摘要：为提高扑翼飞行器的气动效率,分析自然界鸟类翅膀运动机理,设计拍打-折叠运动的仿鸟飞行器机构,实现了仿鸟翅膀“8”字型运动轨迹。区别于传统扑翼飞行器的膜状翼结构,模仿鸟类翅膀羽毛分层结构,研制出羽毛机翼。利用计算流体力学仿真软件XFlow,研究机翼初始迎角,展弦比和扑动频率对折叠翼扑翼飞行器的气动特性影响。实验结果表明:机翼初始迎角在5°时取得最大升阻比系数,有利于飞行器快速升空及平飞飞行;扑动频率在4~5 Hz时获得最佳气动效率;机翼展弦比为3,扑翼飞行器获得较优气动性能。羽翼动力折叠翼飞行器成功飞行,为研制机翼多自由度变形仿生机器鸟提供理论上的可行性和有效飞行平台。

摘要：针对双向直流-直流(DC/DC)变换器模糊比例-积分(PI)控制动态效果差的问题,提出了一种改进粒子群算法优化的交错并联双向DC/DC变换器模糊PI控制方法。首先,建立交错并联双向DC/DC变换器的小信号数学模型,基于该模型得出占空比到输出电压和电感电流的传递函数,据此设计双向DC/DC变换器的双闭环控制器。然后,对双闭环控制的电压外环施加模糊控制,使系统能够实时调整PI参数。最后,运用一种改进的粒子群算法,对模糊控制过程中的比例因子和量化因子进行寻优,使系统达到更好的控制效果。通过MATLAB/Simulink平台仿真,并与模糊PI控制进行比较。研究结果表明:相比于模糊PI控制,该控制方法的变换器达到稳态的时间由17 ms降低到了10 ms,超调量由12.5%降低到了5.0%。并且,当负载跳变时,输出电压恢复时间由17 ms降低到了7 ms,电压波动值由76 V降低到了23 V。当参考电压跃变时,输出电压恢复时间由15 ms降低到了6 ms。

摘要：自励异步发电机(SEIG)构成的独立电力系统电压易受转速和负载变化影响,维持机端电压稳定是系统安全可靠运行的必要条件。此处以静止同步补偿器(STATCOM)为对象,对SEIG系统进行并联无功补偿以稳定机端电压。通过异步电机机端虚拟磁链,采用虚拟直接转矩/无功转矩的控制策略,旨在降低直接功率控制(DPC)的复杂性,并改善传统电压定向控制(VOC)因电压畸变带来的定向不准确问题,减小机端电压纹波;虚拟转矩/无功转矩用于内环控制解决传统电流内环受带宽限制的问题,提高系统响应速度;采用相对相角信息进行调制,不依赖绝对相角信息,避免了繁琐的旋转坐标变换和锁相环设计。最后,通过对比实验验证了所提算法在减少电压纹波和提高响应速度等方面相较于传统算法的优越性。

摘要：在LCL型并网逆变器控制中,为减小控制延时对有源阻尼等效虚拟阻抗的影响,提出一种基于有源阻尼内环级联超前环节的延时补偿改进控制策略。首先,建立考虑延时的数学模型,分析传统逆变侧电流反馈有源阻尼降低系统低频增益的问题,总结了延时对等效虚拟阻抗正阻尼区分布的影响规律。然后,通过在阻尼内环设计合适的增益函数,消除低频增益降低的影响;提出一种级联超前环节的延时补偿方案,对延时引入的相位滞后进行补偿,将等效正阻尼区扩展到(0,0.48fs),有效改善有源阻尼效果,显著提高了系统的稳定性和鲁棒性。最后,仿真和实验结果验证了所提方案的可行性。

摘要：为提高垂直轴风力机的运行特性,并为垂直轴风力机流场设计提供方法,对带有弯曲型全向导叶(导叶1)和直板型全向导叶(导叶2)的NACA0021翼型三叶片垂直轴风力机进行数值模拟,采用滑移网格技术,通过与文献实验值对比,确定合适叶轮的旋转区域计算模型。计算结果表明:全向导叶可增大风力机的平均力矩,最大风能利用率为0.453,提高风力机的气动性能;另外,全向导叶影响风力机旋转区域的流场,促使力矩有较大波动;导叶1的速度尾流场范围较大,导叶2的速度尾流恢复速度较快。

摘要：针对非隔离型光伏并网逆变器存在直流分量注入问题,提出一种基于改进比例复数积分(PCI)控制器的直流分量抑制策略。将直流分量当作系统的扰动,设计相应的扰动观测器(DOB),利用DOB对系统中的直流分量进行实时观测,并基于直流分量的观测值设计补偿环节,实现对直流分量的抑制。此外,针对系统在传统PCI控制器控制下存在系统相位裕度不足的问题,将传统PCI控制器的实数形式的谐振系数替换为复数形式,在复数域下设计改进型PCI控制器,提高系统的相位裕度。最后通过仿真与实验验证所提控制策略的可行性与有效性。

摘要：针对传统脉冲电场处理室结构难以对大量流动的液体食品进行高效处理的问题,通过对传统同轴型结构加以改进,设计一个具有多电极结构的处理室。经合理选材制作出有效容积达到8 L的处理室样机,并采用双因素正交法对酵母溶液进行灭菌试验,结果表明:处理室的灭菌效率与施加的外电压和脉冲个数呈正相关,在2500个24 kV的高压脉冲作用下,处理室灭菌率达到90%以上,设计具有良好的电场和流场分布并具有较好的扩展性。研究为脉冲电场技术在实际规模化的生产应用提供参考。

摘要：直线振荡电机可直接产生直线往复驱动力,具有无运动转换机构、传动效率高、振动噪声小等优势,在直线压缩机、斯特林制冷机、热电联产设备、振动能量回收等众多领域具有广泛的应用前景。该文首先详细阐述了直线振荡电机的工作原理,并在此基础上依据理想受迫谐振系统的要求,归纳了该类电机电磁特性的设计目标;其次,以时间为序,分类介绍了直线振荡电机的发展沿革和研究现状,包括各类电机的优缺点、拓扑结构以及应用变迁等;然后,以文献调研为基础,总结了目前该类电机普遍存在的四个方面的问题;最后,从工业应用需求出发,详细讨论了直线振荡电机在工艺、电磁特性和控制策略等方面存在的难点及关键问题,并对未来发展趋势进行了展望。

摘要：为弥补传统准Z源逆变器升压能力弱,电容和开关管电压应力较高,直流源输出电流断续,纹波较大,强升压能力与输出优质波形冲突等缺点,提出了一种倍压开关电容型Quasi-Z源逆变器拓扑。该拓扑是在传统准Z源逆变器的基础上通过增加一个开关电容网络、一个升压电感和一个续流二极管并经优化设计而成。通过采用简单升压调制策略控制开关管通断,实现三相桥臂直通使阻抗源进行储能,进而完成单级升压逆变的过程。该结构较传统Z源逆变器拥有成倍的升压能力,且在直通占空比较低的情况下升压能力依然具有较明显的优势,同时具有电容电压应力低,直流源输出电流连续等优点。通过仿真和实验验证了其准确性与优越性。

摘要：为提高食品和食品包装消毒杀菌效率,探究新型灭菌技术,设计并制作一种在大气压下利用环境空气为工作气体,采用介质阻挡放电产生等离子体的手持射流装置,对装置的相关特性进行测量研究,并进行不同处理条件的验证性灭菌试验。试验结果表明,装置可有效杀灭酵母菌,灭菌效率与施加的电压强度和灭菌时间呈正相关,在电压幅值14 kV,频率13.3 kHz,灭菌时间90 s条件下产生菌落生长抑制区面积可达198.2 mm2,且等离子体射流可实现人体触摸,保证装置的电气安全性。研究为食品及食品包装的杀菌消毒提供新的技术思路与参考。