仿真,开题报告

1 / 14仿真,开题报告 毕业设计开题报告题 目：学 院：计算机与通信学院 专 业： 通信工程学生姓名： 学 号： 指导教师： 颜国风XX 年 3 月 22 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3 “文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 10 篇，其中至少应包括 1 篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用 A4 纸，并装订单独成册，随毕业设计说明书等资料装入文件袋中。2 / 14毕 业 设 计开 题 报 告青 岛 大 学毕业论文开题报告院 系: 自动化工程学院电气系 专 业: 电气工程及其自动化 班 级: 电气一班 学生姓名: 祝昆指导教师: 马力XX 年 3 月 18 日1.文献综述电力系统仿真技术的发展随着社会对能源需求的增长和发电技术的进步, 现代电力系统发展很快, 大容量发电机组不断涌现, 自动化程度更趋提高, 计算、监视及控制问题日益复杂, 这就需要运行人员具有更强的应变能力和更熟练地操作。新的电气研究也需做各种试验, 但无论从现有技术上还是从供电的可靠性及设备的安全性考虑, 直接在实际的电力系统及厂矿企业变电所中进行操作人员的培训和科学研究, 可能性很小, 因此运行电力系统仿真技术脱离现场对运行人员培训及电气研究成了迫切的需要。电力系统仿真技术的研究可追塑到 50 年代, 最早的电力系统仿真设备可认为是直流计算台, 以后出现支流计算台, 主要用做短路、潮流及稳定计算。真正成为实用技术是从 60 年代末 70 年代初用于电气培训。美、日、英等国3 / 14推出了核电、火电仿真系统, 培训运行人员效果良好, 各国纷纷仿效。1975 年美国编制了第一个全复制型培训仿真器国家标准。目前国外电厂培训仿真技术的研制和开发已日趋成熟。我国清华大学 1983 年研制成功了国产 200MW 燃煤机组原理型培训系统, 同年又以哈尔滨电厂机组为原理, 研制成功 200MW 全复制型培训系统。目前电力部已作出规定, 大型火电机组操作人员应经过仿真培训取得合格证方可录用。部分地区 的厂矿企业变电所值班人员也分批参加仿真培训。现在国内各大电业局几乎都已经或准备购置培训用仿真装置, 成立仿真培训中心。电力仿真技术在电力系统中的发展和应用与电力发展对仿真的要求、计算机硬件、软件技术发展密切相关, 某些电力仿真装置就象一个缩小的电力系统, 凡是与电力相关部门的技术人员, 通过对仿真技术的学习, 了解及参加仿真培训, 就能迅速地熟悉电力系统, 掌握电力运行操作的一些基本方法。电力系统是一个大规模、时变的复杂系统,而且在国民经济中有非常重要的作用,电力系统数字仿真技术已成为电力系统研究、规划和设计的重要手段。因此电力系统仿真软件的功能特性对于提高研究、设计的效率和可信性有重要作用。随着现代电力系统网络规模的不断扩大和电网4 / 14电压等级的不断升高,电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加,因此在电力系统的生产和研究中仿真软件的应用越来越广泛。PSASP 仿真软件简介电力系统分析综合程序是由中国电力科学研究院研发的电力系统分析程序。主要用于电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可行的规划设计方案；运行调度人员确定系统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施；科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题以及高等院校用于教学和研究。基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP 可进行电力系统的各种计算分析。包括：稳态分析的潮流计算、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析、静态等值等；故障分析的短路计算、复杂故障计算以及继电保护整定计算等；机电暂态分析的暂态稳定计算、直接法暂态稳定计算、电压稳定计算、小干扰稳定计算、动态等值、马达起动、控制系统参数优化与协调以及电磁机电暂态分析的次同步谐振计算等。PSASP 有着友好、方便的人机界面，如基于图形的5 / 14数据输入和图上操作，自定义模型图以及图形、曲线、报表等各种形式输入。PSASP 与 Excel、AutoCAD、Matlab 等通用的软件分析工具有着方便的接口，可充分利用这些软件的资源。PSASP 应用程序的共同特点是：1. 可计算大规模的交直流混合电力系统；2. 有公用的数据库做支持，不必为每一种计算准备其基础数据；3. 有固定模型库和用户自定义模型库作支持；4. 不但有通常的文本方式计算，而且还有单线图上的操作计算，其计算结果直接标注在图上，具有仿真的效果；5. 具有多种形式的结果分析输出；6. 提供了与 Excel、AutoCAD、Matlab 等常用软件工具的接口。我校购买的 PSASP 软件包主要包括以下功能模块：潮流计算；暂态稳定计算；短路计算；网损分析计算；小干扰稳定分析计算；用户程序接口。如今已发展为一个结构科学、使用方便、图文并茂、高度集成和开放的软件包,多年来 PSASP 已为我国一些重大电力工程项目的建设和投入运行作出了重要的贡献：6 / 141. 1974 年成功地分析了西北 330 千伏系统振荡事故，首次提出了由于水、火机组的调节速度不匹配而引起系统振荡的观点，为以后的系统运行提供了非常宝贵的经验；2. 我国第一条 500 千伏系统的设计和运行方案研究；3. 三峡电网交直流输电方案的论证；4. 葛州坝向华东地区送电的可行性研究；5. 西南-西北、华中-华东等联网运行方案研究；6. 广东-香港联网低频振荡事故分析；7. 我国第一条直流输电系统的设计及投运的研究；8. 大区电网互联方案研究；9. 可控串补的系统研究。PSASP 早于 1985 年获首届国家科技进步一等奖，在之后的十几年中，仍一如既往，不断创造新的佳绩。PSASP 广泛应用于全国各网省、香港地区的电力规划设计、生产调度运行、科学研究、高等院校、大工业用电企业、地调和县调等，超过 300 多家用户，成为电力系统设计运行和实验研究的必备工具，解决了电力系统的大量关键技术问题。近年来，国内多所大学和科研单位应用PSASP 提供的用户自定义和用户程序接口功能做了大量富有成效的科研工作，取得了非常可喜的研究成果。7 / 142.主要研究内容、方法PSASP 的三层机构体系PSASP 是一个资源共享，高度集成和开放的大型软件包，其结构分为三层: 第一层公用数据和模型的资源库其中包括：电网基础数据库：包含发电机、负荷、变压器、交直流线等电网基本元件，提供了各种分析计算的基本数据支持。基础数据分为两个数据库：基本元件数据库和元件公用参数数据库，由这两个库共同完成电力系统各元件的数据描述。每个数据库按元件不同又设置了若干个数据表。1、 基本元件数据库该库主要存放输电线、变压器，一次设备和二次装置等系统元件的数据。2、 元件公用参数数据库在基本元件数据库中，其中有些元件，如：发电机及调节器存在着不同的记录中含有相同数据的情况。因此，把相同的数据抽出来，作为公用参数库，为基本元件数据库所共享，这样可进一步减少数据的冗余度。基本元件和公用参数两个数据库所包含的数据表及其之间的关系如下表所无功补偿器等模型，提供了电力系统常用的模型支持。8 / 14用户自定义模型库：由用户自定义方式建立的各种元件模型构成，用以扩充 PSASP 的模型功能支持。 第二层 基于资源库的应用程序包在电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持下，可进行各种计算分析。其中包括：稳态分析：潮流计算、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析、静态等值等；故障分析：短路计算、复杂故障计算、继电保护整定计算等；机电暂态分析：暂态稳定计算、直接法暂态稳定计算、小干扰稳定计算、电压稳定计算、动态等值、 、马达起动、控制系统参数优化与协调、电磁-机电暂态分析的次同步谐振计算等。第三层 计算结果库和分析工具执行各种分析计算后，即生成相应的结果数据库，以便进一步采用不同的手段进行分析。它们的共同点是：1. 保存各种计算的历史结果；2. 提供各种计算常用的固定报表；3. 具有灵活方便的用户自制报表；4. 能自动生成的图示化结果；5. 可在系统单线图和地理位置接线图上标注计算结果；9 / 146. 能生成各种计算结果的曲线；7. 具有方便实用的结果编辑报表和曲线；8. 提供转换为 Excel，AutoCAD ，Matlab 的接口。PSASP 的应用程序包在公用的数据资源和模型资源的支持下，PSASP 提供了一整套电力系统分析程序。按照问题的性质可分为稳态分析、故障分析、机电暂态分析三类，其中又涉及了线性、非线性、优化等分析手段。PSASP 潮流计算的流程和结构PSASP 潮流计算的流程和结构如下图所示：文本方式图形方式各种计算公共部分说明： 虚线以上是各种计算的公共部分，即基础数二、立论依据镗、钻等多工序加工，有效地避免了由于多次安装造成的定位误差，能缩短生产周期，提高加工精度。随着模具制造技术的迅速发展，对加工中心的加工能力和加工效率提出了更高的要求，因此多轴数控加工技术得到了空前的发展。国外数控机床多轴加工技术发展现状主要表现在以下几个方面：10 / 14高速高精与多轴加工成为数控机床的主流，纳米控制已经成为高速高精加工的潮流。多任务和多轴加工数控机床越来越多地应用到能源、航空航天等行业，最新的CAD/CAM 技术为多轴多任务数控机床的加工提供了强有力的支持，可以大幅度提高加工效率。最新的机床误差检测与补偿技术能够在较短的时间内完成对机床的补偿测量，与传统的激光干涉仪相比，对机床误差的补偿精度能够提高 34 倍，同时效率得到大幅度提升。刀具技术发展迅速，众多刀具的设计涵盖了整个加工过程，并且新型刀具能够满足平稳加工以及抗振性能的要求。机床与机器人的集成应用日趋普及，且结构形式多样化，应用范围扩大化，运动速度高速化，多传感器融合技术实用化，控制功能智能化，多机器人协同普及化。智能化加工与监测功能不断扩充，车间的加工监测与管理可实时获取机床本身的状态信息，分析相关数据，预测机床的状态，提前进行相关的维护，避免事故的发生，减少机床的故障率，提高机床的利用率。五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术，它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。与普通三坐标加工相比，五坐标可使用大直径的端铣刀加11 / 14工，使用大的走刀行距，极大提高加工效率，而且加工过程中可对刀具姿态进行控制，始终保持最佳切削状态，从而提高加工效率和质量。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志，其中技术比较突出的厂家有美国优诺发工业有限公司辛辛那提.兰姆机床公司、瑞士的米克朗公司、DIXI 公司、斯特拉格公司、瑞典的SAJO 公司、奥地利的 WFL 公司等。由于五轴联动数控技术特殊的地位以及技术上的复杂性，特别是对于电力、船舶、航空航天、高精密仪器等民用工业和军事工业的重要影响，西方工业发达国家一直把五轴数控系统作为战略物资实行出口许可证制度，对我国实行禁运。因而，研究五轴数控加工技术23-26 对国家科技力量和综合国力的提高有重要意义。五坐标数控加工是实现大型与异型复杂零件高效高质量加工的重要手段，在加工螺旋桨叶、叶轮叶片方面具有重要作用和不可替代的优势。在螺旋桨叶、叶轮叶片的五轴数控加工方面，国内外学者做了大量的工作，取得了丰硕的成果。Geoffrey W Vicker49早在 70 年代就研究了用数控机床采用球头刀加工中等尺寸的螺旋桨，他首次提出用计算机辅助计算螺旋桨的表面，螺旋桨各部分曲面和各截面的图形可在图形终端上显示出，而且可以交互修改；刘鸪然27把微分几何中曲线与曲面之间的“切触”概12 / 14念应用于流线型复杂曲面的数控加工，提出用圆柱铣刀和圆锥盘铣刀的外圆在五坐标联动中加工三维自由曲面的最佳切触条件,并据此开发出五坐标联动球头刀以及端铣刀加工弯扭叶片型面的数控软件；张喜明，韩庆瑶28用 23 次非均匀有理 B 样条方法，建立了复杂叶片的数学模型，推导了其三维点和法矢量矩阵表达式，采用迭代算法计算了叶片有允差控制的五坐标数控加工刀路轨迹的数据；赖喜德29提出叶片毛坯三维型面测量、计算机辅助自动余量分布计算、叶片加工定位基准与夹具设计、加工区域划分和加工刀具选择，以及叶片精加工后的型面检测等技术，还包括叶片计算机仿真加工过程中，有关五轴刀住计算及刀具干涉检查计算、切削图形仿真及干涉检查、机床仿真及碰撞检查，以及后置处理和加工程序生成等技术。邵锦文30为了解决弹用发动机整体式叶轮的数控加工编程, 开发了一个专用的弹用发动机整体式叶轮 CAD /CAM 的应用软件, 软件包含叶片 CAD 造型、叶片刀心轨迹生成、基面的生成、后置处理、自动干涉检查及转角自动设置和刀轨图形显示等功能。提出了一种新的整体式叶轮加工自动干涉检查计算方法。输入叶片设计数据, 可生成叶片造型的曲面数据和数控加工 NC 代码。应用软件完成了某型号产品压气机叶轮的 CAD/CAM 的工作, 试验结果验证了软件的功能和实