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科学通报 2021年第33期66卷 4334-4344页

作者：韩耀辉段晋军王周义王炳诚郭策戴振东南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所南京210016

现代装备日益庞大、复杂,各分系统和模块间形成大量结构形状复杂的狭小空间,检测此类狭小空间内的设备状态对保障系统安全、降低运营成本具有重要意义.受壁虎能够在狭小空间顺利攀爬运动的启发,我们发明了仿壁虎匍匐运动机构和黏附脚掌... 详细信息

现代装备日益庞大、复杂,各分系统和模块间形成大量结构形状复杂的狭小空间,检测此类狭小空间内的设备状态对保障系统安全、降低运营成本具有重要意义.受壁虎能够在狭小空间顺利攀爬运动的启发,我们发明了仿壁虎匍匐运动机构和黏附脚掌,这种机器人在狭小空间,特别是宽度受限空间的运动稳定性为机器人运动规划的核心问题.本文研究宽度受限情况下匍匐式四足机器人的运动稳定性,作为对比,同时研究非受限情况下匍匐四足机器人的稳定运动设计.本文提出了一种保障运动稳定的重心轨迹规划方法,结合纵向稳定裕度和静态稳定区域方法,使用双支撑三角形减少支撑区域的约束条件,保留前向边界和后向边界的稳定裕度计算以简化步骤,提高了稳定裕度计算和重心轨迹规划的效率;提出在宽度受限情况下匍匐式四足机器人的运动策略,四肢向内收拢适应宽度受限约束,分析受限宽度下机器人的稳定裕度和最大步长.实验验证了该机器人在受限空间前向和横向运动的稳定性及运动控制方法.

关键词：宽度受限狭小空间稳定控制运动策略纵向稳定裕度静态稳定区域

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四足步行机器人关节位姿和稳定性研究

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中国机械工程 2005年第17期16卷 1561-1566页

作者：王新杰李培根陈学东陈宏娟华中科技大学湖北省机电研究设计院武汉430070

四足机器人爬行控制的关键是关节位姿的确定、机器人稳定性的判断和摆动腿顺序的选择。提出了一种求解关节位姿驱动变量的有效方法,此方法能获得满意的四足机器人步行步态。通过定义立足点的静态稳定区域提出了一种机器人稳定性分析的... 详细信息

四足机器人爬行控制的关键是关节位姿的确定、机器人稳定性的判断和摆动腿顺序的选择。提出了一种求解关节位姿驱动变量的有效方法,此方法能获得满意的四足机器人步行步态。通过定义立足点的静态稳定区域提出了一种机器人稳定性分析的新方法,该方法不仅避免了复杂的机器人正动力学求解问题,同时还可给出机器人稳定性和立足点稳定范围的信息。实际爬行实验验证了所提方法的有效性。

关键词：四足机器人关节位姿稳定性静态稳定区域

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基于阻抗分析法的交直流配电关键设备稳定性研究

基于阻抗分析法的交直流配电关键设备稳定性研究

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作者：李旭枫东南大学

学位级别：硕士

在“双碳”目标的驱动下,源荷储直流特征愈发明显,传统配电网正逐步向电力电子设备高渗透率、可再生能源高接入率、交直流混联的高级形态发展。采用以电力电子变流器为主的组网方式,使得变流器与变流器、变流器与电网相互作用,导致配电... 详细信息

在“双碳”目标的驱动下,源荷储直流特征愈发明显,传统配电网正逐步向电力电子设备高渗透率、可再生能源高接入率、交直流混联的高级形态发展。采用以电力电子变流器为主的组网方式,使得变流器与变流器、变流器与电网相互作用,导致配电网稳定性的内在机理发生变化,呈现以变流器主导的更为复杂的宽频振荡现象。鉴于现有的工频相量法无法满足当前配电系统的分析要求,本文基于阻抗分析法,针对采用变流器组网的交直流混合配电网稳定性问题展开研究,对中低压交直流配电关键组网设备—采用虚拟同步控制技术的电压源型电力电子变流器展开建模控制与稳定性分析研究。论文首先针对虚拟同步型变流器控制系统展开建模研究。基于典型三相六开关电压源型变流器拓扑结构,分析传统同步发电机/电动机的一次调频、调压特性以及惯量支撑与阻尼调节的机理,建立了包含VSG逆变以及VSM整流两种运行模式的有功功率与无功率控制外环模型。同时,根据主回路方程,建立了包含交叉解耦的输出电压外环与输出电流内环的双环控制结构,构建了虚拟同步性变流器统一化、多回路控制系统模型。其次,针对由线路阻抗特性所导致的功率耦合问题,基于并网功率传输机理,指出传输功率耦合本质上是由于线路阻抗幅值与相角特性变化导致的稳态工作点偏移问题。基于二阶电压响应的补偿思想,提出了一种基于自适应虚拟阻抗改进无功环路的功率解耦控制策略。该改进控制方式通过稳态点估算,根据参数整定表达式实时更新虚拟阻抗数值,达到自适应的运行效果,并利用算例与仿真验证了引入自适应虚拟阻抗的必要性。随后,针对基于改进型无功环路的虚拟同步控制系统,在考虑二倍镜像频率耦合效应以及相角扰动的影响下,于系统额定工作点处建立了虚拟同步型变流器系统在逆变和整流两种模式下的序阻抗模型,并定性分析了四类虚拟同步控制技术关键参数对序阻抗特性的影响,利用仿真扫频验证了模型的准确性。虚拟同步型变流器的正序阻抗在工频50Hz频率点附近均存在谐振峰与较大的相位波动,在弱电网下易与电网发生交互振荡,适当降低J和D能在一定程度上改善系统输出阻抗特性,提升系统稳定性。最后,在分析电力电子变流器失稳类型的基础上,基于阻抗分析法,对虚拟同步变流器系统的静态稳定与小扰动稳定两类稳定性问题展开研究。在工频下,基于线路阻抗特性,通过推导变流器最大传输功率以及最小电网短路容量比指出在弱电网条件下变流器系统静态稳定工作区域减小,易出现传输功率受限、静态失稳的问题。在系统静态稳定的基础上,基于正负序阻抗模型,对变流器系统在额定稳态工作点附近的小扰动稳定性进行研究,指出变流器系统在弱电网中容易出现工频附近的谐波振荡;增大励磁调节系数K易导致输出电流及电压产生高频振荡。并提出了基于虚拟阻抗的电流补偿方法,最终利用仿真验证了阻抗重塑对提升弱电网下系统小扰动稳定性的有效性。

关键词：虚拟同步控制技术功率耦合二倍镜像频率耦合效应静态稳定区域小扰动稳定性分析

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