraint and the mutual reaction load between the forging manipulator clamp and the forging blank into account, which will impact on safety of manipulator body and quality of forging blank. This paper presents an impedance model to describe the load and formulates compliance strategies correspondingly to reduce the mutual reaction load for forging manipulator. Firstly, an FEM model of forging process is built. Meanwhile, the clamp of forging manipulator is added to the model as movement constraint and interaction part between the manipulator and the forming process. Secondly, a typical forging process is simulated by changing the movement constraint, and then an impedance model is established to describe the relationship between the load and movement constraint. Finally, two kinds of compliance strategies are formulated according to the impedance model, one is called free compliance, and the other is initiative/passive compliance. The simulation results show that compliance strategies reduce the load amounting to 5 000 kN in z direction between the manipulator clamp and the forging blank obviously, which may lead to serious accidents, such as the capsizing of forging manipulator, the fracture of manipulator clamp, and so on. The proposed research simulates the more real forging process, gets the initiative/passive compliance strategy which is more simple and suitable to the real producing and better for forming a forging process planning and control system in the modern production, and improves the quality and efficiency of heavy forging.

关键词： forging impedance compliance manipulator

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Small-signal Stability Analysis and Improvement with Phase-shift Phase-locked Loop Based on Back Electromotive Force Observer for VSC-HVDC in Weak Grids

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Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2023年第3期11卷 980-989页

作者： Yongqing Meng Haibo Wang Ziyue duan Feng Jia zhengchun du Xiuli Wang State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment Shaanxi Province Key Laboratory of Smart GridXi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049China State Grid Henan Electric Power Corporation Maintenance Company Zhengzhou 450000China IEEE

Voltage source converter based high-voltage direct current(VSC-HVDC)transmission technology has been extensively employed in power systems with a high penetration of renewable energy ***,connecting a voltage source converter(VSC)to an AC weak grid may cause the converter system to become *** this paper,a phase-shift phaselocked loop(PS-PLL)is proposed wherein a back electromotive force(BEMF)observer is added to the conventional phaselocked loop(PLL).The BEMF observer is used to observe the voltage of the infinite grid in the stationaryαβframe,which avoids the problem of inaccurate observations of the grid voltage in the dq frame that are caused by the output phase angle errors of the *** VSC using the PS-PLL can operate as if it is facing a strong grid,thus enhancing the stability of the VSC-HVDC *** proposed PS-PLL only needs to be properly modified on the basis of a traditional PLL,which makes it easy to *** addition,because it is difficult to obtain the exact impedance of the grid,the influence of shortcircuit ratio(SCR)estimation errors on the performance of the PS-PLL is also *** effectiveness of the proposed PSPLL is verified by the small-signal stability analysis and timedomain simulation.

关键词： Phase-locked loop(PLL) small-signal model stability improvement voltage source converter based high-voltage direct current(VSC-HVDC) weak grid

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RESEARCH ON THE DYNAMIC PROPERTY OF PIEZOELECTRIC MICRO DISPLACEMENT ACTUATOR FOR BORING ERROR COMPENSATION

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2002年第2期15卷 97-102页

作者： du zhengchun Yang Jianguo Yao ZhenqiangSchool of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, ChinaYan JingpingSoutheast University Mechanical Engineering Shanghai Jiaotong University 上海 200030 Southeast University

The dynamic property of piezoelectric micro displacement actuator (PMDA) isanalyzed, especially the mechanical characteristic, lag phase property and hysteresis *** influence factors of static and dynamic mechanical characteristics and the lag phase propertyare analyzed systematically. Three main influence factors of lag phase property are discovered, Withcomparison to mechanical Coulomb friction, a generalized model of nonlinear hysteresis of PMDA isadvanced, based on the essential analysis of nonlinear phenomenon. Finally the application of PMDAin error compensation control system of boring is introduced, A good compensation result isachieved.

关键词： Piezoelectric actuator Dynamic property Lag phase Hysteresis Errorcompensation

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含VSC-HVDC交直流混联电力系统三相谐波潮流统一算法

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中国电机工程学报 2018年第8期38卷 2284-2293页

作者：刘博杜正春西安交通大学电气工程学院

将基于电压源换流器的高压直流（voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC）输电系统谐波潮流算法从单相扩展到三相,提出含VSCHVDC交直流混联电力系统三相谐波潮流统一算法。为计及直流系统中换流变压器和... 详细信息

将基于电压源换流器的高压直流（voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC）输电系统谐波潮流算法从单相扩展到三相,提出含VSCHVDC交直流混联电力系统三相谐波潮流统一算法。为计及直流系统中换流变压器和VSC的不对称,分别建立它们的三相谐波模型,而平衡的交流系统采用对称分量谐波模型。交直流系统的对称与不对称部分之间以相-序分量转换方程为接口。交流侧的三相基波和谐波量以及直流侧的直流、基波和谐波量用牛顿法统一求解。该算法保持了VSCHVDC单相谐波潮流算法的高精度和相对于时域仿真法的计算速度优势,完善了VSC-HVCD的谐波模型,使其更加通用且符合实际情况,计及了不对称所引起的交、直流侧非特征谐波,是VSC-HVDC谐波分析频域法的进一步发展。

关键词：交直流系统不对称谐波潮流高压直流输电三相电压源换流器

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基于圆和非圆复合轨迹的三轴数控装备几何运动误差检测新方法

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机械工程学报 2012年第16期48卷 1-7页

作者：杜正春杨帆上海交通大学机械工程与动力学院上海200030

针对三轴数控装备,综合考量现有方法的特点,提出一种基于圆和非圆(直线、折线)复合轨迹的几何运动误差检测新方法。根据多体系统理论,运用齐次坐标变换方法建立误差模型,通过检测三个坐标平面内直线(折线)运动轨迹精度得到包括位置误差... 详细信息

针对三轴数控装备,综合考量现有方法的特点,提出一种基于圆和非圆(直线、折线)复合轨迹的几何运动误差检测新方法。根据多体系统理论,运用齐次坐标变换方法建立误差模型,通过检测三个坐标平面内直线(折线)运动轨迹精度得到包括位置误差、直线度、垂直度在内的12项直线性误差,再通过三个坐标平面内检测圆运动轨迹精度,依次辨识得到9项角偏误差,从而实现三轴机床全部21项几何运动误差的检测。根据该方法,分析在不同测量顺序下各坐标平面内角偏误差的解算情况,据此总结出8种可行的角偏误差辨识方案。基于平面光栅的检测试验在2 h内便可完成,试验结果证明该方法的可行性和高效性。

关键词：复合轨迹几何运动误差精密检测数控机床

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含直流配电网的交直流潮流计算

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中国电机工程学报 2016年第4期36卷 911-918页

作者：雷婧婷安婷杜正春袁峥西安交通大学电气工程学院国网智能电网研究院

文中提出了增广直角坐标下的交直流潮流模型,并采用牛顿法进行统一求解。该模型可以解决任意拓扑形式的交直流网络潮流问题,适应直流配电网的潮流计算。给出了VSC损耗模型及其具体参数计算方法,考虑了电压下垂控制的先进控制策略。采用... 详细信息

文中提出了增广直角坐标下的交直流潮流模型,并采用牛顿法进行统一求解。该模型可以解决任意拓扑形式的交直流网络潮流问题,适应直流配电网的潮流计算。给出了VSC损耗模型及其具体参数计算方法,考虑了电压下垂控制的先进控制策略。采用了增广直角坐标模型,使得雅克比矩阵非常稀疏,且绝大多数非零元素在迭代过程中保持常数,极大地提高了计算效率。含多个VSC的直流配电网的仿真结果证明了所提出方法的正确性、灵活性和高效性。

关键词：直流配电网交直流系统电压源换流器增广直角坐标潮流模型潮流计算

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铣削力的傅立叶级数建模与实验

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机械设计与研究 2013年第5期29卷 49-52页

作者：汪永翔杜正春上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

建立了一种采用傅立叶级数的铣削力模型用以描述铣削加工过程的物理状态,考虑了铣削过程的剪切机制与犁切机制,建立了沿刀具轴向的微元刀刃的铣削力模型,通过傅立叶变换将刀具总的铣削力表示为傅立叶级数形式。给出了通过槽铣实验的平... 详细信息

建立了一种采用傅立叶级数的铣削力模型用以描述铣削加工过程的物理状态,考虑了铣削过程的剪切机制与犁切机制,建立了沿刀具轴向的微元刀刃的铣削力模型,通过傅立叶变换将刀具总的铣削力表示为傅立叶级数形式。给出了通过槽铣实验的平均铣削力回归切削力系数的方法,采用测力仪在数控机床上进行了铣削实验,通过实验数据回归出了立铣刀的切削系数,对比了模型预测值和实验实测值,结果吻合良好,从而验证了铣削力模型。

关键词：数控铣削傅立叶级数铣削力建模回归分析

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获取电力系统运行方式的约束潮流方法

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中国电机工程学报 2015年第4期35卷 840-847页

作者：杜正春张睿王毅王延延西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

提出一种获取电力系统运行方式的约束潮流方法。该方法通过松弛多台发电机出力来提高潮流解域,再利用对松弛发电机出力及节点电压幅值进行限制来保证潮流解的合理性。将约束潮流模型转化为非线性优化问题,用原对偶内点法进行求解,即可... 详细信息

提出一种获取电力系统运行方式的约束潮流方法。该方法通过松弛多台发电机出力来提高潮流解域,再利用对松弛发电机出力及节点电压幅值进行限制来保证潮流解的合理性。将约束潮流模型转化为非线性优化问题,用原对偶内点法进行求解,即可获得电力系统的一种可行运行方式。该方法对于病态潮流可以扩大其收敛域,对于潮流无解问题,可以根据发电机出力完全松弛时的潮流解来调整其它发电机出力。在增广直角坐标下,该方法求解所用海森矩阵全为非常稀疏的定常矩阵,可提高程序设计效率。IEEE 118节点系统和陕甘联网系统的仿真结果证明了所提方法的有效性和灵活性。

关键词：电力系统运行方式约束潮流内点法松弛发电机

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求解大型电力系统机电振荡模态的逆幂方法

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西安交通大学学报 2010年第10期44卷 93-98页

作者：岳涵赵登福夏道止杜正春西安交通大学电气工程学院西安710049

提出了一种求解大规模电力系统全部机电振荡模态的逆幂算法.首先忽略调速器模型、负荷电动机模型(对未装有电力系统稳定器(PSS)的发电机组进一步忽略励磁调节器模型)对机电振荡模态的影响,以形成合理的降阶系统,由于降阶前后系统的机电... 详细信息

提出了一种求解大规模电力系统全部机电振荡模态的逆幂算法.首先忽略调速器模型、负荷电动机模型(对未装有电力系统稳定器(PSS)的发电机组进一步忽略励磁调节器模型)对机电振荡模态的影响,以形成合理的降阶系统,由于降阶前后系统的机电振荡模态一一对应,因而降阶不会影响原系统机电振荡模态的个数和机电振荡模态与机组的相关性.采用QR法得到降阶系统的所有机电振荡模态,以这些模态作为原系统机电模态的近似值,进而利用逆幂法追踪原系统的所有机电振荡模态.根据电力系统特性应用了稀疏技术,提高了求取机电振荡模态的速度.对2009年西北电网系统4个典型运行方式的计算结果表明了算法的有效性和应用于大规模电力系统的潜力.

关键词：大型电力系统小干扰稳定性逆幂法机电振荡模态稀疏技术

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基于非线性系统降阶的感应电动机群聚合

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中国电机工程学报 2015年第8期35卷 1893-1899页

作者：张钢杜正春倪煜李崇涛西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

负荷模型对于电力系统稳定性分析结果有着重要的影响,感应电动机群聚合是综合负荷建模的重要组成部分。提出一种利用非线性模型降阶进行感应电动机群聚合的新方法。首先将感应电动机群描述成输入为母线电压,输出为等值阻抗的非线性系统... 详细信息

负荷模型对于电力系统稳定性分析结果有着重要的影响,感应电动机群聚合是综合负荷建模的重要组成部分。提出一种利用非线性模型降阶进行感应电动机群聚合的新方法。首先将感应电动机群描述成输入为母线电压,输出为等值阻抗的非线性系统,然后计算系统的经验格拉姆矩阵以及平衡变换矩阵,接着利用自适应遗传算法对平衡变换矩阵进行修正,最后应用Glarkin投影对原系统平衡截断得到低阶负荷模型。以Anderson 3机9节点系统为例,对6台参数差异较大的感应电动机群进行聚合,分析比较所提方法与其他方法得到的聚合模型在不同故障切除时间下的系统响应和临界切除时间。仿真结果表明,所提方法得到的聚合模型在不同的系统运行状态下均能较好地反映原始电动机群的特性,可以保证电力系统暂态仿真的精度。

关键词：感应电动机群聚合非线性系统降阶经验格拉姆矩阵 Galerkin投影自适应遗传算法

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