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关键词： 模块化多电平谐振变换器   宽范围中压   多自由度调控   电容电压纹波抑制  

摘要： 模块化多电平谐振变换器(MMRC)因具备模块化多电平拓扑和谐振电路的共同优点而在中压领域得到广泛研究,但在宽范围输入下的配用电场合,针对该拓扑的高效调控方法仍缺少相关深入探究。为此,该文提出一种适用于中压宽范围输入的模块化多电平谐振变换器多自由度调压控制方法。首先,分析开关频率和调制比应用于电压增益调节的效果和特点。接着,结合调频和调制比两种控制自由度提出多自由度组合的宽范围调压方法,并且揭示变调制比控制引发的子模块电容电压波动大的问题,针对性地提出一种监督式电容均压算法以降低纹波。最后,基于输入电压8~16kV、输出功率60kW的实验样机验证所提调控方法的有效性,并实现了全输入电压范围满载效率大于96%,子模块电容电压纹波幅值降低60%。

关键词： 柔索驱动并联机器人   索杆夹角可变   逆运动学模型   动力学模型   机器人PD控制  

摘要： 柔索驱动并联机器人是一种特殊类型的并联机器人,其末端执行器由柔索替代刚性杆进行驱动。研究了一种索杆夹角可变的3自由度欠约束并联机器人,采用矢量闭环原理建立该机器人的逆运动学模型;根据拉格朗日方程,建立了该机器人的动力学模型。基于模型补偿的机器人PD控制理论,设计了该机器人的PD控制器;给定机器人末端执行器的运动轨迹,使末端执行器的位姿变化通过机器人的逆运动学转化为柔索长度的变化,以柔索长度作为控制系统的输入。实验结果验证了该机器人的逆运动学和动力学模型的正确性及控制方法的有效性。

关键词： 六自由度   机械臂避障路径   规划技术  

摘要： 如今,机械臂广泛应用到我国工业制造、排爆等领域,不仅方便了人们的生活,还有利于生产工作的开展。然而工作环境中躲避障碍物问题一直制约着机械臂的使用、发展,所以我国应加大对机械臂避障路径规划技术的研究力度,尤其是六自由度机械臂,其不仅十分灵活,还具有较强的可操作性,做好这一方面的研究有利于各行业工作的发展。

关键词： 低碳发展   主体功能区   MOP模型   PLUS模型   多情景优化模拟  

摘要： 在推进新时代生态文明建设、确保区域社会经济绿色发展并如期实现碳达峰碳中和目标的发展导向下,基于主体功能区分类约束开展以低碳发展为牵引的多情景国土空间优化模拟研究具有重要意义。以国家生态文明试验区福建省为研究区,设定自然发展和低碳发展两种不同情景,针对不同类别主体功能区,设置差异化的碳排放量、经济效益和生态效益约束目标,在对用地需求进行预测的基础上,基于PLUS模型开展多情景下的国土空间分区优化模拟。结果表明:(1)从用地规模和数量结构来看,低碳发展情景下的功能区用地结构更加符合低碳经济发展的要求,该情景在减缓碳源地增加速度的同时,能够降低碳汇地的减少速度,在保障区域经济发展用地需求的同时减少碳排放并降低生态环境影响;(2)从用地布局来看,虽然不同情景下的用地结构存在一定差异,但从空间分布特征来看,各地类的变化规律基本与历史趋势基本相同,其中碳源地主要分布在临近海岸线处海拔较低、地势平缓易开发的一侧,碳汇地主要集中在内陆区域海拔相对较高且地况较复杂的区域;(3)从三类典型区域空间演变模式来看,农业生产区和生态保护区的变化较小,城镇建设区变化较为明显,城镇建设区和农业生产区主要功能用地分布较为集中且聚合度较高,生态保护区主要功能用地较为分散且一般呈破碎状。在不同发展情景下,国土空间格局中的碳源地不断扩张、碳汇地空间逐步受到挤压,应进一步发掘存量用地的潜力,推动土地资源的高效利用。

关键词： 天线反射面   Lagrange方程   动力学   扭簧  

摘要： 某大型6自由度固面天线反射面在展开过程中存在自由摆动的问题,为减小主动控制的难度,需合理设计各关节处的动力,即扭簧的扭矩大小。针对该动力学问题,采用Lagrange第2类方程进行动力学模型推导,从1自由度递推至n自由度,利用Matlab对模型进行数值求解,研究6自由度情形下扭簧扭矩与展开过程的关系,并使用Adams进行辅助验证。通过动力学模型的计算,获得了一组合理的扭簧扭矩初值,在没有外力约束下,可以使得各个反射面能以相互协调的速度与规定的趋势进行展开。结果表明,该研究方法可获得特定条件下扭簧扭矩的控制方案,降低天线反射面展开过程中主动控制的难度。

关键词： 机器海豚   仿生   背腹式推进   偏航   俯仰  

摘要： 为提升机动性与灵活度,设计一种具有图像传输功能的六自由度仿生机器海豚。对机器海豚的刚性头部、偏航腰部和两关节俯仰尾部的四关节系统进行设计;采用Arduino Uno3单片机输出PWM信号控制7路舵机,制定电气系统控制方案和防水密封方案,利用PS2手柄遥控机器海豚,通过尾部两关节上下摆动实现推进,腰部偏航关节实现转弯,舵机驱动配重块和一对单自由度的胸鳍实现俯仰姿态调节,通过实验验证方案的可行性。结果表明,该设计能实现机器海豚加减速前进、偏航、俯仰、原地转弯和双胸鳍拍水的运动姿态。

关键词： CAVAHU   内模控制   二自由度PID控制   控制器参数整定   数值模拟  

摘要： 为提升定风量空调空气处理机组(CAVAHU)送风温度的调节性能,针对CAVAHU送风温度被控对象存在大时滞、非线性、多干扰等特性,提出送风温度二自由度内模PID控制策略和用于控制器参数整定的改进粒子群优化(PSO)算法。首先,对送风温度控制系统中的各个对象及二自由度内模PID控制器分别建模。其次,采用改进PSO算法对控制器参数进行整定,获取相应的最佳值。最后,对控制系统与整定算法进行组态与仿真。仿真结果表明,基于改进PSO算法的送风温度控制器参数整定及其调节系统是可行且有效的,对送风温度的控制性能能够满足空调工艺要求,并且跟踪与抗干扰能力良好。

关键词： 一自由度PI   永磁同步曳引机   二自由度PID   调速优化策略   参数设计方法  

摘要： 针对基于一自由度PI控制的电梯永磁同步曳引机调速系统无法兼具良好的鲁棒性与跟随性,而影响乘梯舒适度的问题,提出一种基于二自由度PID控制的调速优化策略。首先建立了永磁同步曳引机的数学模型,分析了在电梯运行过程中其等效负载转矩与等效转动惯量的变化规律,构建了一自由度PI控制方案并阐明了该方案未能兼顾系统鲁棒性与跟随性的原因。在此基础上,提出了基于二自由度PID控制的调速改进策略,并给出了其参数设计方法,最后利用仿真试验验证了所述调速策略的有效性与优越性。

关键词： 主导不稳定平衡点   暂态电压稳定性   牛顿同伦法   能量函数  

摘要： 文章提出了一种基于主导不稳定平衡点分析电力系统暂态电压稳定性的方法。采用启发式的方法,得到电力系统中计算电压型主导不稳定平衡点的初值,同时引入牛顿同伦法,以降低主导不稳定平衡点对初值的敏感度,使所得到的初值可以有效收敛到电压型主导不稳定平衡点上。另外,还考虑了多电动机的动态负荷模型,并通过大扰动下的电压薄弱节点识别寻得主导负荷母线,提升了该启发式方法的模型适用性与推广性。结合能量函数与得到的主导不稳定平衡点,能有效求取多机系统暂态电压失稳的临界切除时间。最后在3机9母线系统上验证了该方法的有效性。

关键词： 频域高阶Rankine源法   斜浪   六自由度运动   横摇阻尼  

摘要： 针对船舶斜浪航行时的六自由度运动预报,本文在频域势流理论框架下,采用高阶Rankine源法求解考虑定常绕流影响的绕辐射问题,建立多自由度耦合运动计算模型。为计及流体粘性对横摇运动的影响,基于计算流体力学理论对船舶自由横摇衰减运动进行模拟,经能量法处理求取横摇阻尼系数,并将其引入频域运动方程。在此基础上,自主开发船舶在规则波中斜浪航行时运动响应的数值计算程序。为验证方法和程序的可靠性,对S175集装箱船在遭遇浪向为150°时的垂荡、横摇和纵摇运动进行模拟,通过与基于移动脉动源的数值方法及试验结果的对比发现,本文方法计算稳定,且由于考虑了定常绕流的耦合影响,在共振频率附近的预报值与试验更为接近。进一步对不同浪向下S175以及肥大的S-Cb84散货船的六自由度运动进行数值计算与分析,结果显示数值解与试验值吻合良好。本文方法对于不同浪向和船型均有着广泛的适用性。