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清华大学学报(自然科学版)  2020, Vol. 60 Issue (11): 927-933    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.22.014
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基于飞轮转速自适应规划的伺服线能量管理
彭发忠1, 张朋2, 王立平1, 邵珠峰1, 杨迪1, 杨快1
1. 清华大学 机械工程系, 摩擦学国家重点实验室, 精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室, 北京 100084;
2. 济南二机床集团有限公司, 济南 250022
Energy management of servo press lines based on flywheel speed adaptive planning
PENG Fazhong1, ZHANG Peng2, WANG Liping1, SHAO Zhufeng1, YANG Di1, YANG Kuai1
1. Beijing Key Laboratory of Precision/Ultra-Precision Manufacturing Equipments and Control, State Key Laboratory of Tribology, Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2. Jier Machine-Tool Group Co., Ltd., Jinan 250022, China
全文: PDF(3523 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 大型伺服冲压线中的主驱动电机功率通常达到MW量级,由于需要驱动滑块频繁加减速,容易造成巨大的电网冲击和电能损失。为了保证大型伺服冲压线的平稳高效运行,能量管理系统是不可或缺的重要功能模块。该文针对采用飞轮储能的大型伺服冲压线的能量管理方法展开研究,基于梯度投影算法和B-样条曲线速度规划,提出了一种半周期飞轮转速自适应规划算法。该算法在引入约数周期正弦扰动时表现出较好的抗干扰能力,避免了飞轮转速突变的问题。利用Simulink建立了伺服冲压线的理论仿真模型,仿真结果表明:所提出的飞轮转速自适应规划算法能够显著改善进线功率和母线电压的波动,为大型伺服冲压线的能量管理提供了一种有效方法。
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彭发忠
张朋
王立平
邵珠峰
杨迪
杨快
关键词 伺服压力机能量管理飞轮储能自适应    
Abstract:The main drive motors in large servo press lines often draw megawatts of power with frequent acceleration and deceleration of the slider, which strongly affects the power grid and power usage. Thus, effective energy management is indispensable to ensure smooth, efficient operation of large servo press lines. This paper studies how to improve the energy management of large servo press lines using flywheel energy storage. A gradient project algorithm and B-spline speed planning are used to develop a half-period flywheel speed adaptive planning algorithm. This algorithm better optimizes the power usage by introducing an approximately sinusoidal disturbance which avoids sudden changes in the flywheel speed. Finally, the servo press line model is analyzed theoretically in Simulink. The simulation results show that the half-period adaptive flywheel speed planning algorithm significantly improves the incoming line power and bus voltage fluctuations as an effective method for energy management of large servo press lines.
Key wordsservo press    energy management    flywheel energy storage    adaptive
收稿日期: 2020-01-06      出版日期: 2020-08-31
基金资助:邵珠峰,副教授,E-mail:shaozf@tsinghua.edu.cn
引用本文:   
彭发忠, 张朋, 王立平, 邵珠峰, 杨迪, 杨快. 基于飞轮转速自适应规划的伺服线能量管理[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2020, 60(11): 927-933.
PENG Fazhong, ZHANG Peng, WANG Liping, SHAO Zhufeng, YANG Di, YANG Kuai. Energy management of servo press lines based on flywheel speed adaptive planning. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2020, 60(11): 927-933.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.22.014  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2020/V60/I11/927
  
  
  
  
  
  
  
  
  
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