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蜻蜓机电模型气动力精密测量

航空精密制造技术 2009年第5期45卷 36-38,31页

作者：姚大鹏魏来申功炘流体力学研究所北京航空航天大学北京北京100191 北京航空精密机械研究所北京100076

本文通过设计并制作一个可以精确模拟蜻蜓悬停拍动的机电模型,对其在水中拍动时产生的力进行了测量,得到了整个拍动周期中翼所受的升力和阻力,从而得到蜻蜓翼拍动的气动力性能。为设计仿生MAV提供了理论依据。

关键词：蜻蜓机电模型测力

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压电驱动器的机电动力学模型研究

传感技术学报 2007年第2期20卷 321-324页

作者：潘仲明张勇斌方元坤国防科学技术大学机电工程与自动化学院长沙410073 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳621900

为深入研究压电驱动器的输入-输出特性曲线,建立了压电驱动器的机电动力学模型,画出了机电模型的信号流图,解释了压电驱动器产生非线性滞环现象的成因;研发了压电式二维微动平台和电荷反馈式驱动电源,对模型及其预测结果进行了实验验证... 详细信息

为深入研究压电驱动器的输入-输出特性曲线,建立了压电驱动器的机电动力学模型,画出了机电模型的信号流图,解释了压电驱动器产生非线性滞环现象的成因;研发了压电式二维微动平台和电荷反馈式驱动电源,对模型及其预测结果进行了实验验证。理论分析与实验数据表明,压电驱动器外部电荷反馈回路的作用与正压电效应所形成的内部电荷反馈回路的作用是一致的.

关键词：压电驱动器电荷反馈机电模型非线性滞环

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外加磁场对脉冲等离子体推力器性能的影响

推进技术 2019年第5期40卷 1177-1188页

作者：谭胜吴建军陈鑫张宇聂侥李健欧阳国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 空军工程大学航空工程学院陕西西安710038

为了研究外加磁场对PPT性能的影响,建立了PPT带外加磁场的机电模型,并用三种不同放电能量水平的PPT验证了该模型的可靠性。利用该模型研究了外加磁场强度、模式、位置以及长度对PPT性能的影响。结果表明,对于尾部馈送型PPT,当外加磁场... 详细信息

为了研究外加磁场对PPT性能的影响,建立了PPT带外加磁场的机电模型,并用三种不同放电能量水平的PPT验证了该模型的可靠性。利用该模型研究了外加磁场强度、模式、位置以及长度对PPT性能的影响。结果表明,对于尾部馈送型PPT,当外加磁场增加时,PPT性能先增加后减小,存在最优的外加磁场强度。对于LES-6 PPT和LES-8/9 PPT,外加磁场从极板的最左端开始施加效果最好;当外加磁场强度分别为0.25T,0.50T,0.75T,1.00T时,这两种PPT对应的最适合施加磁场长度分别是1.3mm,1.8mm,2.1mm,2.3mm和1.6mm,2.8mm,3.4mm,3.7mm。对于TMU PPT,外加磁场从极板的最右端开始施加效果最好,但是施加磁场长度应该根据具体实验结果并结合仿真计算来决定。

关键词：机电模型外加磁场脉冲等离子体推力器微小卫星

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机械蜻蜓悬停时的气动力实验研究

实验流体力学 2011年第1期25卷 69-75页

作者：姚大鹏申功炘朱百六郭鹏陆远北京航空航天大学国家流体力学研究所北京100083 中国航天空气动力技术研究院北京100074

为研究蜻蜓等有两对翼的昆虫前后翼相互干扰下的气动力,设计并制作了一个可以模拟蜻蜓悬停的3种拍动模式的机电模型,并以此进行一系列实验,对前后翼相互作用的流场进行了观测。采用染色液流动显示的方法,定性观察了后翼前缘涡在各种不... 详细信息

为研究蜻蜓等有两对翼的昆虫前后翼相互干扰下的气动力,设计并制作了一个可以模拟蜻蜓悬停的3种拍动模式的机电模型,并以此进行一系列实验,对前后翼相互作用的流场进行了观测。采用染色液流动显示的方法,定性观察了后翼前缘涡在各种不同拍动模式和不同翼间距离时的发展过程,对模型翼在各种拍动模式下的气动力进行了定量测量,并分别从流场结构和力学性能两方面对两翼间的干扰作用进行了分析讨论。

关键词：蜻蜓悬停机电模型流动显示测力

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双稳态电磁阀控制方式和动态性能的研究

机械设计与制造 2014年第8期 143-147页

作者：尹永利孙鹏李书灵王隆基中国航天员科研训练中心九室北京100094

航天器中大量采用了自动化程度较高的双稳态电磁阀,其控制方式和动态性能是设计中的重要环节。根据双稳态电磁阀的工作特点,建立电、磁、机系统的机电模型,并对等效电路模型进行了改进。根据多场耦合的特点,考虑到磁性材料的非线性特性... 详细信息

航天器中大量采用了自动化程度较高的双稳态电磁阀,其控制方式和动态性能是设计中的重要环节。根据双稳态电磁阀的工作特点,建立电、磁、机系统的机电模型,并对等效电路模型进行了改进。根据多场耦合的特点,考虑到磁性材料的非线性特性及磁路的漏磁效应,选择有限元法进行仿真计算,并建立了电磁阀的二维有限元模型。电磁阀动态仿真计算数据与试验结果相一致,达到了定量判定出电磁阀所受电磁力大小以及开关放电电流的特征曲线的目的。多耦合场条件下运用有限元法对控制方式进行优化可以提高设计工作的费效比,且能够达到较高的精度,是进行电磁阀优化设计的有效方法。

关键词：双稳态电磁阀机电模型有限元动态仿真

基于PID理论的压电力传感执行器位移控制的研究

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基于PID理论的压电力传感执行器位移控制的研究

作者：赵旭航哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

压电传感执行器是集压电驱动放大器、压电陶瓷驱动器、传感器的纳米级机电一体化系统,在微纳制造和超精密加工等领域都有着无限的开发潜能。本文针对本实验室已有压电传感执行器进行系统建模、控制器设计与仿真验证,得到了一套完整的压... 详细信息

压电传感执行器是集压电驱动放大器、压电陶瓷驱动器、传感器的纳米级机电一体化系统,在微纳制造和超精密加工等领域都有着无限的开发潜能。本文针对本实验室已有压电传感执行器进行系统建模、控制器设计与仿真验证,得到了一套完整的压电传感执行器模型及控制器设计方案。从电学特性、迟滞效应、压电效应和机械本体方面入手,建立了完整描述压电传感执行器系统的综合数学模型。运用软件对结构进行时域及频域分析,探究系统参数对系统的响应特性影响情况,分析产生迟滞现象的原因。进行系统参数辨识及线性控制方案的制定与仿真。明确迟滞模型建模机理,进行模型建模分析与模型参数仿真及算法编写。根据实验测得的输入电压与输出位移间的关系,运用最小二范数法进行模型参数求解及仿真分析,考量模型输出位移精度。在静态逆模型基础上增加线性部分,优化建模方案。最终动态Prandtl-Ishlinskii迟滞模型建模精度较理想,其建模平均误差在所测频率区间小于0.053?m,建模相对误差为0.29%。对压电传感执行器迟滞逆模型前馈控制系统进行建模分析及模型参数求解。进行仿真分析,考量前馈逆模型控制系统控制下的压电传感执行器输出位移精度。在静态逆模型基础上增加线性部分,对控制系统方案进行优化。最终在动态Prandtl-Ishlinskii迟滞逆模型前馈控制系统作用下,压电传感执行器输出位移与理想输出位移间的平均误差在所测频率区间小于0.464?m,相对误差为2.58%,控制系统有待进一步优化。将PID反馈与以迟滞逆模型为依据的前馈控制融合,借助软件进行控制系统的仿真。实验得到的输出位移曲线与理想位移输出曲线一致性较高。平均误差在所测频率区间小于0.133?m,相对误差为0.74%,小于1%,控制方案可行性得到验证。进行模糊PID控制器的设计,并借助软件进行仿真验证,结果表明模糊PID模型在受到干扰后的调整时间ts为0.09s;超调量ct为2.03%,取得了良好的抗干扰效果。本文针对压电传感执行器系统所设计的PID反馈同迟滞逆模型前馈相结合的控制方案经仿真验证有效,能够广泛的应用在对压电驱动线性度要求较高的相关领域。

关键词：压电传感执行器机电模型动态迟滞模型 PID控制模糊控制

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一种新型晶闸管控制移相器建模及其应用

一种新型晶闸管控制移相器建模及其应用

作者：彭涛华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

本文在分析一种新型晶闸管控制移相器(TCPS)工作原理的基础上,建立了其用于潮流和稳定控制的机电模型,并将该模型应用于两端供电线路,验证了理论和模型的正确性。在环网电路中的仿真则验证了其能有效的改变线路上的潮流分布,提高电网安... 详细信息

本文在分析一种新型晶闸管控制移相器(TCPS)工作原理的基础上,建立了其用于潮流和稳定控制的机电模型,并将该模型应用于两端供电线路,验证了理论和模型的正确性。在环网电路中的仿真则验证了其能有效的改变线路上的潮流分布,提高电网安全,稳定,经济运行能力。文中引入线路有功潮流性能指数的概念,根据TCPS参数对其产生影响的灵敏度因子大小来确定最佳安装地点,然后以最优传输功率和经济效益最大化为目标确定TCPS的安装容量,用于研究某一实际电网TCPS的选址和定容。

关键词：晶闸管控制移相器机电模型潮流控制最优选址与定容

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压电作动器建模与非线性控制技术研究

压电作动器建模与非线性控制技术研究

作者：杨涛国防科学技术大学

学位级别：硕士

本课题来源于国家自然科学基金项目“电荷反馈式压电陶瓷精密定位及非线性控制技术”(No:10376043)。根据要求,本文研制了回滞现象小、线性化高的压电式二维微动工作平台,这种工作平台在精密工程、超精密加工等领域具有广泛的用途。该... 详细信息

本课题来源于国家自然科学基金项目“电荷反馈式压电陶瓷精密定位及非线性控制技术”(No:10376043)。根据要求,本文研制了回滞现象小、线性化高的压电式二维微动工作平台,这种工作平台在精密工程、超精密加工等领域具有广泛的用途。该平台主要由机械弹性体、压电作动器、压电作动器驱动电路及电荷反馈回路、差动变压器测微仪和C8051F021单片机控制装置等构成。本文针对压电陶瓷存在非线性与滞后的问题,根据电荷反馈原理设计了精密功率放大电路和电荷反馈回路;建立了压电作动器的机电模型,证明了电荷反馈控制对于减小回滞现象、提高线性度有明显的作用。在此基础上,以提高工作平台的定位精度、改善其线性度为目标,采用了数字控制的方法,对PID整定、模糊控制、神经网络等算法进行了仿真实验。仿真结果表明,PID模糊控制能取得较好的控制效果。与采用电压反馈的同类工作平台相比,非线性减少60%,滞后减少95%,几乎没有爬行现象。

关键词：压电作动器电荷反馈机电模型 PID整定模糊控制二维微动平台

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双馈风力发电机降阶模型研究

双馈风力发电机降阶模型研究

作者：李治艳华北电力大学

学位级别：硕士

随着电网对风电并网运行能力的要求不断提高,风电并网系统的控制优化、风电并网送出、风电对电力系统的影响成为当前的研究热点,开发适合系统分析用风电机组模型是开展这些研究的关键技术内容和重要的实现条件。本文从双馈风电机组原理... 详细信息

随着电网对风电并网运行能力的要求不断提高,风电并网系统的控制优化、风电并网送出、风电对电力系统的影响成为当前的研究热点,开发适合系统分析用风电机组模型是开展这些研究的关键技术内容和重要的实现条件。本文从双馈风电机组原理及建模、模型降阶方法、模型对比分析以及基于简化模型的风电场动态等值几个方面开展研究。在建立双馈风电机组各部分的数学模型并详细分析机组控制技术原理的基础上,系统地论述了双馈风电机组的降阶方法,详细分析了由电磁全阶模型到电磁简化模型最后到机电暂态模型的衍变过程：简化机侧和网侧变流器模型,将变流器用可控电压源代替,模拟变流器提供的励磁电压以及网侧变流器调制电压,从而得到双馈风电机组电磁简化模型;进一步把发电机简化也考虑在内,将发电机-变流器模型整体用可控电流源代替,关注风力机的外特性,模拟机组向系统输送的功率,得到双馈风电机组机电暂态模型。对电磁简化模型以及机电暂态模型与全阶模型进行了性能比较,包括模型的主要结构差异与参数对应关系、电网电压正常风速发生阶跃工况与恒定风速电网电压发生跌落两种工况下的运行特性以及计算速度三个方面,并对造成其差异的原因进行了详细的分析。介绍了基于一种简化模型的风电场动态等值的主要步骤,包括机群划分、等值发电机与风力机的参数等值以及控制系统参数等值：并以11台风电机组并网构成的风电场为例,通过对比详细模型与等值模型的仿真结果,验证了提出的风电场动态等值方法的有效性。

关键词：双馈风电机组降阶电磁模型机电模型