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励磁系统参数计算

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########大学毕业论文设计

50MW电站励磁系统参数计算

指导老师:胡先洪

王波、张敬

学生姓名:########

《电气工程及自动化》2002级

目录

1发电机组参数

A.额定容量(MVA)

B.额定功率因数(滞后)

C.额定电压(kV)

D.额定频率(Hz) 50

E.相数 3

F.空载励磁电压(V) 62

G.额定负荷及功率因素下励磁电压(V) 164

H.空载励磁电流(A) 592

I.额定负荷下励磁电流(A) 1065

J. 励磁绕组绝缘的最高耐压(直流V ) 1500

K. 励磁绕组75C 的电阻()

L. 直轴瞬态开路时间常数Tdo(s)

M. 直轴瞬态短路时间常数Td(s)

N. 直轴同步电抗(Xd ) O.

直轴瞬态电抗(Xd ’)

2

励磁变压器技术参数计算

2.1 二次侧额定线电压计算

励磁系统保证在机端正序电压下降到额定值的80%时,能够提供励磁系统顶值电压。励磁系统顶值电压为发电机额定容量时励磁电压的倍。

A.

具体计算公式:

式中:

Ku----电压强励倍数(α=10时),取倍(在80%U GN 下)。

fN U -----发电机额定容量时励磁电压。

B. 针对本文设计发电机组:

?

???=

10cos 35.18.0164

0.22fT U =308V

综合考虑,取fN U =360V

2.2二次侧额定线电流计算

励磁系统保证当发电机在额定容量、额定电压和功率因素为的励磁电流的倍时,能够长期连续运行。

A.具体计算公式:

式中:

K------裕度系数。

I-----发电机额定容量、额定电压和功率因素时励磁电流。

fN

B.针对本文设计发电机组:

2.3额定容量计算

取标准容量:630KVA

励磁变压器设计参数表:

3

晶闸管整流元件技术参数计算

3.1 晶闸管元件额定电压的选择

在倍负荷运行温度下,晶闸管整流器所能承受的反向峰值电压不小于倍励磁变压器二次侧最大峰值电压。

A. 晶闸管反向重复峰值电压具体计算公式:

式中:

K -------电压裕度系数,取;

fN U ------励磁变压器二次侧线电压。

B. 针对本文设计发电机组:

取:V U RRM 2600

3.2 晶闸管元件额定电流的选择

晶闸管整流装置采用三相全控桥式结构,满足发电机各种工况下(包括强励)对励磁系统的要求。晶闸管整流桥并联支路数按(n -1)原则考虑冗余,即一桥故障时能满足包括强励在内的所有功能,二桥故障时能满足除强励外所有运行方式的要求。

A. 针对本文设计发电机组:

单桥运行满足额定容量励磁电流的倍时,单桥输出为:

双桥并联运行满足发电机额定容量励磁电流倍强励能力时,单桥输出为:

按单桥最大输出1172A计算,单个桥臂流过的电流平均值:取电流裕度系数Ki = 晶闸管元件的正向平均电流值:

I

T(AV)=Ki I

T(av)

=431=862 (A)

取:I

T(AV)

=1400A。

实际单柜输出能力:

采用2柜并联时,额定工况下每柜实际负荷电流:

裕度系数:

根据以上计算,选取ABB公司生产的晶闸管5STP16F2600,通态平均电流1400A,反向重复峰值电压2600V。

晶闸管设计参数表:

4快速熔断器参数计算

根据晶闸管选型,计算单柜输出1172A电流时,单个桥臂流过的电流有效值:选取快速熔断器额定电流800A。

5励磁电缆计算

A.励磁变到整流柜阳极电缆计算

根据晶闸管选型计算,长期运行电流最大为1172A,

按照1mm2通过电流计算电缆截面:

励磁变到整流柜阳极电缆截面积应大于383 mm2。

B.励磁变到整流柜阳极电缆计算

机组额定励磁电流为1065A,按照1mm2通过电流计算电缆截面:

转子到灭磁开关的连接电缆截面积应大于469mm2。

6灭磁及过压保护计算

6.1灭磁阀片计算

灭磁电阻采用ZnO非线性电阻。在最严重灭磁工况下,需要非线性电阻承受的耗能容量不超过其工作能容量的80%,在20%的非线性电阻组件退出运行时,仍能满足灭磁设备的要求。非线性电阻能在尽可能短的时间内释放磁场能量,灭磁过程中,励磁绕组反向电压不高于励磁绕组出厂对地耐受试验电压幅值的50%。

A.针对本文设计的发电机组:

1转子绕组的最大储能:

式中:W fmax—转子绕组的最大储能,J;

W

—转子绕组的空载储能,J;

f0

L f0 — 转子绕组在空载时不饱和电感,H ; I f0 — 空载励磁电流,I f0 =592A ;

'0d T — 直轴瞬态开路时间常数,'0d T =;

R f — 转子绕组直流电阻(75℃温度时),=f R Ω。

因此,MJ W f 54.05921307.076.62

1

5.32max =????=

2 ZnO 非线性电阻计算:

采用ZnO 非线性电阻灭磁时,所需的灭磁电阻的能容量:

式中:

K 1为容量储备系数,在20%的非线性电阻组件退出运行时,仍能满足灭磁设备的要求,K 1=1/=;

K 2为耗能分配系数,因转子储能量不完全消耗于灭磁电阻中,还有转子电阻、磁场断路器、阻尼绕阻及发电机的整锻铁心中均有耗能,水发机组取经验值;汽发机组取经验值。

m ax f W 为最大转子储能。

实际取。

3 灭磁残压计算:

灭磁过程中,励磁绕组反向电压不高于励磁绕组出厂对地耐受试验电压幅值的50%,不低于励磁绕组出厂对地耐受试验电压幅值的30%。。

164×10 ×=2320(V)

50%×2320 = 1160(V)

30%×2320 = 696(V)

故灭磁残压实际选取:V RV =900V

灭磁阀片设计参数表:

6.2过电压保护计算

过电压保护动作电压最低瞬时值高于最大整流电压的峰值,并高于自动灭磁装置正常动作时产生的过电压值,动作电压最高瞬时值低于功率整流桥的最大允许电压,且最大不超过励磁绕组出厂对地耐压试验电压幅值的70%,过电压保护动作值的变化范围不超过±10%。

A.针对本文设计的发电机组:

最大整流电压的峰值:360×=509(V)

自动灭磁装置正常动作时产生的过电压值:900V

功率整流桥的最大允许电压:2600V

励磁绕组出厂对地耐压试验电压幅值的70%:

70%×2320 =1624(V)

综合考虑,取过压保护动作值为1200V。

采用ZnO非线性灭磁电阻兼作过压保护,由过压保护跨接器控制,当转子绕组过电压超过过压保护跨接器整定值时,过压保护跨接器动作,触发过压保护回路晶闸管,投入灭磁电阻,将转子绕组过电压限制在灭磁残压值。

7直流断路器计算

1建压能力计算:

采用交流灭磁方式,跳灭磁开关的同时封锁脉冲,灭磁开关建压能力满足:

U K ≥U

RV

+U

式中: U

K

—灭磁开关建压;

U

RV

—灭磁电阻残压;

U—灭磁时整流柜输出最大整流电压。

灭磁电阻残压:900V

由于交流灭磁时利用阳极电压负半波辅助建压,U 为负值,考虑最严重情况U=0时,灭磁开关建压要求为900V 。

2 最大灭磁电流计算:

式中:

I f0 — 空载励磁电流,592A ;

d X — 直轴同步电抗,=d X ;

'd X — 直轴瞬变电抗,='d X 。

因此,最大灭磁电流:A I fm 34791308.0059.12592=???

???-??=

直流磁场断路器设计参数表:

8附录

总体说明

针对本50MW水轮发电机技术要求,对发电机励磁系统的设计采用静止式可控硅全控桥自并激励磁方式。

励磁系统共五块屏:

1台微机励磁控制器,采用双通道多DSP分级控制技术。

3台热管散热可控硅整流柜,采用第二代环行热管技术。

1台灭磁开关及转子过电压保护装置,采用法国CEX71-1600A 专用灭磁开关,高能ZnO非线性电阻灭磁,高能PTC与ZnO非线性电阻作为过压保护。

1台环氧干式变压器(带铝合金外壳,风冷,温度控制)。

其中

一、热管散热可控硅整流装置主要配制:

采用进口可控硅DCR1006SF2626,990A/2600V。

整流桥设计裕度充分,整流桥3柜并联,单桥故障时仍能满足包括强励在内的所有功能。

每只可控硅都设置有过流过压保护。

触发回路采用高频脉冲列触发技术,采用了电压嵌位和强触发技术,避免可控硅的误触发,提高了抗干扰能力。

脉冲变压器采用环氧浇注,耐压可达到DC15000V。

脉放电源采用独立的双重电源供电。

采用第二代环型热管散热器,具备以下优势:

响应速度快:由于热管壳体内部为真空状态(一般为1×10-3Pa),工作介质的相变温度远低于常压下的沸点温度(启动温度低),内部流体的流动阻力

小。因此,热管的传热系数一般为金属银的40~1000倍。

等温性能好:热管的等温性能是其它材料所无法比拟的。一般一根长十米的

热管,其两端温差为2~3℃。

体积小、重量轻:与传统的铝型材散热器相比较,在热阻相同的条件下,尺

寸和重量要小1/3~1/2左右。

运行安全可靠:热管的工作介质在封闭的腔体内进行工作,封口采用国际先

进的焊接技术,其工作寿命一般为20年,它所采用的制造材料不会对环境产生任何的污染,是一种环保产品。

第二代环型热管实现了气、液分流,从而解决了普通热管结构工作时,气、

液混流引起的相互干扰问题,将热管的传热效率提高了2~3倍。

具备散热器温度实时监测,温度报警时自动启动备用风机实现强迫风冷。

采用进口低噪音风机作为备用冷却风机。

采用多种均流措施,如均流互感器,筛选元件参数均流等。

二、励磁装置及转子过电压保护

主要硬件配置:

灭磁开关:法国CEX71-1600A 双极跳开,直流500V。

灭磁电阻:高能氧化锌ZnO电阻,灭磁能容, 残压800V。

过电压保护组件:PTC&ZnO过电压吸收器按压敏电压1200V设计,设计过电

压动作计数器及复位按钮。

设置直流辅助起励回路,满足黑启动运行模式

灭磁柜工作原理说明:

正常运行时,FMK主、弧触头闭合,电流通过FMK流过。正常灭磁为逆变灭磁,灭磁开关不动作。事故跳FMK灭磁时,FMK常闭触头先闭合,FMK弧触头建压,在磁场电流的

)时,作用下,迅速在其两端建立起断口电压Uk,当Uk超过高能ZnO的压敏电压(U

10mA

即能有效阻断磁场电流并实现快速移能灭磁。

灭磁及过电压保护原理图

指导老师简历

胡先洪,三峡电厂测控分部主任

王波,能达公司励磁部部长

张敬,能达公司励磁部主任设计师

胡先洪照片(同西门子励磁设计师Mr. Reiman在三峡泄洪闸合影)

ITD模态参数识别matlab修改版

%ITD法识别模态参数 clear clc close all hidden format long %% txt文件下输入 fni=input('ITD法模态参数识别-输入数据文件名:','s'); fid=fopen(fni,'r'); mn=fscanf(fid,'%d',1); %模态阶数 %定义输入实测数据类型 %ig=1时域数据如冲击响应、自由振动、互相关函数、随机减量法处理结果 %ig=2频域数据如频响函数实部和虚部数据 ig=fscanf(fid,'%f',1); %ig=1时,f为采样频率sf,ig=2时,f为频率间隔df f=fscanf(fid,'%f',1); fno=fscanf(fid,'%s',1); %输出数据文件名 b=fscanf(fid,'%f',[ig,inf]); %实测时域或频域数据 status=fclose(fid); %% clc; clear all; format long [FileName,PathName] = uigetfile('*.mat', 'Select the Mat-files of time signal'); %窗口读文件,并获取包含路径的文件名 if isequal(FileName,0) disp('User cancel the selection'); %如果取消选择则显示提示 return; else FULLFILE=fullfile(PathName,FileName); Signal_str= sprintf('User selected signal file: %s',FULLFILE); disp(Signal_str); Struct=load(FULLFILE); end c=fieldnames(Struct); %得到一个元胞数组,包含Struct中各个域名(倘若有多个的话) b=getfield(Struct,c{1}); %获取c{1}对应的域中的内容 b=b(3601:9600); %% %ig=1时域数据如冲击响应、自由振动、互相关函数、随机减量法处理结果 %ig=2频域数据如频响函数实部和虚部数据 ig=input('数据类型ig='); f=input('采样频率f=');%指定采样频率 mn=input('计算模态阶数mn=');%指定计算模态阶数

HHT方法在结构模态参数时域识别中的应用

[收稿日期]2008209212  [作者简介]任春(19802),男,2002年大学毕业,硕士,工程师,现主要从事桥梁工程设计与结构工程方面的研究工作。 HHT 方法在结构模态参数时域识别中的应用 任 春 (林同炎?李国豪土建工程咨询有限公司,上海200092) 张继承 (长江大学城市建设学院,湖北荆州434023) 罗奇峰 (上海防灾救灾研究所,同济大学,上海200092) [摘要]简略介绍了Hilbert 2Huang 变换(H H T )中EMD 法和Hilbert 变换及其结合随机减量技术 (RD T )在结构模态参数识别中的应用,并且对22DOF 动力模型的非平稳响应的模态参数时域识别进行了 探讨。通过将采用RD T 方法处理得到的时程曲线与采用RD T +H H T 方法处理得到的时程曲线相比较, 阐释了H H T 与RD T 方法结合对结构固有模态参数时域识别具有相当精度的机理。最后,将识别结果与 传统的频域法识别作了比较,得出了一些有意义的结论。 [关键词]H H T ;随机减量;模态参数;非平稳响应 [中图分类号]TU31113[文献标识码]A [文章编号]167321409(2008)042N115204 结构模态参数识别的方法有频域识别和时域识别,目前一些较成熟的时域法有ITD 法、STD 法、复指数法、ERA 法和随机减量法(RD T )等[1]。时域法不要求给出结构的具体激振信息,但一般对结构反应数据都有特殊要求。比如随机减量技术(Random Decrement Technique ,RD T ),它要求结构反应时程是平稳的、且要识别的各阶模态的间隔较大[2]。Hilbert 2Huang 变换(简称H H T )是分析非线性和非平稳数据的强有力工具,国内外已有学者用H H T 和RD T 相结合的方法识别结构模态参数[3~7],在时域法模态参数识别方面取得了一定的成果。但研究局限于结构激振形式趋于理想或简单化,也未对H H T 结合RD T 方法时域识别结构固有模态参数的有效性进行一定深度的机理阐述。为此,笔者利用H H T 结合RD T 的模态参数识别方法,对简单有限元模型在强非线性、非平稳性地震波下的响应进行了比较精确的模态参数时域识别,进一步肯定了H H T 与RD T 相结合的结构模态参数时域识别对于非平稳响应的有效性,并且通过处理得到的自由衰减时程曲线的数值比较,从本质上解释了H H T 与RD T 结合的时域识别方法的识别结果具有相当精度的机理。 1 模态参数识别中的HHT 方法 Hilbert 2Huang 变换(简称H H T )是由美籍华人Norden E 1Huang 于1998提出的一种数据处理方法,该方法因能有效处理非线性、非平稳数据而见长[8]。 111 EMD 法(H uang 变换) EMD (Empirical Mode Decompo sition )分解法认为任何信号都由一些不同尺度的振动模态构成,这些振动模态既可以是线性的也可以是非线性的,并据此将信号分解为若干固有模态函数(Int rinsic Mode Function ,IM F )的和。每个IMF 根据信号自身相临极值点间的时间间隔来定义和区分,并通过一称为筛选(Shifting Process )的步骤来完成分解。文献[8,9]给出了EMD 分解方法的详细步骤。112 Hilbert 变换 Hilbert 变换是研究线性及非线性动力系统特性的一种实用方法,利用信号的Hilbert 变换可以得到瞬时幅值及瞬时频率变化曲线,从中识别出系统的动力特性参数。文献[10,11]对于受冲击荷载的SDOF 系统自由振动响应的无阻尼固有圆频率ω0、 无阻尼固有频率f 0和阻尼比ξ的识别原理进行了详尽地阐述。在模态识别过程中,Hilbert 变换应用于由RD T 处理得到的关于某个模态的自由衰减时程,结? 511?长江大学学报(自然科学版)  2008年12月第5卷第4期:理工Journal of Yangtze U niversity (N at Sci Edit) Dec 12008,Vol 15No 14:Sci &Eng

模态参数识别方法的比较研究

模态参数识别方法的比较研究 发表时间:2017-09-07T14:07:39.937Z 来源:《防护工程》2017年第9期作者:安鹏强[导读] 本文将频域法、时域法和整体识别法识别模态参数的应用范围、存在的优缺点进行对比、分析和说明。 航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司甘肃兰州 730050 摘要:本文将频域法、时域法和整体识别法识别模态参数的应用范围、存在的优缺点进行对比、分析和说明,对模态参数识别的研究方向具有指导意义。 关键词:模态参数识别;频域法;时域法;整体识别法 引言 多自由度线性振动系统的微分方程可以表达为[1]: [M]{x ?(t)}+[C]{x ?(t)}+[K]{x(t)}={f(t)} 通过将试验采集的系统输入与输出信号用于参数识别的方法中,进而对系统的模态质量、模态阻尼、模态刚度、模态固有频率及模态振型进行识别,这一过程称为结构的模态参数识别。本文将对模态参数识别的频域法、时域法及整体识别法三者的应用范围、存在的优缺点进行对比、分析和说明。 1频域法 模态参数识别的频域法是结合傅里叶变换理论[1]形成的,这种方法是从实测数据的频响函数曲线上对测试结构的模态参数进行估计。图解法[1]是最早的频域模态参数识别方法,随之,又陆续发展了导纳圆拟合法[2]、最小二乘迭代法[2]、有理式多项式法[2]等多种频域模态参数识别方法。 频域法的优点是直观、简便,噪声影响小,模态定阶问题易于解决。频域法识别模态参数的思路是首先借助实测频响函数曲线对模态参数进行粗略的估计,进而将初步观测的模态估计值作为一些频域识别法的最初输入值,通过反复的迭代获取最终的模态参数。频域识别方法对于实测频响函数的分布容易控制,其输人数据是主观人为的。频域中参数识别方法识别结果的精准度,取决于测试试验中获得的频响函数质量的好坏。判断实测频响函数的质量,就要看其曲线的光滑[2]和曲线的饱满程度[2],曲线越光滑越饱满的实测频响函数,用其进行参数识别时,识别精度越高。 2时域法 模态参数识别的时域法的研究与应用比频域法晚,时域法可以克服频域法的一些缺陷。时域模态参数识别的技术优点在于无需获得激励力即可进行参数的识别[3-7]。对于一些大型的工程结构如大坝、桥梁等,获取激励荷载不太容易,但容易测得他们在风、地脉动等环境激励下的响应数据,把这些响应数据用于时域中一些参数识别的方法上,即可对测试结构的模态参数进行识别。 时域法的优点不仅在于其无需激励设备、减少测试费用而且可以避免由信号截断而造成对识别精度的影响,并且可实现对大型工程结构的在线参数识别,真实地反映结构的动力特性。但是由于响应信号中含有大量的噪声,这会使得所识别的模态中含有虚假模态。目前,对于如何剔除噪声模态、优化识别过程中的一些参数问题、以及怎样更稳定、可靠地进行模态定阶等成为时域法研究中的重要课题。目前常用的判定模态真假的方法是稳定图方法[8],该方法的基本思想在于不同阶次的系统模型会对虚假模态的影响比较大,在稳定图中出现次数最多的模态可认为是系统的真实模态。 3整体识别法 结构模态参数识别的单输入单输出类型是针对单个响应点的数据进行相应的计算,从而得到该测点对应的模态频率、阻尼比和振型系数等动力参数,但是对于有多个测点的试验,若要用单输入单输出类型的识别方法对多自由度结构进行参数识别,则需要对各个测点单独计算来识别各个测点对应的模态参数,通过对各个测点分别计算处理,得到每一个测点数据所识别的模态参数,然后求取所有测点响应识别的算术平均值来作为整体结构最终的识别结果。理论上讲,用每个测点数据识别的结果应该是一样的,但实际测试实验中,因测试实验中测点布置位置的不同、测试中其他因素及识别方法上的不完善会使得各个测点的识别结果不同、识别精度不同及错误的识别结果等现象。因此,对于多测点的测试试验,用单输入单输出类型的识别方法进行参数识别不仅会因多次重复导致计算工作量复杂累赘而且识别结果的正确性及精度无法保证。 整体识别的方法避免了单输入单输出类型的一些不足之处。该方法通过将结构上的所有测点的实测数据同时进行识别计算,所识别得到的结果作为结构整体的模态参数,每阶模态的固有频率和阻尼比是唯一的,减小了随机误差,提高了识别进度,并且使得计算工作量大大减少。 4三种识别方法的比较分析 (1)频域内的模态参数识别方法方便、快捷,但在实际运用中人为的主观选择性对识别结果的影响较大; (2)基于环境激励的时域模态参数的识别方法具有测试试验的花费较少、测试相对安全,并且识别精度较高。因此,基于环境激励的时域模态参数的识别方法已成为科研工作者研究的热点问题。 (3)对于多测点的测试试验,用频域和时域的单输入单输出类型识别模态参数不仅会因多次重复导致计算工作量复杂累赘而且识别结果的正确性及精度无法保证。整体识别法将所有测点的数据同时进行处理计算,得到结构的整体识别结果。整体识别方法通过对所有测点数据同时进行识别计算,减小了随机误差,提高了识别进度,使得计算工作量大大减少。 (4)对比时域和频域识别方法对虚假模态的剔除,可以看出,频域中的剔除虚假模态主要依据模态频率在频幅曲线图上会出现峰值的原理,利用该峰值处的幅值角是否为0°或180°来剔除虚假模态;相对频域剔除虚假模态的方法来说,时域中的剔除虚假模态的方法有定量的精度判别指标。总体看来,时域识别方法无法判别是否已将系统的所有模态进行识别且对于阻尼比的确定还有待研究。参考文献 [1] 曹树谦,张德文,萧龙翔. 振动结构模态分析-理论、实验与应用[M]. 天津大学出版社,2001. [2] 王济,胡晓. Matlab在振动信号处理中的应用[M]. 水利水电出版社,2006.

模态参数识别的单模态法,模态参数识别的导纳圆法

一.模态参数识别的单模态法 常见的单模态识别有三种方法:直接读数法(分量分析法)、最小二乘圆拟合法和差分法。 所谓单模态识别法,是指一次只识别一阶模态的模态参数,所用数据为该阶模态共振频率附近的频响函数值。待识别的这阶模态称为主导模态,余模态称为剩余模态,剩余模态的影响可以全部忽略或简化处理。 1. 直接读数法(分量分析法) 1)基本公式 所谓分量分析法就是讲频响函数分成实部分量和虚部分量来进行分析。 N 自由度结构系统结构,p 点激励l 点响应的实模态频响函数可表示如下: 2222222111 ()(1)(1)N r r lp r er r r r r g H j K g g ωωωω=??--=+??-+-+?? ∑ (1.1) 其中r er lr pr K K φφ= ,为第二阶等效刚度 /r r ωωω= g 2r r r ζω= ,为第r 阶模态结构阻尼比 当ω趋近于某阶模态的固有频率时,该模态起主导作用,称为主导模态或者主模 态。 在主模态附近,其他模态影响较小。若模态密度不是很大,各阶模态比较远离,其余模态的频响函数值在该模态附近很小,且曲线比较平坦,即几乎不随频率而变化,因此其余模态的影响可以用一个复常数来表示,第r 阶模态附近可用剩余模态表示成: 222222211 ()()(1)(1)R I r r lp C C er r r r r g H j H H K g g ωωωω??-= -++??-+-+?? (1.2) ()lp H ω的实部和虚部可分别表示如下: 222211 ()(1)R R r lp C er r r H H K g ωωω??-= +??-+?? (1.3) 2221 ()(1)I I r lp C er r r g H H K g ωω??-= +??-+?? (1.4)

发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案

发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案 1.概述 电网“四大参数”中发电机励磁系统模型和参数是电力系统稳定分析的重要组成部分,要获得准确、可信度较高的模型和参数,现场测试是重要的环节。根据发电机励磁系统现场交接试验的一般习惯和行业标准规定的试验内容,本文选择了时域法进行发电机励磁系统的参数辨识及模型确认试验。这种试验方法的优点在于可充分利用现有设备,在常规性试验中获取参数且物理概念清晰明了容易掌握。发电机励磁参数测试确认试验的内容包括:1)发电机空载、励磁机空载及负载试验;2)发电机、励磁机时间常数测试;3)发电机空载时励磁系统阶跃响应试验;4)发电机负载时动态扰动试验等。现场试验结束后,有关部门要根据测试结果,对测试数据进行整理和计算,针对制造厂提供的AVR等模型参数,采用仿真程序或其他手段,验证原始模型的正确性,在此基础上转换为符合电力系统稳定分析程序格式要求的数学模型。为电力系统计算部门提供励磁系统参数。 2.试验措施编制的依据及试验标准 1)《发电机励磁系统试验》 2)《励磁调节器技术说明书》及《励磁调节器调试大纲》 3) GB/T7409.3-1997同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求 4) DL/T650-1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件 3 试验中使用的仪器设备 便携式电量记录分析仪,8840录波仪,动态信号分析仪以及一些常规仪表。 4 试验中需录制和测量的电气参数 1)发电机三相电压UA、UB、UC(录波器录制); 2)发电机三相电流IA、IB、IC(录波器录制); 3)发电机转子电压和转子电流Ulf、Ilf(录波器录制); 对于三机常规励磁还应测量: 1)交流励磁机定子电压(单相)Ue(标准仪表监视) 2)交流励磁机转子电压和转子电流Uef、Ief(录波器录制); 3)永磁机端电压Upmg(录波器录制和中频电压表监视); 4)发电机端电压给定值Vref(由数字AVR直读); 5)励磁机用可控硅触发角(由数字AVR自读); 对于无刷励磁系统除发电机电压电流外,仅需测量励磁机励磁电压电流;但需制造厂家提供励磁机空载饱和特性曲线及相关参数。 5.试验的组织和分工 参加发电机励磁系统模型参数确认试验的单位有:发电厂、励磁调节器制造厂、山东电力调度中心、山东电力研究院等。因有关方面提供的机组参数不完整或不正确,使励磁系统参数测试工作有一定的难度和风险性,为保证试验工作的正常顺利进行和机组的安全,应建立完善的组织机构,各部门的职责和分工如下: 1)电厂生技部负责整个试验的组织和协调。 2)电厂继电保护班负责试验的接线及具体安全措施。 3)电厂运行人员负责常规的操作及机组运行状态的监视。

ITD模态参数识别matlab修改版

%ITDxx识别模态参数 clear clc close all hidden format long %% txt文件下输入 fni=input('ITD法模态参数识别-输入数据文件名:','s'); fid=fopen(fni,'r'); mn=fscanf(fid,'%d',1);%模态阶数 %定义输入实测数据类型 %ig=1时域数据如冲击响应、自由振动、互相关函数、随机减量法处理结果%ig=2频域数据如频响函数实部和虚部数据 ig=fscanf(fid,'%f',1); %ig=1时,f为采样频率sf,ig=2时,f为频率间隔df f=fscanf(fid,'%f',1); fno=fscanf(fid,'%s',1);%输出数据文件名 b=fscanf(fid,'%f',[ig,inf]);%实测时域或频域数据 status=fclose(fid); %% clc; clear all;

format long [FileName,PathName] = uigetfile('*.mat', 'Select the Mat-files of time signal'); %窗口读文件,并获取包含路径的文件名 if isequal(FileName,0) disp('User cancel the selection');%如果取消选择则显示提示 return; else FULLFILE=fullfile(PathName,FileName); Signal_str= sprintf('User selected signal file:%s',FULLFILE); disp(Signal_str); Struct=load(FULLFILE); end c=fieldnames(Struct);%得到一个元胞数组,包含Struct中各个域名(倘若有多个的话) b=getfield(Struct,c{1}); %获取c{1}对应的域中的内容 b=b(3601:9600); %% %ig=1时域数据如冲击响应、自由振动、互相关函数、随机减量法处理结果 %ig=2频域数据如频响函数实部和虚部数据 ig=input('数据类型ig='); f=input('采样频率f=');%指定采样频率 mn=input('计算模态阶数mn=');%指定计算模态阶数

励磁系统参数计算

########大学毕业论文设计 50MW电站励磁系统参数计算 指导老师:胡先洪 王波、张敬 学生姓名:######## 《电气工程及自动化》2002级

目录 1 发电机组参数 (3) 2 励磁变压器技术参数计算 (3) 2.1 二次侧额定线电压计算 (3) 2.2 二次侧额定线电流计算 (4) 2.3 额定容量计算 (4) 3 晶闸管整流元件技术参数计算 (5) 3.1 晶闸管元件额定电压的选择 (5) 3.2 晶闸管元件额定电流的选择 (5) 4 快速熔断器参数计算 (6) 5 励磁电缆计算 (7) 6 灭磁及过压保护计算 (7) 6.1 灭磁阀片计算 (7) 6.2 过电压保护计算 (9) 7 直流断路器计算 (9) 8 附录12

1 发电机组参数 A. 额定容量(MVA ) 58.8 B. 额定功率因数(滞后) 0.85 C. 额定电压(kV ) 10.5 D. 额定频率(Hz ) 50 E. 相数 3 F. 空载励磁电压(V ) 62 G. 额定负荷及功率因素下励磁电压(V ) 164 H. 空载励磁电流(A ) 592 I. 额定负荷下励磁电流(A ) 1065 J. 励磁绕组绝缘的最高耐压(直流V ) 1500 K. 励磁绕组75?C 的电阻(Ω) 0.1307 L. 直轴瞬态开路时间常数T 'do(s) 6.76 M. 直轴瞬态短路时间常数T 'd(s) 1.82 N. 直轴同步电抗(Xd ) 1.059 O. 直轴瞬态电抗(Xd ’) 0.308 2 励磁变压器技术参数计算 2.1 二次侧额定线电压计算 励磁系统保证在机端正序电压下降到额定值的80%时,能够提供励磁系统顶值电压。励磁系统顶值电压为发电机额定容量时励磁电压的2.0倍。 A. 具体计算公式: min 2 cos 35.18.0α??= fN u fT U K U 式中: Ku----电压强励倍数(α=10?时),取2.0倍(在80%U GN 下)。

电力系统稳定器参数整定及试验探讨

电力系统稳定器参数整定及试验探讨 郑兵 中国神华能源股份有限公司国华惠州热电分公司广东惠州 516082 摘要:本文介绍了电力系统稳定器PSS2A模型及其参数整定过程,总结了现场试验流程及方法,对PSS放大倍数及反调现象进行了探讨,并提出了解决措施。 关键词:低频振荡;电力系统稳定器;PSS2A 0引言 在电力系统持续扩大规模的情况下,快速励磁系统也不断变多,励磁系统收到更大的增益,造成时间常数大幅缩小,系统的阻尼就随之被降低,以至于电气联系不强的电网产生负阻尼。这一切使得系统出现了在0.1~2.5Hz频率范围内的自发性振荡,一般我们把它叫做低频振荡。由于在其振荡时,能量通过机电联系进行有效传递,因此该过程被称为机电振荡,发电机电功率的变化是其主要表现。 如图1所示,无励磁调节时电磁转矩ΔMe=ΔMD+ΔMs,此时为正阻尼转矩;当有励磁调节时,励磁调节产生一个负向的阻尼转矩向量ΔMex。[1] 图1 励磁调节产生负向阻尼转矩向量 研究表明,发电机电磁力矩由同步力矩、阻尼力矩两部分组成,它们分别与功角、角速度同相位。如果出现同步力矩不足的情况,可能致使滑行失步,而没有足够大的阻尼力矩的话,就会出现振荡失步。励磁控制系统中的自动电压调节以及当今的快速励磁调节是造成阻尼变弱甚至变负的重要原因。 1、PSS2A模型及参数解析 图2 PSS2A模型框图

在PSS2A 模型框图中我们可以看到,其传递函数模型有以下环节:输出限幅环节、增益调整环节、三阶超前滞后相位补偿环节、ω和P 双输入隔直环节和滤波环节。该PSS 模型采用ω和P 双输入,针对不同情况的低频振荡,其阻尼效果均较为卓越。 其中Tw1~Tw3表示时间常数。在滤除测量信号中的低频噪音信号时,须保证在系统稳态时,PSS 无输出,也就是隔除直流信号。这里提到的低频噪音信号一般是小于0.1Hz 的。PSS 的主要输入信号低频振荡信号(0.2~2.5Hz )需要尽量避免受到干扰。通常在角速度输入时使用两级隔直环节,取Tw1=Tw2=4s (与其对应中心频率fo 取0.04Hz )。 为了过滤3Hz 以上的噪音信号,像次同步振荡信号(25Hz )等,我们往往还需要做好另一项工作,那就是对角速度输入信号进行高频滤波。PSS2A 中通过限波器环节N M s T s T ???? ??++)1(198实现。取Tw8=0.2s (对应中心频率fo =0. 8Hz ),Tw9 =0.1s (对应中心频率fo =1.6Hz ),N=1,M=5。 电磁功率输入通道通常采用一级隔直环节,为了在其后的超前滞后环节有较大的参数选取空间,该隔直环节应尽可能不对主要输入信号造成影响。折中取Tw3=4s (对应中心频率f0=0.04Hz )。对电磁功率输入通道需要进行积分运算,即乘上Hs 21。但如果通过简单的乘积分环节来实现,会与前面的隔直环节s T s T w w 331+形成分子相约,这样就影响了隔直环节的隔直滤波效果。因此实际中通过惯性环节来近似s T K s 72 1+。其中时间常数7T 与隔直环节时间常数Tw3相等。在频域分析中,令3021w T f π=,该环节可以写成02 1f f j K s +。对低频噪音信号,其频率0f f <<,该环节近似为比例环节2s K ,不影响其前面的滤波环节;对主要输 入信号,其频率0f f >>,该环节近似为积分环节s T K s 72 ,起到对电磁功率信号进行积分的作用。所以2s K 取值为:H T K s 27 2=。 由于在系统扰动引起的功率振荡中机械功率变化较小,即加速功率积分信号基本就是电磁功率积分信号,所以进行PSS 参数计算时,可以近似按照仅有电磁功率输入的形式进行整定。即PSS 的补偿角满足式:?±?-=+3090e PSS θθ,式中:PSS θ为PSS 补偿角,e θ为发电机及励磁系统滞后角。此PSS 加入3个超前滞

各种模态分析方法总结与比较

各种模态分析方法总结与比较 一、模态分析 模态分析是计算或试验分析固有频率、阻尼比和模态振型这些模态参数的过程。 模态分析的理论经典定义:将线性定常系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦,成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程,以便求出系统的模态参数。坐标变换的变换矩阵为模态矩阵,其每列为模态振型。 模态分析是研究结构动力特性一种近代方法,是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。模态是机械结构的固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得,这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。这个分析过程如果是由有限元计算的方法取得的,则称为计算模记分析;如果通过试验将采集的系统输入与输出信号经过参数识别获得模态参数,称为试验模态分析。通常,模态分析都是指试验模态分析。振动模态是弹性结构的固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率围各阶主要模态的特性,就可能预言结构在此频段在外部或部各种振源作用下实际振动响应。因此,模态分析是结构动态设计及设备的故障诊断的重要方法。 模态分析最终目标是在识别出系统的模态参数,为结构系统的振动特性分析、振动故障诊断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据。 二、各模态分析方法的总结

(一)单自由度法 一般来说,一个系统的动态响应是它的若干阶模态振型的叠加。但是如果假定在给定的频带只有一个模态是重要的,那么该模态的参数可以单独确定。以这个假定为根据的模态参数识别方法叫做单自由度(SDOF)法n1。在给定的频带围,结构的动态特性的时域表达表示近似为: ()[]}{}{T R R t r Q e t h r ψψλ= 2-1 而频域表示则近似为: ()[]}}{ {()[]2ωλωψψωLR UR j Q j h r t r r r -+-= 2-2 单自由度系统是一种很快速的方法,几乎不需要什么计算时间和计算机存。 这种单自由度的假定只有当系统的各阶模态能够很好解耦时才是正确的。然而实际情况通常并不是这样的,所以就需要用包含若干模态的模型对测得的数据进行近似,同时识别这些参数的模态,就是所谓的多自由度(MDOF)法。 单自由度算法运算速度很快,几乎不需要什么计算和计算机存,因此在当前小型二通道或四通道傅立叶分析仪中,都把这种方法做成置选项。然而随着计算机的发展,存不断扩大,计算速度越来越快,在大多数实际应用中,单自由度方法已经让位给更加复杂的多自由度方法。 1、峰值检测 峰值检测是一种单自由度方法,它是频域中的模态模型为根据对系统极点进行局部估计(固有频率和阻尼)。峰值检测方法基于这样的事实:在固有频率附近,频响函数通过自己的极值,此时其实部为零(同相部分最

发电机励磁系统参数辨识研究

发电机励磁系统参数辨识研究 为了了解实际中励磁系统元件的参数,可以采集运行的数据及使用参数辨识,把相关参数应用到仿真的研究里具有重大意义。本文综述了发电机励磁系统参数辨识的方法及相关国内外发展现状。 标签:励磁系统;参数辨识;发电机 1 引言 准确的励磁系统模型想到了励磁系统的各个部件特征,如自动稳压器(A VR),电力系统稳定器(PSS)及电压/电流转换器等,也应该是能够在它们之间反映线性或非线性相互作用。制造商提供的参数通常在离线测试的条件下进行测试,并对组件的参数进行测试,然后集成在一起,以获得不反映元件之间相互作用的集成系统模型参数,如果这些参数参数直接用于电力系统的稳定性计算,结果将与实际情况不同。因此,根据收集的数据识别励磁系统参数是非常重要的任务。在这方面,近年来,在电机励磁系统参数识别方法和应用方面,国内外电力工人做了大量的探索和实践。 2 发电机系统参数辨识国内外发展现状 2.1 人工智能法。目前用于识别发电机励磁系统参数的人工智能方法是遗传算法(GA)。GA方法是鲁棒的,对目标函数没有连续和可微的要求,局部最小值因此不会出现,可以用于處理传统搜索措施没法处理的复杂和非线性问题。基于GA方法的这些特征,GA方法可以应用于非线性系统的参数识别。下面介绍系统参数识别GA方法:就实际励磁系统而言,GA方法第一筛选对应结构的准确模型,或直接基于实际系统建模,之后随意设置多组模型参数,涵盖非线性链路。为得到优化参数,基于模型求取多个结构参数,把激励信号x场采样加入各个确认好的模型,能够获得对应的输出ym,ym和实际系统输出yr对比模型误差e,之后接着改进GA方法,最后得到最优参数模型。 2.2 时域辨识法。时域识别法可依据模型分成2个类别,一个是非参数模型识别法,意思就是第一要对于要对测试的系统识别非参数特征-时域相应(如阶跃响应),而且基于动态特征曲线得到模型参数动态拟合技术。第二个是参数识别法,意思就是基于积分,滤波及正交变换分析,这样可以直接得到各类系数和状态空间模型的微分方程,包括估计对象的详细参数,基于最小二乘法给予物理意义的参数特点,因此能够更好地去识别运行过程的方法就是参数识别法,也因为电力系统的研发离不开技术人员的分析计算,技术人员也习惯运用有具体物理意义的参数,因此能够最好地去识别运行过程的方法就是此参数识别,被广泛运用于发电机励磁系统参数,时域最小二乘法和状态滤波、矩形脉冲函数法等是识别参数的识别方法,时域最小二乘法的特征在于状态空间模型,适用于多输入多输出(MIMO)系统,可以在线性近似后应用于非线性方程,并可应用于系统的某些状态线性表壳。然而,因为使用输出误差(OE)模型的最小二乘法,我们

模态分析与参数识别

模态分析方法在发动机曲轴上的应用研究 xx (xx大学 xxxxxxxx学院 , 山西太原 030051) 摘要:综述模态分析在研究结构动力特性中的应用,介绍模态分析的两大方法:数值模态分析与试验模态分析。并着重介绍目前的研究热点一一工作模态分析。通过发动机曲轴的模态分析这一具体的实例,综述了运行模态分析国内外研究现状,指出了其关键技术、存在问题以及研究发展方向。 关键词:模态分析数值模态试验模态工作模态 Abstract :Sums up methods of model analysis applied on the research of configuration dynamic;al characteristio. It introduces two methods of model analysis: numerical value model analysis and experimentation model analysis. Then it stresses the hotspot-working model analysis.Some key techniques, unsolved problems and research directions of OMA were also discussed. Key words:Model analysis Numerical value model analysis Experimentation model analysis Working model analysis 1、引言 1.1模态分析的基本概念 物体按照某一阶固有频率振动时,物体上各个点偏离平衡位置的位移是满足一定的比例关系的,可以用一个向量表示,这个就称之为模态。模态这个概念一般是在振动领域所用,你可以初步的理解为振动状态,我们都知道每个物体都具有自己的固有频率,在外力的激励作用下,物体会表现出不同的振动特性。 一阶模态是外力的激励频率与物体固有频率相等的时候出现的,此时物体的振动形态叫做一阶振型或主振型;二阶模态是外力的激励频率是物体固有频率的两倍时候出现,此时的振动外形叫做二阶振型,以依次类推。

励磁系统参数优化工作

励磁系统参数优化工作 郑邦梁,徐兵 (1.华东电力试验研究院,上海200437; 2.东大集团电力自动化研究所,江苏省南京市210009) PARAMETERSOPTIMIZATIONOFEXCITATIONSYSTEM ZHENGBang -liang 1 ,XUBing (1.East China Electric Power Test &Research Institute ,Shanghai200437,China ; 2.Southeast University Group CO .Electric Power Research Institute ,Nanjing 210009,China ) ABSTRACT :Aparameter optimization method whose goalis tomake regulating index of excitation regulating system reachnational standard is introduced .The method points out thatunified setting parameter should be used on the same type ofunit with the same excitation systemand the practicality of theoptimization method is verified on an example of 300 MW unit .KEY WORDS :excitation system ;regulating index ;nationalstandard reaching ;parameter ;transfer function 摘要:叙述了以励磁系统调节指标达到国要求为目标的参数优化方法,提出了当机组型号相同且励磁调节系统也相同时,应采用统一的整定参数,并以30 M W 机组为例,验证了方法的实用性。 关键词:励磁系统;调节指标;达标;参数;传递函数 励磁系统的一部分参数在励磁系统方式和自动励磁调节器的型号选定后就基本固有,另一部分参数可以根据励磁系统调节指标要求进行调整。 励磁系统调节指标的差异,直接影响它对电力系统稳定运行发挥的作用。在GB -7049-97/T3《大、中型同步发电机励磁系统基本技术条件》中,对励磁系统调节质量的技术指标有明确的要求:保证同步发电机端电压静差率δ0≤1%,要求励磁系统有足够的静态增益;发电机空载额定电压下励磁系统阶跃响应时,发电机电压超调量不得超过阶跃量的50%,即要求励磁系统有足够的幅频和相频裕度。 以往电厂在发电机投产时,大多只以能够投入发电运行为准,而未严格执行国际,投产后,运行单位一般也不再进行参数调整。此外,在相同励磁调节器的同型号机组上,励磁系统参数的整定常有较大的差异,甚至在同一电厂中相同机组间的整定值差别也很大。 开展以励磁系统调节指标达到国标要求为目标的励磁调节参数优化,并使采用同类型励磁调节器的同型号机组具有统一的整定参数值是十分必要的。选择QFSN -300-2型300 MW 机组、交流励磁机整流二极管方式的励磁系统,配置SWTA 型自动励磁调节器(A VR ),对励磁系统参数进行优化研究。 2 参数优化工作步骤 2.1 原始参数收集 包括发电机、励磁机和调节器等的有关参数。 2.2 建立励磁系统的数学模型 对所研究的励磁系统作出数学模型,以方框图表示,供励磁参数优化计算用。 2.3 参数的计算和选定 (1)励磁系统中固有参数换算。(2)励磁系统中可调整参数的选定。 可调参数是指自动励磁调节器中的增益、负反馈时间常数等,它们将根据励磁系统要求达到的调节质量指标计算选定。 2.4 励磁系统仿真试验

实验模态分析与参数识别报告

2015 年春季学期研究生课程考核 (读书报告、研究报告) 考核科目:实验模态分析 学生所在院(系): 学生所在学科: 学生姓名: 学号: 学生类别: 考核结果阅卷人

实验模态分析与参数识别报告 模态分析可分为实验模态分析与工作模态分析等。模态分析的最终目标是识别出系统的模态参数,为结构系统的振动分析、振动故障诊断和预报、结构动力特性的优化设计提供依据。模态是机械结构的固有振动特性,每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模态参数可以由计算或试验分析取得,这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。 1、模态分析原理 模态分析的过程是将线性时不变系统振动微分方程组中的物理坐标变换为模态坐标,使方程组解耦,成为一组以模态坐标及模态参数描述的独立方程,坐标变换的变换矩阵为振型矩阵,其每列即为各阶振型。 []{}[]{}[]{}{}()M X C X K X F t ++= (1) 其中:[]M —质量矩阵,[]K —刚度矩阵,[]C —粘性阻尼矩阵,{}()F t —激励力的列阵。 振动模态是弹性结构固有的、整体的特性。如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易受影响的频率范围内,各阶主要模态的特性,就可能预知结构在此频段内,在外部或内部各种振源作用下实际振动响应,而且一旦通过模态分析知道模态参数并给予验证,就可以把这些参数用于设计过程,优化系统动态特性,或者研究把该结构连接到其他结构上时所产生的影响。 方程(1)经傅氏变换,可得频域内的振动方程: [][][]{}{}2()()()M j C K X F w w w w -++= (2) 对应于固有频率1ω的固有振型或模态向量以幅值最大点为参考点的表达式为:{}{}11max 1()()X X w w w =。它们亦即简谐自由振动的主振型,满足以下关系式: [][]{}2()0i K M w j -= (3) 此代数方程组的系数行列式等于零,即为特征方程式;[]M ,[]K 为实数对称矩阵,[] M 正定,[]K 为非负定,其特征值20ω和对应的特征向量为实数。 主振型矩阵[]{}{}{}1 2,,,,n j j j j 轾=臌为实模态矩阵。根据振型的正交性: [][][][]1T M M j j =,[][][][]1T K K j j =;系统阻尼为比例阻尼时, [][][][]1T C C j j =。

实验三 前馈控制系统的构成、投运和参数整定及控制质量研究

广西大学实验报告_______________________________________________________________________________ 实验三前馈控制系统的构成、投运和参数整定 及控制质量研究 一、实验目的 1、熟悉前馈-反馈控制的原理,了解前馈-反馈控制系统的结构及特点。 2、掌握前馈-反馈控制系统的设计与工程应用。 3、掌握LabVIEW和Matlab/Simulink软件,学会采用两软件混合编程方法构建前馈-反 馈控制系统;或学会用力控组态软件的控制策略编写系统的控制算法。 4、初步掌握前馈-反馈控制系统的控制器参数调整方法。 二、实验设备 1、A3000-FS现场总线型过程控制现场系统4套 2、A3000-CS上位控制系统4套 三、实验要求 1、熟悉A3000过程控制实验系统,分析选择工艺流程与对象,确定系统控制方案,设计一个前馈-反馈控制系统,并画出系统接线图。 2、利用LabVIEW或力控设计系统控制器和系统操作界面。即可应用力控的控制策略搭建PID与前馈控制算法;也可用Matlab/Simulink来实现算法构建,并用LabVIEW和Matlab/Simulink接口技术设计出具有控制功能的虚拟仪器(参见附录)。 3、系统投运与控制器参数调整,获得最佳的控制效果,并通过施加干扰来验证。 4、在相同的工况条件下,比较前馈-反馈控制系统与单回路控制系统的控制效果。 四、实验原理 1、控制原理 前馈控制又称扰动补偿,它与反馈控制原理完全不同,是按照引起被控参数c(t)变化的干扰f(t)大小进行调节的。在这种控制系统中,需直接测量干扰量的变化,当干扰刚刚出现而能测出时,控制器就能发出控制信号使操纵量q(t)作相应的变化,让干扰f(t)对被控参数c(t)的影响与操纵量q(t) 对被控参数c(t)的作用相互抵消,以保证c(t)基本不变。因此,前馈调节对干扰的克服比反馈调节快,但是前馈控制是开环控制,其控制效果还需要通过反馈加以检验。目前工程上采用的是前馈反馈控制系统。

环境振动下模态参数识别方法综述

环境振动下模态参数识别方法综述 摘要:模态分析是研究结构动力特性的一种近代方法,是系统识别方法在工程振动领域中的应用。环境振动是一种天然的激励方式,环境振动下结构模态参数识别就是直接利用自然环境激励,仅根据系统的响应进行模态参数识别的方法。与传统模态识别方法相比,具有显著的优点。本文主要是做了环境振动下模态识别方法的一个综述报告。 关键词:环境振动模态识别综述 Abstract: The modal analysis is the study of structural dynamic characteristics of a modern method that is vibration system identification methods in engineering applications in the field. Ambient vibration is a natural way of incentives, under ambient vibration modal parameter identification is the direct use of the natural environment, incentives, based only on the response of the system for modal parameter identification method. With the traditional modal identification methods, has significant advantages. This paper is a summary report of the environmental vibration modal identification method. Keywords: Ambient vibration ;modal parameters ;Review 随着我国交通运输事业的发展,各种形式的大、中型桥梁不断涌现,由于大型桥梁结构具有结构尺大、造型复杂、不易人工激励、容易受到环境影响、自振频率较低等特点,传统模态参数识别技术在应用上的局限性越来越突出。传统的振动试验采用重振动器或落锤激励桥梁,需要投入大量人力和试验设备,激励成本增高,难度大,而且对于桥梁这样的大型复杂结构,激励(输入)往往很难测得,也不适合长期监测的实验模态分析。 环境振动是指振幅很小的环境地面运动。系由天然的和(或)人为的原因所造成,例如风、海浪、交通干扰或机械振动等,受激结构的振幅较小,但响应涵盖频率丰富。系统或者结构的模态参数包括:模态频率、模态阻尼、模态振型等。模态参数识别是系统识别的一部分,通过模态参数的识别可以了解系统或结构的动力学特性,这些动力特性可以作为结构有限元模型修正、故障诊断、结构实时监测的评定标准和基础。环境振动下的模态参数识别就是利用自然环境激励,根据结构的动力响应来进行模态参数识别的方法。 1 环境振动下模态参数识别的优点 传统的模态识别方法利用结构的输入和输出信号识别结构的模态参数。对于工作中的大型结构,无论是对其实施外部激励还是测试外部激励都十分困难。而环境振动方法仅仅利用被测试的输出数据识别结构的时间序列分析法模态参数。用环境振动对结构进行模态参数识别,具有明显的优点:

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