摘要：直驱风机网侧换流器可能因与弱电网动态交互引发系统失稳问题.为探究系统的交互机理,保证系统的稳定运行,首先对直驱风机并网模型进行了合理简化,建立了弱电网下直驱风机网侧换流器与电网交互的单输入单输出传递函数模型,并应用经典频域判据进行稳定性分析,探究电气与控制环节对于系统稳定性的影响.其次在分析锁相环导致系统失稳的原因基础上,提出了一种新型3阶锁相环控制结构设计方案,并对锁相环参数进行了多目标优化设计.结果表明,3阶锁相环具有更好的谐波衰减效果,在短路比为2的极弱电网下仍可以保持稳定运行.最后基于MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提设计方案的有效性.

摘要：已有工程结构震害表明强震作用下地下竖井结构安全性面临严重的威胁。实际工程中竖井结构不可避免面临穿越岩土交界面的问题,然而穿越岩土交界面地层环境下的竖井结构地震响应规律和损伤机理尚未明确,因此,该文主要开展竖井衬砌壁厚及岩土交界面相对刚度对竖井水平地震响应影响研究。基于有限元分析软件ABAQUS建立了岩土交界面场地与竖井结构的三维土-结构相互作用模型,采用等效线性化的动力时程分析方法,对水平地震动作用下的竖井内力分布及直径变形率进行了研究。结果表明:水平地震作用下竖井在岩土交界面位置处产生的内力突变,且衬砌厚度越大竖井产生的轴力和弯矩越大,直径变形率越小;相同地震作用下,在岩土层相对刚度较大时,岩土交界面处竖井内力及变形均大于岩土相对刚度较小工况。在实际的工程设计中应对竖井结构穿越岩土交界面予以足够的重视。

摘要：针对基于可见光通信-接收信号强度检测(VLC-RSSI)列车定位过程中存在的噪声、其他光源干扰及测距误差,提出以接收信号强度检测值为观测量的Newton-UKF(牛顿插值-无迹卡尔曼滤波)算法.首先,利用可见光通信-接收信号强度检测获得列车初始位置,建立列车运动模型及系统的状态与量测方程;然后,以接收信号强度检测值为观测量,采用无迹卡尔曼滤波优化列车定位结果,引入牛顿插值法重新估计具有粗大误差的接收信号强度测量数据;最后,以成都地铁1号线真实线路数据和设备信息为依据,通过实验验证所提列车定位优化算法的有效性.结果表明:与无迹卡尔曼滤波相比,Newton-UKF算法的平均定位误差为4.98 cm,能降低粗大测量值造成的误差,提升列车定位精度,定位性能提升66.42%.该方法可为基于通信的列车控制系统中的列车定位提供参考.

摘要：地下开采可能导致地表沉陷、基础设施损毁、土地破坏或地面积水等,进而诱发生态环境恶化。而采空区固体充填和覆岩离层注浆是控制岩层移动,减小采动损害的有效技术手段。传统的覆岩离层注浆往往采用关键层理论、数值模拟、相似材料模型实验和理论分析手段,因涉及的物理力学参数多、边界条件限制等,计算过程复杂,仅能给出离层层位,难以定量确定离层量。开采沉陷研究表明,采动覆岩与地表移动方向指向采空中心,移动边界可以简化为线性边界,基于下沉盆地主断面上地表下沉与任一覆岩下沉的面积相等和煤系地层的层状特征,构建了采动覆岩与地表下沉的关系模型,较好地反映了覆岩与地表下沉随边界角、工作面宽度、开采深度的发展演化规律。采动覆岩与地表下沉比值随埋藏深度增加而增大,反映了采动下沉效应从顶板向覆岩、地表的传递规律;随着宽深比的增加,同一层位岩层下沉与地表下沉比值减小,地表下沉增大;当边界角减小时,地表下沉范围增大,地表下沉值减小。结合钻孔揭示的覆岩结构与组合,可以逐层计算上覆岩层和地表的下沉值,利用两相邻岩层下沉的非一致性,可以确定各岩层间的离层量,通过计算导水裂隙带高度,剔除导水裂隙带内无法形成封闭充填空间的无效离层,进而优选确定出适用于覆岩离层注浆的最大离层及层位,为覆岩离层注浆减沉设计提供了简单、便捷的离层识别方法和离层量定量计算方法。

摘要：交直流混联电网迅速发展,交直流碰线故障成为其特有故障类型。以不同类型交直流碰线故障为研究对象,着眼于故障隔离至线路重合/重启全过程,揭示了现有交直流两系统相关保护出口动作逻辑存在的不足及风险,并进一步提出在交流侧设计并新增交直流碰线保护方案的新思路,通过构造一种可以反映直流系统等值阻抗相角特性的保护算法,实现交直流碰线故障识别。基于此,通过优化交流侧新增的交直流碰线保护和直流侧已配置的交直流碰线保护间的动作时序和逻辑配合关系,实现了交直流碰线故障下直流系统的自适应重启,避免了交流侧重合于永久性故障场景下直流线路首末端发生工频过电压的风险。在PSCAD/EMTDC平台中搭建交直流碰线故障的仿真模型并进行大量仿真实验,仿真结果验证了所提交直流碰线保护新方案的可行性。

摘要：精密不锈钢极薄带是微电子、微成型等高端领域的重要工业原料,高精度钢带一般使用多辊轧机进行轧制生产。轧制力模型对极薄带的轧制过程控制起着决定性的作用,而轧制力模型的精度主要受到变形抗力和摩擦因数这2个参数的影响。轧制过程中极薄带与轧辊接触变形区的弧长一般远大于轧件厚度,轧辊辊型被压扁为非圆弧形轮廓,将轧辊以圆弧轮廓为假设前提的传统轧制力模型不再适用。针对以上问题,以非圆弧理论为基础,通过推导基于Fleck理论的解析方程,结合计算机编程开发出应用于304不锈钢极薄带的轧制力模型。为优化轧制参数提高轧制力模型的计算精度,考虑到极薄带轧制过程工艺特点是采用较大张力轧制,通过轧制-拉伸试验确定轧件的屈服强度变化并拟合得到相应的变形抗力模型。设计了基于Fleck轧制力模型的摩擦因数计算程序,结合现场采集的轧制过程中的数据,反向计算并拟合关于轧制速度变化的摩擦因数模型。数据显示了在极薄带的轧制过程中,一定范围内摩擦因数随着轧制速度的增大而变小,这是因为随着轧制速度的提升,润滑液更容易被带入到变形区,使得变形区的油膜润滑效果增强。通过计算验证表明,模型的计算值与实测值之间的误差为-10%~10%,可以满足生产过程中高效率控制需求。

摘要：为了满足2.5 m大视场望远镜的跟踪要求,提出了望远镜主轴伺服三闭环控制设计方法。在整定好的电流环输入端注入正弦信号,扫频测试主轴伺服速度环的开环频率特性。根据谐振频率设计结构滤波器抑制机械谐振,从而达到更高的闭环带宽。最后,依据辨识得到的控制模型,设计速度环线性自抗扰控制器和位置环比例控制器。速度环基于线性扩张状态观测器估计扰动并补偿其影响,可以达到更高的低速跟踪精度。为解决快速搜索问题,根据设备允许的最大速度、加速度,基于离散最速跟踪微分器安排过渡过程。实验结果表明:线性自抗扰控制相比PI控制,2.5 m大视场望远镜进行1.24°视场角快速步进搜索的时间由1.6 s降低为1.0 s;以速度为2(°)/s,加速度为1(°)/s2作为等效正弦引导的误差均方根值由1.08″降低为0.60″;低速跟踪斜率为0.0001(°)/s的位置斜坡曲线时,位置跟踪稳态误差均方根值由0.0158″降低为0.0106″。线性自抗扰控制能够满足大视场角天文望远镜高效率快速搜索和低速精密跟踪的要求。

摘要：露天开采作为我国矿产资源的主要开发形式,其长期高强度人为扰动形成的传统“梯田式”内排土场面临占地面积大、景观破碎等问题。近自然地貌重塑作为矿区修复的重要手段,具有融合矿区内外景观的独特优势。为设计与周边自然地貌相融合的露天矿内排土场地貌,在现有开采工艺基础上,提出一种采排复一体下基于调整曲面的内排土场近自然地貌重塑模型;以新疆黑山露天矿为例,构建内排土场近自然设计地貌,及区域原始地貌和传统设计地貌2个对照组,结合CLiDE演化模型,模拟并评价10 a内近自然设计地貌的抗水蚀效果。结果表明:①地貌设计上,近自然地貌重塑模型在采排复一体化过程中可依据采复子区采前地表、矿层顶板及底板数字高程数据,自动求解复填可用土方量,获取复填子区地表高程近自然设计结果;②土方调配上,近自然设计地貌土方平均运距较传统设计地貌高0.49 m/m^(3),较后者高约0.06%,两者土方平均运距极为接近;③视觉上,近自然设计地貌能够与周边自然景观相融合,相较传统“梯田式”地貌,其与周边自然地貌间无明显拼接痕迹;④土壤水蚀模拟上,近自然设计地貌较传统“梯田式”地貌10 a可减少约39.07%的土壤水蚀量,其可显著提高内排土场表土抗水蚀能力;⑤土壤运移演化上,近自然设计地貌表土流失及堆积区的空间位置与自然原始地貌重叠率达57.27%,较传统设计地貌高2.96%,其区域表土运移特征与采前自然地貌更为接近。

摘要：煤岩体中裂隙赋存状态、结构形态和力学属性等对其材料强度、变形能力和抗冲击性能等具有显著的影响,确定裂隙的空间几何结构、空间展布形态和力学属性对于研究煤岩力学性能具有重要的理论意义和工程应用价值,构筑煤岩体裂隙结构形态和力学属性可视化数据库可为研究裂隙形态多样性识别提供一个新的思路和方向。从数据库概念和建立数据库基本方法出发,设计了裂隙可视化数据库构筑的基本思路,建立了煤岩实体和裂隙实体间一对多的映射关系,构建了裂隙多源数据智能获取、裂隙属性智能分类与存储、形态可视化分析与实现3个方面的数据库基本框架,实现了可视化数据库的裂隙结构形态智能识别、基于结构形态和断裂力学的分类属性多角度判别、几何展布形态可视化、基于条形码与二维码扫描的裂隙属性智能传输等特色功能。以北京昊华能源股份有限公司大安山煤矿为工程背景,获取了逆冲断层和倒转褶皱等复杂地质构造中的煤岩样品。运用CT扫描、图像分析处理与三维重构等技术手段构建了若干裂隙的三维数字化模型。结合不同属性分类标准,基于智能识别算法分类了裂隙的形态特征、分布位置和几何特征等数据,初步建立了煤岩体裂隙可视化数据库的基本模块,开展了裂隙检索与数据入库,展示了裂隙结构的结合形态,为可视化数据库的建立打下基础。

摘要：氡气是地下空间开发利用中的有害气体,同时对深地暗物质试验有重要影响,研究地下工程开挖过程中氡释放规律是科学解决氡污染问题的基础。采用自主设计的岩石三轴压缩氡释放试验系统,开展大理岩不同围压下三轴压缩破裂试验与氡释放量的测试,研究大理岩破裂模式对氡释放规律的影响,并讨论岩石破坏接近度(FAI)与累积氡浓度的相关性。试验结果表明,大理岩在不同加载阶段的氡释放量具有显著差异,总体上呈现先增加后回落再大幅增加至峰值释放量,最后跌落至稳定水平的规律。初始氡浓度随着围压的升高逐渐升高,而峰值氡浓度随着围压的升高呈现逐渐下降的趋势,与不同围压下岩石的破坏模式相关。通过对试验结果分析,得到岩石破坏接近度与累积氡浓度具有明显的相关性,可通过破坏接近度预测累积氡浓度的变化趋势。岩石氡释放规律的揭示对现场排氡/隔氡设计具有重要指导意义。