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磁悬浮轴承的鲁棒模型预测控制

轴承 2024年

作者：卫朝阳周鹏华韦健宗陆明德明阳智慧能源集团股份公司

针对传统模型预测控制下磁悬浮轴承-转子系统抗干扰能力弱的问题，引入鲁棒H∞控制方法，采用Min-Max鲁棒模型预测控制增强系统的鲁棒性。基于Min-Max鲁棒预测控制，将系统外部干扰输入到控制性能输出的范数作为最优化指标，联系控制输... 详细信息

针对传统模型预测控制下磁悬浮轴承-转子系统抗干扰能力弱的问题，引入鲁棒H∞控制方法，采用Min-Max鲁棒模型预测控制增强系统的鲁棒性。基于Min-Max鲁棒预测控制，将系统外部干扰输入到控制性能输出的范数作为最优化指标，联系控制输入约束和输出约束的不等式形式，构造LMI（矩阵不等式）最优化问题作为滚动优化算法的代价函数。根据干扰输入仿真结果表明：Min-Max鲁棒模型预测控制能够有效的抑制外部干扰对系统输出的影响，提高系统抗干扰性能以及自平衡调节的能力。

关键词：磁悬浮轴承鲁棒性鲁棒预测控制 LMI

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风力机组尾流模型适用性评价

南方能源建设 2024年第1期11卷 42-53页

作者：李胜葛文澎吴嘉诚曲春明孙睿明阳智慧能源集团股份公司广东中山528437

[目的]风力机组的尾流效应是风电场能量损失的重要因素,研究机组尾流有利于优化机组排布,提升风电场的经济性。[方法]分别对8种常见尾流模型的尾流风速衰减、湍流强度预测情况进行对比研究。为确保评估的合理性,基于风场测量数据及风洞... 详细信息

[目的]风力机组的尾流效应是风电场能量损失的重要因素,研究机组尾流有利于优化机组排布,提升风电场的经济性。[方法]分别对8种常见尾流模型的尾流风速衰减、湍流强度预测情况进行对比研究。为确保评估的合理性,基于风场测量数据及风洞实验数据进行定量分析,对比数据范围限定于风机下游距离3倍到10倍风轮直径。[结果]分析结果表明:对于尾流风速预估,二维模型较一维模型与实际尾流风速分布结构更契合,其中Jensen-Guass有着更好的尾流宽度预测,而2D-k-Jensen尾流中心风速预测精度更高且多工况适应性更强,最大平均偏差及偏差标准差分别为8.7%、5.5%,均适用于机组尾流风速预估。一维模型中的Jensen模型尾流中心风速预估能力虽最好,部分工况平均偏差低于10%,但Park模型在尾流风速水平分布预测上表现更佳,案例2中预测性能与二维模型相当,各工况平均偏差均低于10%,较前者更适合尾流速度预测。对于湍流强度的预测,Ishihara模型在湍流结构的预测展现出明显优势,平均偏差均低于10%,但尾流中心处湍流强度预测结果较差,不利于下游机组位置处湍流强度的预测,其余模型中Frandsen、Jensen-Guass在低环境湍流强度工况的预测相对较好,但高环境湍流强度下两者存在相反趋势,Frandsen模型预测精度更高,适合机组湍流强度预估,而Jensen-Guass的预估结果远大于实验值,预测结果较不稳定。高上游风速下各模型尾流风速预估精度均有较大的提升,环境湍流强度的提高对模型尾流风速和湍流强度预估精度有一定的促进作用,Jensen-Guass模型除外。[结论]Jensen-Guass和2D-k-Jensen模型尾流风速预测值与实测数据吻合较好,Frandsen模型湍流强度预测性能更佳,可作为海上风场机位排布优化及尾流控制分析的参考尾流模型。

关键词：风力机组尾流模型风速衰减湍流强度实测数据对比研究

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基于肤面模型的精密主轴回转精度分析

航空制造技术 2024年第16期 74-84页

作者：胡晓坤杨溢涛赵强强兰辉李小虎洪军西安交通大学秦川机床工具集团股份公司

主轴是典型的多轴承转子系统，由于其结构中广泛存在的并行连接关系，以及轴承误差和零部件误差的相互耦合，导致对主轴进行精度分析十分困难。针对此问题，提出一种主轴的回转精度分析方法。首先使用小位移旋量理论和肤面模型方法对零... 详细信息

主轴是典型的多轴承转子系统，由于其结构中广泛存在的并行连接关系，以及轴承误差和零部件误差的相互耦合，导致对主轴进行精度分析十分困难。针对此问题，提出一种主轴的回转精度分析方法。首先使用小位移旋量理论和肤面模型方法对零件的形位公差和轴承回转轨迹进行建模，构建了零部件的全公差模型。其次，分析了主轴结构中存在的完全并行连接关系，提出了基于优化方法求解零部件误差传递的主轴回转精度计算方法。最后，使用所提出的方法对某型磨削主轴进行了公差分析和敏感度计算，结果表明，该方法能够较好地分析主轴的回转精度，并通过改进公差设计将精度合格率从74.3%提升至88.2%，有效地提高了主轴的公差设计水平。

关键词：主轴完全并行连接肤面模型回转精度公差分析

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齿轮箱行星轮系故障诊断与原因分析

机械传动 2024年第9期48卷 128-138页

作者：王子顺汪韵朗赵东辉明阳智慧能源集团股份公司广东中山528400

综合运用振动信号分析、内窥镜检查、宏观观察、金相分析、扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)分析、能谱仪分析(Energy Dispersive Spectroscopy,EDS)和力学性能试验等多种技术手段,针对某型号风电齿轮箱出现的沿齿槽径向开... 详细信息

综合运用振动信号分析、内窥镜检查、宏观观察、金相分析、扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)分析、能谱仪分析(Energy Dispersive Spectroscopy,EDS)和力学性能试验等多种技术手段,针对某型号风电齿轮箱出现的沿齿槽径向开裂现象进行了故障诊断与原因分析。通过振动信号分析发现异常振动,并通过频谱分析和时域特征提取了确定异常振动的特征;通过内窥镜检查确认故障位置,拆解后利用SEM检测确认裂纹源存在一块大尺寸夹杂物,并通过EDS明确了夹杂物的成分;进一步分析确定齿轮贯穿性开裂的整个过程,通过综合分析确定了故障原因和位置,为设备维护提供了科学依据,并为提高生产效率、延长设备寿命、降低故障损失和维修成本提供了参考。

关键词：风力发电机组故障诊断原因分析故障闭环齿轮开裂

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风电叶片前缘雨蚀测试及防护方法研究

涂料工业 2024年第2期54卷 45-49,55页

作者：姚中强顾育慧明阳智慧能源集团股份公司广东中山528400

随着风电机组大型化及漂浮式海上风电的发展,风电叶片服役环境越来越复杂,叶片前缘的损伤及防护越来越被重视。文章以固/液冲击过程的“水锤压力”为切入点简述了航空、航天以及风电行业对雨蚀损伤的研究,介绍了单射流法、火箭撬法、旋... 详细信息

随着风电机组大型化及漂浮式海上风电的发展,风电叶片服役环境越来越复杂,叶片前缘的损伤及防护越来越被重视。文章以固/液冲击过程的“水锤压力”为切入点简述了航空、航天以及风电行业对雨蚀损伤的研究,介绍了单射流法、火箭撬法、旋转臂法等常用的耐雨蚀测试方法,并提出了耐雨蚀评估方法的改进方向。列举了叶片常用的几类前缘防护材料性能特点,对比了不同制样环境下前缘漆材料的耐雨蚀性能差异。阐述了前缘防护材料的选型评估思路,提出了考虑项目地域降雨情况、叶片线速度等因素的前缘差异化防护思路。

关键词：风电叶片前缘损伤雨蚀测试材料评价方案设计

沙戈荒环境下风电叶片中复合材料耐高温性能研究

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复合材料科学与工程 2024年第3期 103-107页

作者：张仲香刘宝锋方晨鑫陈文光顾育慧李军向明阳智慧能源集团股份公司广东528400

风电叶片在沙戈荒环境服役过程中会遇到极端高温天气,叶片内腔无法散热会导致温度远高于大气环境温度,随着未来沙戈荒地区风力发电机组装机量不断增加,研究沙戈荒环境下风电叶片复合材料耐高温性能至关重要。对风电叶片蒙皮、梁帽、壳... 详细信息

风电叶片在沙戈荒环境服役过程中会遇到极端高温天气,叶片内腔无法散热会导致温度远高于大气环境温度,随着未来沙戈荒地区风力发电机组装机量不断增加,研究沙戈荒环境下风电叶片复合材料耐高温性能至关重要。对风电叶片蒙皮、梁帽、壳体所用复合材料在60℃下的力学性能变化情况进行了研究,为沙戈荒环境下的风电叶片材料的选择和设计提供参考。试验结果表明:60℃高温作用3 h后,蒙皮用层合板的拉伸和压缩性能退化程度高,拉伸强度和压缩强度下降率分别为23.9%、41%,但层合板的V形剪切强度下降率相对较低,为1.5%;梁帽用拉挤板的V形剪切强度下降率较高,为16.3%,拉挤板的拉伸强度和压缩强度下降率分别为3.3%、6.3%;壳体用PVC60泡沫和Balsa轻木夹芯复合材料的剪切强度分别下降31%、4.2%。

关键词：风电叶片复合材料拉挤板层合板夹芯结构力学性能耐高温性沙戈荒

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钻爆法隧道施工装备技术进展与展望

现代隧道技术 2024年第2期61卷 190-202页

作者：刘飞香中国铁建重工集团股份有限公司长沙410100

随着我国水利、交通、能源等基础工程蓬勃发展,隧道及地下工程建设迎来了高速大发展时期。首先,介绍了钻爆法施工装备发展,依次从“人工”、“小型机械化”、“单一工序大型机械化”、“全工序大型机械化”等4个阶段进行阐述;然后分别... 详细信息

随着我国水利、交通、能源等基础工程蓬勃发展,隧道及地下工程建设迎来了高速大发展时期。首先,介绍了钻爆法施工装备发展,依次从“人工”、“小型机械化”、“单一工序大型机械化”、“全工序大型机械化”等4个阶段进行阐述;然后分别对目前钻爆法在施工过程中存在的岩芯收获率、超欠挖控制、拱架设立效率、湿喷回弹、锚杆注浆密实度等问题的现状及发展趋势进行了阐述和思考,并提出了钻爆法施工装备、协同管理平台、绿色施工装备等未来着重发展的建造技术;最后,对钻爆法隧道智能装备与隧道智能建造发展前景进行了展望,以推动我国隧道工程向无人、智能、信息、环保、节能与可持续的目标发展。

关键词：钻爆法施工超挖控制智能建造协同管理平台数字孪生绿色施工装备

一种新型梁筒风电机组基础数值分析及试验研究

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太阳能学报 2024年

作者：岳想琳霍宏斌张成陈艳中国地质大学(武汉)工程学院明阳智慧能源集团股份公司

在风电行业快速发展、风电项目风电机组基础成本居高不下的背景下，提出一种基于筒型基础带支撑梁的新型陆上风电机组基础型式——梁筒基础。通过建立有限元模型，得到梁筒基础相对筒形基础在C40混凝土用量上减小了49%；研究得到梁筒基... 详细信息

在风电行业快速发展、风电项目风电机组基础成本居高不下的背景下，提出一种基于筒型基础带支撑梁的新型陆上风电机组基础型式——梁筒基础。通过建立有限元模型，得到梁筒基础相对筒形基础在C40混凝土用量上减小了49%；研究得到梁筒基础支撑梁数量与水平极限承载力的关系，支撑梁数量的最佳取值范围在4

关键词：风电机组承载力数值模拟缩尺模型试验梁筒基础

考虑纤维波纹度的单向复合材料代表性体积元生成算法

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机械工程学报 2024年第8期60卷 186-195页

作者：谢晨阳黄鲛肖光明张贤杰王俊彪李玉军西北工业大学机电学院西安710072 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所无锡214063 中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089

提出一种单向纤维增强复合材料(Unidirectional fiber reinforced polymer,UD-FRP)周期性高保真代表性体积元(Representative volume element,RVE)的创建算法。首先基于随机游走算法,采用贝塞尔(Bézier)曲线表征纤维形态,使曲线各控制... 详细信息

提出一种单向纤维增强复合材料(Unidirectional fiber reinforced polymer,UD-FRP)周期性高保真代表性体积元(Representative volume element,RVE)的创建算法。首先基于随机游走算法,采用贝塞尔(Bézier)曲线表征纤维形态,使曲线各控制点处的切线方向的统计分布服从多变量冯·米塞斯-费歇尔(Von-MISES FISCHER)函数,创建出初步的软核模型。进而基于力偏置算法,在保证RVE内部纤维不产生过度扭曲的前提下,调整纤维间的重叠,创建出对应的硬核模型。调整过程中,通过引入三维近邻列表算法,大幅提高算法效率。最后对所创建的含有纤维波纹度特征的RVE模型进行了横向剪切渐进损伤分析,用以揭示该方法的研究价值及应用领域。结果表明,该方法能够快速有效地创建不同尺寸及纤维波纹度的RVE几何构型,这种含有波纹度特征的纤维构型会对UD-FRP的横向剪切性能产生一定影响,纤维波纹度越大,UD-FRP的横向剪切强度越大。

关键词：单向纤维增强复合材料纤维波纹度随机游走周期性边界条件近邻列表算法力偏置算法横向剪切