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驱动桥准双曲面齿轮传动系统振动特性分析

工程科学与技术 2023年第4期55卷 224-238页

作者：陈忠敏侯力吴阳魏永峭赵斐马友政夏立峰四川大学机械工程学院四川成都610065 四川建安工业有限责任公司研发中心四川雅安625100 兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 西南科技大学机械学院四川绵阳621010

驱动桥是微车传动系统的核心部件之一,承受复杂的载荷,影响整车的安全、舒适和动力,其振动和噪声对整车舒适性(NVH)性能有重要影响。为掌握驱动桥振动响应的影响规律,实现驱动桥动态特性的主动控制,本文以驱动桥准双曲面齿轮传动系统为... 详细信息

驱动桥是微车传动系统的核心部件之一,承受复杂的载荷,影响整车的安全、舒适和动力,其振动和噪声对整车舒适性(NVH)性能有重要影响。为掌握驱动桥振动响应的影响规律,实现驱动桥动态特性的主动控制,本文以驱动桥准双曲面齿轮传动系统为研究对象,考虑主从齿时变啮合刚度、阻尼、传动误差和冲击等激励,基于集中质量法构建驱动桥齿轮传动系统的多变参数耦合振动模型,并依据牛顿第二定律推导其振动微分方程组,采用RK算法求解方程组;对比准双曲面齿轮修形优化前后主、从动齿轮的垂直、扭转和轴向振动数值解,并讨论输入转速和加载扭矩的改变对系统振动特性的影响规律。结果表明:优化后的齿轮运转振动值减小;主从齿的垂直和轴向振动规律复杂,处于近似混沌运动状态;扭转方向上呈现拟周期运动;输入转速和加载扭矩的改变对主从齿轴向振动影响最大,垂直方向次之,扭转方向最小。进一步对驱动桥总成进行振动测试分析,结果表明,新状态样件的动态性能更优,测试数据的趋势与理论分析结果符合较好。该研究成果可应用于分析驱动桥的关键激励因素,预测振动响应,提升产品的动态性能。

关键词：准双曲面齿轮集中质量法振动特性混沌运动动态性能

基于滑动平均滤波的三相并网逆变器多谐振控制器

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高电压技术 2023年第6期49卷 2579-2588页

作者：杨浩姚顺杨黎晖史金柱谢瑞滕馥遥西安交通大学电气工程学院西安710049 深圳威迈斯新能源股份有限公司深圳518000 广东电网有限责任公司肇庆供电局肇庆526000

为了降低三相LCL型并网逆变器中高次谐波和网侧背景谐波对并网电流电能质量的影响,提出了一种基于滑动平均滤波器的多谐振(multi resonance based on moving average filter,MR-MAF)控制器。首先根据滑动平均滤波器的频域特性设计控制器... 详细信息

为了降低三相LCL型并网逆变器中高次谐波和网侧背景谐波对并网电流电能质量的影响,提出了一种基于滑动平均滤波器的多谐振(multi resonance based on moving average filter,MR-MAF)控制器。首先根据滑动平均滤波器的频域特性设计控制器,使其具有近似比例积分多谐振控制器的结构,实现谐波抑制。然后,引入2个可调系数,对该控制器控制性能进行灵活调整。最后,通过仿真和样机实验,验证了所提MR-MAF控制器在谐波抑制和提高电能质量方面的有效性。结果表明,与经典的比例积分多谐振控制器相比,本文提出的控制器不仅可以在保持相同动态性能的情况下并联多个谐振项,而且稳态性能更优,谐波含量由6.8%降至4%。因此,本文所提控制器具有结构简单且抑制谐波频带范围宽的特点,可为改善三相并网逆变器在多谐波环境下的控制性能提供参考。

关键词：并网逆变器滑动平均滤波器多谐振控制器动态性能高次谐波背景谐波谐波抑制电能质量

交直流子网双边惯量约束下互联变流器动态功率控制策略

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电力系统自动化 2023年第4期47卷 172-179页

作者：杜燕言明明王鑫杨向真合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 教育部光伏系统工程研究中心安徽省合肥市230009 国网江西电力有限公司超高压分公司江西省南昌市330096

随着虚拟同步发电机技术的广泛应用,混合微电网(HMG)的交直流子网均具有惯量。当惯量特性不同的交直流子网经互联变流器(ILC)互联运行时,子网的动态特性会通过ILC耦合,因此建立了含交直流子网双边惯量的HMG小信号模型,分析了子网双边惯... 详细信息

随着虚拟同步发电机技术的广泛应用,混合微电网(HMG)的交直流子网均具有惯量。当惯量特性不同的交直流子网经互联变流器(ILC)互联运行时,子网的动态特性会通过ILC耦合,因此建立了含交直流子网双边惯量的HMG小信号模型,分析了子网双边惯量对HMG动态性能和稳定性的影响规律。针对交直流子网互联后功率振荡和变化率越界等问题,提出一种考虑双边惯量约束的ILC动态功率控制策略;并以HMG动态性能、系统稳定性和功率传输极限为约束条件,优化设计了动态功率控制器的参数。基于StarSim半实物仿真平台搭建了HMG系统,在多种工况下验证了所提出的动态功率控制策略和参数设计方案的有效性和适应性。

关键词：混合微电网功率控制惯量互联变流器动态性能电压变化率频率变化率

独立励磁直流发电系统的广义预测电压控制策略

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电工技术学报 2023年第12期38卷 3199-3207页

作者：夏宇航王宇陈凯张成糕南京航空航天大学自动化学院南京211100

车载/机载电源系统对直流发电机的电压动态特性提出了要求。该文提出一种基于负载励磁映射关系的广义预测电压控制方法,替代传统的电压环PI调节器,以提高系统在负载扰动下的电压回复动态性能。采用增量式预测输出结合负载电流反馈的控... 详细信息

车载/机载电源系统对直流发电机的电压动态特性提出了要求。该文提出一种基于负载励磁映射关系的广义预测电压控制方法,替代传统的电压环PI调节器,以提高系统在负载扰动下的电压回复动态性能。采用增量式预测输出结合负载电流反馈的控制结构,经过负载励磁拟合函数得到励磁电流指令值。构建控制系统离散域下的传递函数,进行稳定性与系统抗负载扰动能力分析,考察控制参数与系统参数对控制性能的影响。实验证明,所提控制方案在系统负载突加和突卸情况下能够有效地抑制低电压与过电压,使系统平滑地过渡到稳态,拥有较快的动态响应速度。

关键词：独立励磁直流发电系统广义预测控制负载扰动动态性能

基于超前滞后环节附加前馈阻尼的VSG控制策略

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高电压技术 2024年第1期50卷 138-147,I0012,I0013页

作者：兰飞高占兴黎静华广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学) 南宁530004

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)在引入同步机二阶转子运动方程,增大电力系统等效惯量的同时,也引入了同步发电机的振荡特性,有功低频振荡等动态稳定性问题也随之而来。引入调速侧电力系统稳定器(governor power sys... 详细信息

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)在引入同步机二阶转子运动方程,增大电力系统等效惯量的同时,也引入了同步发电机的振荡特性,有功低频振荡等动态稳定性问题也随之而来。引入调速侧电力系统稳定器(governor power system stabilizer,GPSS)能有效抑制VSG的功率低频振荡,但其在超调量及调节时间方面的控制效果仍有待提高。通过建立VSG的小信号模型从极点配置角度分析其稳定性,揭示基于GPSS的VSG控制策略在功率动态响应上存在较高超调和较长调节时间的原因。基于此,参考GPSS控制思想,提出了一种基于超前滞后环节附加前馈阻尼补偿的虚拟同步发电机控制策略。并从理论上分析验证了所提控制策略在不影响系统稳态特性的前提下,能够提供调整自由度更高的正阻尼,在有效地抑制功率超调的同时提高了系统的调节速度,从而更好地抑制了有功功率的低频振荡。最后通过MATLAB/Simulink进行对比仿真,仿真结果与理论分析结果一致,证明了所提控制策略的正确性和有效性。

关键词：虚拟同步发电机前馈阻尼补偿小信号模型动态性能有功低频振荡

压缩空气与热化学复合储能系统反应器动态性能研究

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西安交通大学学报 2024年第2期58卷 1-11页

作者：姚尔人仲理科邹瀚森李瑞雄席光王焕然西安交通大学能源与动力工程学院西安710049

针对压缩空气与热化学复合储能系统中,由于压缩机的波动运行而导致的反应器不稳定运行问题,通过建立热化学反应过程完备的数理模型,探究了不同工况参数对反应器内工质传热特性和甲醇裂解性能的影响规律,进而建立了反应器的运行调控策略... 详细信息

针对压缩空气与热化学复合储能系统中,由于压缩机的波动运行而导致的反应器不稳定运行问题,通过建立热化学反应过程完备的数理模型,探究了不同工况参数对反应器内工质传热特性和甲醇裂解性能的影响规律,进而建立了反应器的运行调控策略,以实现其内部热能到化学能的高效稳定转化。研究结果表明:在反应器的变工况运行过程中,反应器内反应物和空气温度在气体流动方向分别呈现升高和降低的趋势;甲醇裂解率随空气流量和反应器空气侧入口温度的增加而增加,随甲醇流量的升高而逐渐降低,反应器空气侧入口温度的扰动对甲醇裂解率的影响程度最大,而反应器内甲醇裂解率对甲醇流量扰动的响应速度最快;通过建立前馈加反馈调控策略,分别控制进入反应器和压缩机的工质流量,在压缩机85%~110%的输入功率范围内,反应器可在1000 s内实现95%的甲醇裂解率,证明了所提出调控策略的快速响应性和有效性。

关键词：压缩空气复合储能甲醇裂解动态性能调控策略

一种动态性能友好型柔性直流输电系统高频自稳控制策略

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中国电机工程学报 2023年第9期43卷 3293-3307页

作者：于浩天吕敬蔡旭汤广福电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 国网智能电网研究院有限公司北京市昌平区102209

现有高频振荡有源抑制策略存在恶化柔直系统动态性能、对电网工况变化的适应性差等不足。该文提出一种动态性能友好型高频自稳控制策略,在基本不影响柔直系统动态性能的基础上,能够完全消除模块化多电平换流器(modular multilevel conve... 详细信息

现有高频振荡有源抑制策略存在恶化柔直系统动态性能、对电网工况变化的适应性差等不足。该文提出一种动态性能友好型高频自稳控制策略,在基本不影响柔直系统动态性能的基础上,能够完全消除模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)交流端口的高频负电阻特性,对不同电网工况具有强适应性。首先,在静止坐标系中建立包含正负序分离环节、正负序电流控制环节和锁相环等的MMC高频阻抗模型,通过对比传统高频简化阻抗模型,发现锁相环对MMC高频阻抗的附加电阻效应,并进一步分析锁相环控制参数和静态工作点变化对附加电阻效应的影响。其次,阐述所提高频自稳控制策略的基本原理,并给出其参数设计方法。此外,通过建立柔直系统的动态响应模型和暂态电流模型,分析所提策略在柔直系统动态性能方面的优势。最后,通过仿真验证了所提策略能够有效适应不同电网工况,且基本不影响柔直系统的动态性能。

关键词：柔性直流输电模块化多电平换流器高频振荡自稳控制动态性能

石墨烯/陶瓷颗粒增强聚氨酯基复合材料动态压缩性能

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兵工学报 2023年第3期44卷 728-735页

作者：邹广平吴松阳徐舒博唱忠良王宣哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001

聚氨酯良好的力学性能使其广泛应用于各种领域,通过在聚氨酯基体中引入石墨烯增强体,能够大幅度增强聚氨酯基复合材料的各项性能。为得到具有高抗冲击能力的聚氨酯基复合材料,使用原位聚合法制备氧化石墨烯增强聚氨酯,通过霍普金森杆装... 详细信息

聚氨酯良好的力学性能使其广泛应用于各种领域,通过在聚氨酯基体中引入石墨烯增强体,能够大幅度增强聚氨酯基复合材料的各项性能。为得到具有高抗冲击能力的聚氨酯基复合材料,使用原位聚合法制备氧化石墨烯增强聚氨酯,通过霍普金森杆装置对其进行不同应变率下的动态压缩试验。采用无压渗透法加入直径3.3 mm的Al_(2)O_(3)颗粒陶瓷作为新的增强相。对石墨烯/颗粒陶瓷增强聚氨酯基复合材料进行动态围压实验,得到试样的应力-应变曲线。应用LS-DYNA动力学仿真软件建立复合材料有限元仿真模型,结合实验数据验证仿真的可靠性。分析复合材料在动态围压下的变形过程和损伤机理,开展不同粒径试样在动态围压下的仿真分析,讨论不同粒径的颗粒陶瓷对复合材料动态压缩的力学性能影响。研究结果表明:颗粒陶瓷粒径与复合材料的抗压强度密切相关,随着陶瓷颗粒粒径减小,即陶瓷颗粒数量增多,间隙减小时,复合材料的抗压性能也相应提高。

关键词：复合材料聚氨酯颗粒增强动态性能数值仿真

机床基础件用颗粒增强树脂基自愈复合材料研究进展

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高分子材料科学与工程 2023年第8期39卷 156-164页

作者：尹海鹏李有堂李武强黄华兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

钢和铸铁的热稳定性和动态性能不足是影响机床精密加工的主要因素之一,同时矿物复合材料在服役过程中出现的非预期断裂、过度磨损和表面腐蚀等损伤也成为影响机床寿命和可靠性的主要问题。针对精密机床基础件对动态性能的要求和损伤的... 详细信息

钢和铸铁的热稳定性和动态性能不足是影响机床精密加工的主要因素之一,同时矿物复合材料在服役过程中出现的非预期断裂、过度磨损和表面腐蚀等损伤也成为影响机床寿命和可靠性的主要问题。针对精密机床基础件对动态性能的要求和损伤的早期感知与防治问题,提出开发应用于机床基础件的颗粒增强树脂基自愈复合材料。文中首先综述了机床常用材料的发展现状,其次介绍了机床用矿物复合材料和复合结构的最新研究成果,最后重点讨论了现有智能自愈材料的自愈机理、优劣势和局限性。基于研究成果综述,总结了当前颗粒增强树脂基自愈复合材料开发面临的挑战:(1)微观-细观-宏观层面的跨尺度分析、设计理论和模拟方法;(2)微胶囊在全生命周期中抗裂性、可裂性的定向设计和特殊工况下的止裂性问题;(3)损伤竞争耦合条件下构建材料内部微裂纹应力场和位移场数学模型。

关键词：精密机床动态性能损伤防治复合材料自愈