摘要：气弹控制系统的驱动器、闭环信号回路在实际中会存在时滞环节,由于气弹敏感性和环境复杂性,时滞会引起控制信号迟延并导致气弹控制极速恶化、甚至造成系统失稳,该问题以往研究较少。针对翼型时滞气弹控制问题,设计了一种基于BRGWO算法和改进型滤波Smith的最优气弹控制方法。首先,引入二阶滤波器改进Smith预估器,设计了翼型气弹控制器;然后,创新设计了一种双向随机灰狼优化算法(bidirectional random grey wolf optimization, BGWO),提高了时滞下气弹控制参数的全局寻优能力,该算法改进了不同等级灰狼的狩猎策略,提高跳出非理想值机率、避免陷入局部最优。利用最小增益原理,在理论上证明了闭环系统稳定性。仿真结果表明,对比传统智能优化算法(如遗传算法、灰狼优化算法)和多种已有控制器(经典Smith、PI-PD型Smith和传统滤波Smith预估器),该方法具有更强的时滞补偿能力和更优的气弹控制性能,在不确定时滞、不确定风速、刚度变化和驱动干扰等算例下,保持了优良的时滞气弹控制效果,具有较强的鲁棒性。

摘要：智能叶片是风力机叶片智能控制的主要方向,它能根据叶片的振动情况,利用控制算法调整叶片尾端智能驱动器的驱动力,使叶片处于最小振动状态,关键问题是在复杂运行环境下叶片系统参数发生突变时,如何设计基于最优辨识的控制规则,从而施加最优控制驱动力。对此,以风力机叶片的振动位移为控制目标,利用差分进化算法(DE)优化传统递推最小二乘法辨识的遗忘因子,得到基于最优系统辨识的叶片最佳间接自校正PID控制规则,采用此控制方法对系统模型建立Matlab文本与Simulink相结合的联合仿真模型并进行控制。仿真结果表明,在经差分进化优化辨识后的间接自校正PID控制器可以很好的减小系统参数突变下风力机叶片的挥舞位移和扭转角,可进一步提高复杂运行环境下的叶片振动控制效果。

摘要：为培养双碳目标下的能源及电气工程人才,设计一种基于LabVIEW的城市用电量预测实验系统。该实验以扬州市用电量为案例,利用灰色均值模型和灰色幂模型建立扬州市各地区、各行业用电预测模型,基于LabVIEW完成模型算法设计并构建用电量分析与预测实验系统。通过实验,可提高学生在电力供应分析、电力市场规划和能源规划等方面的能力。

摘要：为将风力机气动特性理论应用于新能源课程的实验教学中,基于Unity 3D和3D Max软件设计开发了风力机气动性能分析虚拟仿真实验平台,构建了原理认知和规律探究实验模块,进行了风力机发电的气动原理感知仿真、翼型气动优化设计和叶片附加结构气动优化设计实验研究。结果表明:该平台具有良好的人机交互性能和创新性,在强化学生对翼型气动特性理解、经济性、线上教学方面具有明显优势,提高了风力机空气动力学实验教学质量。

摘要：针对风力机叶片在颤振风速下的临界颤振现象,创新性地结合几何圆周割线和传统粒子群优化算法,首次设计了一种圆周割线改进型粒子群优化算法,应用于叶片临界颤振系统的参数辨识。该方法利用圆周上移动点的割线距离来动态调节全局学习因子和局部学习因子,针对优化辨识提高全局搜索和局部搜索的动态平衡性,避免陷入局部最优,提高算法的整体寻优性能和优化效率。仿真试验中,将该方法与多种先进粒子群优化算法(如改进型粒子群优化(MPSO)算法、基于线性递减惯性权重的粒子群优化(LDIW-PSO)算法、基于动态学习因子的免疫粒子群优化(IPSODCLF)算法)的辨识结果相比较,结果表明该辨识方法在辨识精度、计算时间和鲁棒性方面均具有显著的优越性。

摘要：为了抑制柱体结构的涡激振动(Vortex induced vibration,VIV)问题,该文基于Van der Pol尾流振子模型、结构动力学理论和优化算法,建立了非线性能量阱(Nonlinear energy sink,NES)减振装置优化设计仿真模型。采用Van der Pol尾流振子模型,将其与二维弹性支撑柱体结构动力学方程结合,建立二维弹性支撑柱体单自由度涡激振动预报模型,并与文献实验数据对比,验证了模型的准确性;在模型中嵌入NES控制模型,完成NES作用下的单自由度柱体VIV预测模型,并将其与优化算法相结合,通过优化算法改变非线性能量阱的参数,设计出对柱体涡激振动抑制效果满足设计要求的非线性能量阱;通过仿真分析优化后的NES结构参数对柱体涡激振动的抑制效果和机理。案例优化结果表明,在Ur=5.5时,NES作用下的柱体振幅减小了66.39%,减振效果明显。同时,该文采用优化方法获得的NES结构参数符合实际生产要求,确保了实物生产设计的可能性。

摘要：为给电力变换系列课程提供与现有技术同步的实验内容,开发了无线功率传输综合实验。叙述了无线功率传输装置的结构,根据无线功率传输过程中功率流的调理顺序,依次设计了发送端逆变电路、发送与接收线圈及其谐振网络、接收侧整流器和负载匹配变换器,数字信号控制器通过数字补偿网络进行装置的无线功率传输控制。该实验装置的设计模块化易维护,经实验验证,可以稳定地将15-25V的低压直流输入经过33-77mm的气隙传递至接收侧的48V蓄电池中,传输功率在150-250W范围内连续可调,可适用于本科高年级及研究生的电力变换类课程实验。

摘要：颤振抑制系统中非线性扰动的干扰是影响抑制效果的一个重要因素,同时对颤振位移等被控量精确测量的能力有限也影响了抑制效果。为了消除扰动影响和减小测量被控量的难度,提出了设计基于抗干扰自适应算法的控制器,对二阶弹性气动模型进行颤振控制。Matlab仿真结果表明,构建的自适应控制器只需要较少并易于测量的被控量,与PID控制器相比能更有效精确地抑制扰动,控制颤振并消除了抑制误差。

摘要：基于LabVIEW CDS模块开发了风力机智能叶片控制实验系统。根据智能叶片内模控制原理,在LabVIEW环境中建立了风力机智能叶片系统的数学模型、设计了内模振动控制器,进行了系统模型仿真实验以及内模控制仿真实验研究。实验结果表明:该实验系统具有良好的人机界面和创新性,利用此系统可以自行设计智能叶片控制器并分析控制特性,提高对于风电控制技术的实验教学质量。

摘要：大展弦比风力机桨叶是一个细长的柔性体,在气动弹性耦合下其受力和变形十分复杂。如何通过主动控制技术实现在复杂作用下达到减振降载的目的是一个关键问题。针对此问题,将风力机桨叶简化为在其展向分布尾缘襟翼的复合材料悬臂梁叠层板。通过Rayleigh-Ritz法得到桨叶的弹性变形模型,结合Theodorsen片条理论气动力,建立了桨叶的气弹模型。采用模型预测控制(MPC)技术设计了主动控制器,实现了桨叶的振动控制。仿真结果表明:分布式尾缘襟翼在预测控制器的调节下能有效减小桨叶挥舞和扭转振动。其中展长方向上桨叶中部和叶尖处挥舞振动位移分别减小约15%、30%,80%展长处的扭转振动位移减小约70%;系统响应收敛时间缩短约50%。