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跳跃荷载动力特性与荷载模型实验研究
优质期刊推荐开关电源的时域数学模型与系统的时域响应
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　　对于二阶系统，可以采用解析的方法求出其，而二阶系统的分析结论有时也可以应用于高阶R 系统的分析。因此，本文将以二阶系统或二阶电路为例来分析时域特性。最简单最常用的例子是LO低通滤波器电路，忽略掉电路中的寄生参数后的电路如图1所示，其中R为LO滤波器电路的负载电阻。
　　系统的，是一组线性或非线性微分方程式或差分方程式。对于图1所示的二阶低通滤波器电路，假设Ui为输入电压，输出为y（t）＝uo（t）则滤波电路的时域数学模型为：
　　图1&& 二阶低通滤波器电路
　　下面介绍系统的时域响应：
　　图2所示为二阶系统的单位阶跃响应y（t）的典型曲线族。由此曲线族可知，在过阻尼时（阻尼比ζ≥1），阶跃响应无振荡、无超调；在欠阻尼时（阻尼比ζ<1），单位阶跃响应呈阻尼振荡形式，有一定的超调；在无阻尼时（阻尼比ζ＝0），阶跃响应为等幅振荡，属于不稳定状态。
　　图2 二阶系统的单位阶跃响应y(t）的典型曲线族
　　对于自动调节系统来说，希望它既能快速响应，又不会过分超调。为此，一般多采用阻尼比ζ来控制，ζ设计在0.4～0.8之间；当ζ<0.4，瞬态响应严重超调；当ζ＞0.8时，没有超调，但响应太慢。
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Duffing型隔振的力传递率及跳跃现象的理论分析塔线体系建模与脱冰跳跃仿真研究--《湖南科技大学》2015年硕士论文
塔线体系建模与脱冰跳跃仿真研究
【摘要】：高压输电塔线体系作为国家经济建设的生命线工程,它的正常运行保证了国家经济发展、人民的生命财产安全。大跨度高柔的输电线在振动过程中呈现出明显的非线性振动特性,在覆冰脱冰过程中该特性尤为复杂。由于脱冰动力作用,甚至会发生输电线断线,输电塔倒塌等事故,在经济方面上造成严重的损失。因此,本文针对架空输电线路的耦合振动特性和覆冰脱落引起的动力响应特性进行较深入的研究,具体完成了如下工作(1)考虑几何非线性的影响,推导了具有倾斜角度的两档输电导线与悬垂绝缘子串耦合振动的非线性动力学方程,并运用数值软件对不同工况下的振动响应进行了求解,基于位移时程曲线,得到了两档输电导线的非线性耦合振动特性和内共振特性。(2)以湖南省某220kv输电线路为工程背景,建立了三塔两跨塔线体系有限元分析模型,考虑几何非线性的影响,以导线放线张力为找形目标,通过牛顿拉夫逊迭代计算,确定了输电导线的初始构形,且初始构型的跨中弧垂与理论值精确吻合。采用单元生死技术模拟脱冰冲击荷载,对输电线路整档脱冰、拉链式脱冰等各种脱冰工况下的动力响应进行瞬态时程分析,获得了最大跳跃高度、最大振幅、新平衡位置等重要特征参数值。(3)根据动力相似理论,设计了三塔两跨塔线体系试验模型。采用有限单元法对各种脱冰试验工况下的动力响应进行了数值仿真研究,与原型计算结果比较,最大跳跃高度、最大振幅、新平衡位置等特征参数均满足动力相似的要求。这表明,试验模型的动力相似设计是准确的,两者之间的试验结果具有良好的互推关系。同时,本文计算结果可为下一步的试验模型制作、测试系统设计以及脱冰跳跃模型试验提供理论指导。
【关键词】：
【学位授予单位】：湖南科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：TM75;TU312.1【目录】：
摘要5-6ABSTRACT6-10第一章 绪论10-18 1.1 输电塔线体系基本概况10-12
1.1.1 架空输电线路的组成10-11
1.1.2 输电塔的分类11-12
1.1.3 绝缘子串与金具12 1.2 本文的研究意义12-14 1.3 国内外研究现状14-16 1.4 本文研究内容与分析方法16-18第二章 两档输电线路耦合振动特性分析18-30 2.1 两档输电线路耦合振动力学模型18-20 2.2 绝缘子串振动方程20-22 2.3 数值计算22-28
2.3.1 算例一23-27
2.3.2 算例二27-28 2.4 本章小结28-30第三章 两档塔线体系脱冰跳跃仿真研究30-52 3.1 塔线体系工程概况30-32 3.2 输电线的悬垂函数与线长函数32-34 3.3 塔线体系原型有限元模型的建立与动力特性分析34-38
3.3.1 输电线的自重找形分析34-36
3.3.2 塔线体系有预应力的模态分析36-38 3.4 覆冰模型与覆冰静力计算38-40
3.4.1 模拟覆冰荷载38-39
3.4.2 覆冰模型的验证39-40 3.5 塔线体系脱冰跳跃仿真分析40-49
3.5.1 阻尼模型40-41
3.5.2 拉链式脱冰41-42
3.5.3 第一档整档脱冰42-44
3.5.4 第一档 10m/s拉链式脱冰44-46
3.5.5 第一档 50m/s拉链式脱冰46-47
3.5.6 第一档 100m/s拉链式脱冰47-49 3.6 本章小结49-52第四章 塔线体系相似模型脱冰试验的数值仿真52-76 4.1 动力相似比52-54 4.2 等代塔相似设计54-59 4.3 输电线相似设计59-60 4.4 输电线找形分析60-62 4.5 有预应力的模态分析62-63
4.5.1 模型与原型频率的比较62-63
4.5.2 基于频率阻尼系数的计算63 4.6 输电线模型的静力计算63-65 4.7 塔线体系模型脱冰65-75
4.7.1 第一档整档脱冰65-68
4.7.2 第一档 10m/s拉链式脱冰68-70
4.7.3 第一档 50m/s拉链式脱冰70-72
4.7.4 第一档 100m/s拉链式脱冰72-75 4.8 本章小结75-76第五章 结论与展望76-78 5.1 结论76-77 5.2 展望77-78参考文献78-80致谢80-82附录A82
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