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利用调频质量阻尼器结构实现海上漂浮式风力机的稳定性控制被引量：17: 2013年; 海上漂浮式风力机是在随机性风载荷和浪载荷联合作用下工作的,其结构动态稳定性分析与控制是亟待解决的关键问题之一。考虑到气动水动结构耦合作用而产生6种摇荡形式,该文选择Spar结构的漂浮风力机作为样机系统。针对其纵摇和垂荡这2种摇荡现象,提出了以调频质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)置于风力机机舱的结构主动控制形式,建立了基于TMD控制的精确三自由度漂浮风力机动力学模型,其中外激励风载荷考虑了桨叶和塔架2种载荷,而浪载荷按Morison方程建模。基于此模型,分析了随机风浪载荷作用下对风力机性能影响最大的纵摇形式的动态响应,实现了以最小能量消耗来实现风力机塔顶位移、速度、加速度最小为控制目标的线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)的设计。以5MW漂浮风力机为例,进行了控制前后的纵摇动态响应仿真和分析。仿真结果表明:通过TMD主动控制,可以有效减少55%塔架振动的最大位移,并快速消弱塔架振动回归稳定状态。; 穆安乐王超刘宏昭张明洪张玉龙; 关键词：动力学建模调频质量阻尼器振动控制

单相电压型全桥逆变器的反步滑模控制策略被引量：23: 2015年; 为克服单相电压型全桥逆变器系统中不确定性和外界干扰对控制性能的影响,提出了一种新型单相电压型全桥逆变器非线性控制策略。以输出滤波电容电压及其导数为状态变量,建立了逆变器连续数学模型,并进一步得到具有严参数反馈形式的系统非精确数学模型;在此基础上,将反步法和滑模控制相结合,提出了单相电压型全桥逆变器的反步滑模控制策略,可实现系统全局意义下的渐近稳定,有效地克服了反步法对系统模型的依赖性。实验结果表明,当存在不确定参数和外界扰动时,采用所提出的控制方法,系统输出无静差、输出电压谐波含量很少,对直流电压源扰动和负载扰动具有很强的鲁棒性,且同时适用于线性和非线性负载。; 侯波穆安乐董锋斌刘俊伟刘宏昭; 关键词：非线性控制参数不确定

基于分布式襟翼风力机桨叶的模型预测振动控制被引量：6: 2018年; 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%。; 穆安乐张广兴李迺璐邹阿配万强强许建国; 关键词：风力机气动弹性

液压缸磁流体密封的有限元分析及实验研究被引量：3: 2022年; 本论文为了解决工程机械液压缸的外泄漏问题,设计出了一种4级磁源的磁流体密封结构,通过ANSYS有限元分析法对该密封结构间隙内的磁场分析,研究了极齿长度和极靴高度两个关键参数对磁流体密封耐压能力的影响规律,并且计算出每个参数对应的磁流体密封耐压能力。然后在设计的液压缸实验中研究了液压缸往复轴的往复速度、往复行程和保压时间对于磁流体密封能力的影响。最终的结果表明:密封耐压能力随着极齿长度的增加先增大后减小;密封耐压能力值随着极靴高度的增加而减小;密封耐压能力随往复速度增加而减小;随着往复行程与保压时间的增加,密封耐压能力没有明显的改变。通过对磁流体密封结构进行有限元分析和实验研究,对研制出适用于液压缸的高密封性能装置具有重要的意义。; 郝付祥穆安乐; 关键词：液压缸磁流体密封有限元分析

旋转运动SMA层合梁动力学建模与非线性自由振动分析: 2022年; 层合梁铺层中内嵌SMA丝时,可以有效改变层合梁旋转运动时的动态特性。为了研究旋转运动SMA层合梁的振动特性,使用Brinson一维SMA本构模型获得温度变化时的恢复应力与马氏体体积分数。使用坐标变换建立层合梁质点在惯性系下的位移。基于Euler-Bernoulli梁和Von Karman大变形理论,建立了位移场与应变之间的关系。使用Hamilton变分原理,获得大范围旋转运动层合梁的动力学方程,并用Ritz法获得内嵌SMA丝层合梁的非线性自由振动方程。旋转运动对SMA层合梁的自由振动有明显的影响。研究了同一转速下,不同SMA体积分数、初始应变对固有频率的影响,而且研究了石墨层纤维铺设角度对层合梁基频的影响。; 王航穆安乐黄泽波; 关键词：形状记忆合金非线性自由振动

测风数据处理与风资源评估被引量：18: 2012年; 采用基于GPRS无线通讯原理的测风系统实现对西北某地区风资源数据的远程监控和传输工作,并利用Excel VBA编程对测风软件所得的该地区原始风资源数据进行程序后处理,汇总成为正规的气象站表格。在数据统计和分析过程中发现数据存在缺测和错误现象,采用相关性分析方法将实测点与邻近气象站同期数据进行对比,利用所得合理的相关方程完成数据修补工作。根据二参数Weibull风频分布规律对该地区进行全年风能资源测试评估,最终得出该地区风资源属于风能可利用区的结论。; 杨迎超刘宏昭原大宁徐刚穆安乐; 关键词：GPRS 数据处理威布尔分布

功能梯度悬臂输流微管的自由振动分析被引量：1: 2021年; 为了研究功能梯度悬臂输流微管的振动特性,以修正偶应力理论为基础,采用Euler-Bernoulli梁模型,应用Hamilton原理建立功能梯度悬臂输流微管横向振动方程和边界条件。通过Galerkin法对高阶偏微分方程进行降阶,将其离散化为常微分方程,运用Matlab软件进行数值求解。结果表明:随着功能梯度材料幂律指数的增大,输流微管颤振失稳的临界速度降低,系统稳定区域减小;无量纲尺度参数越小,颤振失稳临界速度越大,系统稳定区域越大;随着质量比的增大,颤振失稳临界速度增大,系统稳定区域增大。; 马涛穆安乐; 关键词：功能梯度材料

复杂地形条件下风力机微观选址被引量：9: 2012年; 结合某油田井组周围实际复杂地形状况,在充分考虑周围地形的影响后建立简化三维分析模型。采用基于计算流体力学(CFD)的数值模拟方法,实现过山气流在低空复杂地形中的三维湍流模拟。在分别研究所建模型在不同来流风向时的风场分布及山丘表面的风速分布图后,最终确定了该井组内安装风力机的最佳位置及风力机塔架的高度。; 陈爱刘宏昭杨迎超徐刚穆安乐; 关键词：复杂地形湍流风力机

全液压海上风力机最大气动能量捕获的控制策略被引量：5: 2017年; 提出了以海水为传递介质的开环液压传动系统并应用于漂浮式风力机,建立了风力机转子、液压传动系统及发电机的数学模型。利用比例–积分–微分控制器控制系统改变液压泵排量、调整变量泵转矩以实现风力机转子最大气动能量捕获的控制策略。以5MW漂浮式风力机样机为例进行了时域建模仿真,研究了该系统在额定风速下的响应。研究结果表明:当风速在额定值11.4m/s以下时,通过提出的控制系统,能够使变量泵产生的反作用转矩接近于风力机气动转矩的最优值,获得的叶尖速比接近最佳值8.1,保证叶轮捕获最大气动能量。通过对风力机转子捕获的气动功率及发电机的输出功率的动态特性进行分析比较,可知该液压传动系统的传递效率为80.2%。; 樊亚军穆安乐杨建湘汤永凯; 关键词：液压传动系统

风力机次声波的空间辐射及其沿叶片翼展和弦长方向的声压分布规律研究: 2017年; 以FW-H气动声学方程为基础,分析水平轴风力机次声波的产生机理,提出水平轴风力机的远场次声波辐射计算公式。以翼型为NACA 23015的三叶片10 k W水平轴风力机为例,在额定风速8 m/s、叶片半径10 m、转速107 r/min,升力角14°、升力系数1.2的情况下,研究次声波在空间辐射、次声波声压翼展方向和弦向的分布等规律。计算结果表明:省略近声场噪声可显著提高声压计算速度、精度;风力机次声波噪声由厚度噪声和载荷噪声组成,载荷噪声和厚度噪声声压绝对值基本相等;风力机次声波在空间分布上具有一定的指向性;其中风力机次声波产生区域主要集中在沿叶展方向r′/R=0.6~0.9处,同时沿翼型弦向产生的次声波集中在前端1/3弦长处。; 穆安乐汤永凯马涛樊亚军张玉龙; 关键词：风力机气动噪声次声波声压

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国家自然科学基金(51075326)

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