单轴储能及姿态控制一体化系统研究
集成储能和姿态控制飞轮系统概述
（ ａｂ ｎｔｕｅｏ ｅｈ ｏ ｇ ， ａｂｎ１０ ０ ， ｈｎ ） Ｈ ｒｉ Ｉｓｔｔ ｆ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｈ ｒｉ ５ ０ １ Ｃ ｉａ ｎ ｉ Ｔ ｏ
Ａｂｓｒ ｔ ｔａｃ ：Ｔｈ ｙ ｅ ｌｗｈ ｃ ｓａｎｅ ｅ ｒｙ ｓｏａｇ ｔ ｄ ｈ ｓｂ ｅ ａ ｄ ｍｏ ｅａ ｄ ｍ ｏｅ ａｔ ｎｏ ｏ ｔ ａｔｃ ｌｒ ｅｆ ｗｈ ｅ ｉ ｈ ｗａ ｗ ｎｅ ｇ ｔ ｒ ｅ ｍｅｈｏ ａ ｅ ｎ ｐ ｉ ｒ ｎ ｒ ｔｅ ｔｎ ｆｒｉｓｐ ｒｉｕａ ｌ
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集 成 储 能 和 姿 态 控 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 飞 轮 系统 概 述
徐 飞鹏 ， 杨贵 杰， 李铁 才
ｅ ｉｉｎｃ ｈ ｇ ｒｓ ｃｆｃ ｅ ｒ ｎ ｏ ｅ ｉｅ， ｔ Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ，ｔ ｉｔｒｃ ｌａ ａｅｙ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｎ ｅ ｅ ｏ ｒ ｆ ｃ ｅ ｙ， ｉｈｅ ｐｅ ｉ ｎｅｇ ａ ｄ ｌｎｇ ｒｌｆ ｅｃ． ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｉ ｙ ｈｅ ｈ ｓｏ ｉａ ｎｄ ｌ ｔｌ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈｅ ｉｔ ｇ ｄ ｐ ｗｅ ｒ ａ ｄ ａｔｔ ｅ ｃ ｎｒ ｌｆｙ ｈ ｅｓ ｗａ ｎｒ ｄｕ ｅ ａ ｈ ｈｅ ｒｍ ｎ ｈ ｙ ｔｃ ｎ ｑ ｆｔ ｙ ｎ ｔｉ ｕｄ ｏ ｔ ｗ ｅ ｌ ｓｉ ｔｏ ｃ ｄ， ｎｄ ｔ ｅ ｔ ｏｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｋｅ ｅ ｈ ｉ ｕｅｏ ｈｅ ｆ ｗｈｅ ｌｗａｓａ ａｙ ｅ ｏ ｌ ｌ ｅ ｎ ｌｚ ｄ．
飞轮储能项目典型案例
飞轮储能项目典型案例
以下是一些典型的飞轮储能项目案例：
1. PLEIADES飞轮储能系统：由法国空间研究中心（CNES）和储能公司格雷希亚共同开发的系统。
该系统使用4个飞轮作为储能装置，能够提供稳定的电力输出，并在电网断电时提供备用电源。
2. BEACON飞轮储能系统：由美国航天局（NASA）开发的系统，用于太空探测器的动力来源。
该系统由两个高速旋转的飞轮和一台电机组成，能够提供长时间的动力供应和快速的动力转换能力。
3. SAFEFly飞轮储能系统：由欧洲航天局（ESA）和德国航天中心（DLR）合作开发的系统，主要用于航天器的姿态控制。
该系统由多个飞轮和稳定器组成，能够提供精确的姿态控制和快速的姿态调整能力。
4. 爱迪生能源集团飞轮储能项目：由美国能源公司爱迪生能源集团（Edison Energy）开发的项目，用于为电网提供调频和频率稳定。
该项目采用高速旋转的飞轮作为储能装置，能够在电网负载需求变化时快速响应，并保持电力供应的稳定性。
这些案例展示了飞轮储能技术在不同领域的应用，包括航天、能源和电网调节等。
随着技术的发展和成本的下降，飞轮储能有望在未来得到更广泛的应用。
单轴飞轮储能与姿态控制系统误差分析
（ ． ｔ ｔ ｙ Ｌａ ｏ ａ ｏ ｙ ０ ’ １ Ｓ ａ ｅＫｅ ｂ ｒ ｔｒ ／ Ａｐｐ ｉｄ Ｏｐ ｉｓ ｌｅ ｔｃ ，Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｔｔ ｔ ｆ Ｏｐ ｉ ａ ｇ ｈ ｎ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ｔｃ ，
Ｆ ｎ ｃ ａ ｉｓ ｎ ｈ ｓ ｓ Ｃ ｉｅｅ ａ ｅ ｆ Ｓ ｉｎｅ ， ｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ ｉｅ Ｍｅｈ ｎｃ ｄ Ｐ ｙ ｉ ， ｈｎ ｓ Ａｃ ｄ ｍｙｏ ｃｅ ｃｓ Ｃ ａ ｇ ｈ ｎ １０ ３ ， ｈ ｎ ； ＇ａ ｃ
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１ ０—２ Ｘ（０ ６ Ｏ １７０ ０ ４９ ４ ２ ０ ） １０ ２—６
单 轴 飞 轮储 能 与 姿态 控 制 系统 误 差 分 析
自行车飞轮飞壳的冷滚轧成形工艺
翟性加工技市ＰＬＡＳＴＩＣＷＯＲＫＩＮＧＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ文章编号：１６７２一０１２１（２００３）０６—００３６—０２自行车飞轮飞壳的冷滚轧成形工艺娄建国。
钱荣芳（绍兴文理学院机电系，浙江绍兴３１２０００）摘要：介绍了自行车单缎飞轮飞壳冷滚轧成形工艺过程以及轧辊的结构、夹具形式和轧机参教。
关键词：机械制造；飞轮；冷滚轧成形；轧辊中图分类号：ＴＧ３３５．１２文献标识码：Ｂ１引言单级飞轮是目前应用最广泛的一种自行车飞轮，约占全国自行车飞轮总产量的７０％以上。
传统方式采用热锻制坯和切削加工的方法来生产飞轮．这种方法必须应用大吨位压力机和大功率电加热炉，不但要消耗大量能源，而且由于毛坯余量大，需进行大量的切削加工．金属材料消耗大。
除了热锻成形毛坯以外，还可采用冷挤压成形。
但由于冷挤压需要大的挤压力，所用设备吨位更大，同时，还需要对坯料进行软化、润滑等前期处理，成本相对较高。
而采用冷滚轧成形，则勿需大吨位压力机和电加热炉，不但可以节能、节材，而且还可以节省大量人力资源和投资费用，成本低廉。
收稿日期：２００３—０３—２５作者简介：娄建国（１９６５一），男。
讲师．从事机械设计及工艺装备的教学与研究＞＞＞２成形工艺飞轮滚轧成形可以看成是回转体和圆柱体的啮合，飞轮滚轧要求金属向中间流动形成飞轮链轮的坯形．因此．飞轮滚轧成形的轧辊应具有两个方向相对的辊形，即具有相同的螺旋升角。
当轧辊与工件啮合时，轧辊作径向进给，工件在轧辊轴向分力的作用下．轧辊会迫使轧片变形并轴向流动，在垂直面形成圃环。
（１）滚轧后的成品尺寸要求滚轧以后的成品要求其外形尺寸达到净形，即不再进行机加工，成形后的坯料经冲压分离后成为飞壳成品。
分离下来的材料可作为飞轮的芯子毛坯再利用（图１）。
（２）毛坯几何尺寸的确定为了充分利用材料．使余料能再利用，设计毛坯时适当增加了板料厚度。
以１８牙飞轮为例，选用料尺寸为９８ｍｍｘ９８ｍｍｘ６．５ｍｍ，毛坯重４９９９。
单轴储能及姿态控制系统建模与仿真研究
Ａ ｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｄ ｍ ｏ ｔａ ｅ ｔ ａ ｔｉ ｏｓｉ ｌ ｏ ｕｓ ｗｏ ｒｖ ｒｅ ｒ ｔｔｎ ｙ ｅ ｌ ｏ ｓｍ ｕ ｔｎ ｏ ｌ ｒ ｖｄｅ ｅ ｒ ｙ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｎｓｒ ｔ ｈ ｔｉ ｓ ｐ ｓｂ ｅ ｔ ｅ ｔ ｅ ｅ ｓ ｏａ ｉｇ ｆ ｗｈ ｅ ｓ ｔ ｉ ｌａ ｅ ｕｓｙ ｐ ｏ ｉ ｎｅｇ ｌ
摘 要 ： 了验证在同一轴上安装两个反 向旋转 飞轮 能够 同时完 成能量存储 与姿态控制问题 ， 一种 由偏 置动量轮构 为 对－ ． 成的集成化单轴储 能及姿态控 制系统进行 了理论分析及仿真研究 。根据 实验系统构 成及其储 、 能过程 的特 点 ， 放 推 导了系统 的数学模 型 ， 给出 了相应 的控制算法 ， 并以 Ｍａａ 软件下 的 Ｓｍｕ ｎ ｔｂ ｌ ｉ ｌ ｋ为平 台 ， 系统在充 、 电过 程中气浮 ｉ 对 放 转 台的角度调节过程 和上 下飞轮转 速变 化过程进 行 了仿 真分析 。仿 真结果 表 明， 利用 两个反 向旋转 飞轮能够 在控
３ ｃｏｌ ｓ ｕ ｅｔ ｃ ｎｅ ｎ ．Ｓｈｏ ｏ Ｉ ｔ ｍ ｎ Ｓｉ ｃ ｄ＠ ｔ ｅ ｃ ｏｉ ｎ ｉ ｅｉ ｅ ｎ ｎｖｒｔ ｅ ｎ ｕｉ ｎ ｎｒ ｆ ｅ ａ ｏ ｌ ｔ ｎｃ Ｅ ｇｎ ｒ ｇｉ Ｂ ｇ Ｕ ｉ ｓｙｏ ｒａ ｔｓａ —ｅｒ ｓ ｅ ｎ ｎ ｅ ｉ ｆＡ ｏ ｃ ｄ
第１ 期
文 章 编 号 ：６ ３５ ０ （０ ７ Ｏ －１４０ １７ —０ ５ ２ ０ ） ｌ ５ －５ ０
单轴储 能及 姿态控制 系统 建模 与仿真研 究
刘 治华 王春 丽 ，李 成 杨杰伟 ， ， ，韩邦成
江苏省研究生教育创新工程项目.doc
20１8江苏省研究生培养创新工程项目推荐申报公示
根据省教育厅办公室《关于做好２0１８年江苏省研究生培养创新工程项目申报工作的通知》（苏教办研函﹝2０18﹞3号），经个人或项目组申请，学院推荐，研究生院组织专家组评审，现将2０18江苏省研究生培养创新工程部分推荐申报项目予以公示。
自公示之日起5个工作日内,任何单位或个人对评审结果持有异议的,请以书面形式署名向研究生院提出。
联系电话:８４892491、8４89２４8５
附件１:江苏省研究生科研与实践创新计划推荐立项名单
附件２:江苏省研究生教育改革成果推荐申报项目
附件3:江苏省优秀研究生工作站推荐申报项目
附件４：江苏省优秀研究生工作站示范基地推荐申报项目
附件5：江苏省研究生教育教学改革课题推荐申报项目
研究生院
20１8年４月4日
附件1:
江苏省研究生科研与实践创新计划推荐立项名单
附件2：
江苏省研究生教育改革成果推荐申报项目
附件３:
江苏省优秀研究生工作站推荐申报项目
附件４：
江苏省优秀研究生工作站示范基地推荐申报项目
附件5:
江苏省研究生教育教学改革课题推荐申报项目。
动能拦截器的固体推进剂轨控和姿控系统
为直径１００ｍｍ，高度８０ｍｍ，自 旋速度１００ｒ／ｓ，捕获距离２０ｋｍ， 探测器为长波红外，图２示出蜂 群ＫＫＶ方案。表２列出其轨控 发动机性能和ＥＲＩＮＴ轨控发动 机的比较。可以看出蜂群系统采 用的微型ＫＫＶ和现有的 ＥＲＩＮＴ系统有了很大变化，其 自旋速度极高，轨控发动机尺寸 极小，是一种特殊的发动机。美 国于１９９６年已进行了这方面的 点火试验，推力作用时间小于 ｌｍｓ，推力延迟约０．５ｍｓ。 ２．２ 固体推进剂燃气发生器姿
石墨／环氧树脂壳体 螺旋线引爆器
后项点钢片
ＥＰＤＭ橡ＮｇｇｅＪＪＮ－
彰篓篓嚣嚣层
密封绝缘塞
ＴＺＭ喉衬 １７３村套＼
发动机铝锥 机点火电路
图１ ＥＲＩＮＴ姿控发动机
图２蜂群拦截器
飞航导弹２００１年第２期 万方数据
空基ＬＥＡＰ示意图，拦截器总质 量５ｋｇ，共有４台轨控发动机； 每台推力２２２Ｎ，可提供侧向加 速度４９。姿控发动机共６台， 每台推力２９Ｎ。所用推进剂为丁 羟／ＡＰ／ＡＬ型复合药，燃气温度 ２ ３１３Ｋ，送到不同的控制阀门和 喷管，阀门由控制系统操纵，响 应时间１．２ｍｓ～２．０ｍｓ，开启频 率２００Ｈｚ。 ２．２．２ 标准一３反导弹的ＤＡＣＳ 系统
气发生器系统，各种方案比较见 表３。
的电磁活门直接作用式喷嘴，推 力在９０Ｎ～１３５Ｎ之间，用于姿
同。每个轨控发动机的最大推力
２．２．４ 固体推进剂燃气发生器
控发动机。间接作用浮动活塞式
为６１Ｎ，工作时间为４ｓ。姿控发 姿轨控系统的关键技术
喷嘴，推力不大于３５０Ｎ，用于
动机工作时间为１０ｓ。轨控发动
约１
本文２０００—１０—１７收到，作者分别系中国航天科技集团公司四院四十七所高级工程师和工程师
《航天器设计》复习材料整理
《航天器设计》复习材料整理《航天器设计》复习思考题北京航空航天大学宇航学院飞行器设计专业《航天器设计》期末复习思考题第一章绪论1.各国独立发射首颗卫星时间。
2.什么是航天器设计？1是工程设计的一个分支。
○在航天器设计中将应用工程设计中的研究成果，并结合航天器设计领域的特殊问题进一步深化工程设计的内容。
2以航天器为对象，为完成某一任务而进行的工程设计。
其活动过程与工程设计过程相同，○但要考虑航天器自身的特点和约束。
3.画图说明航天器系统设计的层次关系并简述各组成部分的作用。
作用：有效载荷分系统：卫星上装载的为直接实现卫星在轨运行要完成的特定任务的仪器、设备和分系统称为卫星有效载荷。
有效载荷是卫星的核心部分，在卫星设计中起主导作用。
在具体设计时应注意与应用系统的协调。
结构分系统：是航天器各受力和支承构件的总称。
服务与支持系统：服务和支持系统是航天器有效载荷正常工作的必要条件。
电源分系统：它具有发电、电能存储、电源控制、电源电压变换等功能。
星上一般采用太阳翼－蓄电池组联合电源，产生、储存和调节电能，以满足卫星在整个飞行过程中的电力需求。
航天工程系统发射场运载器航天器系统运载与航天器测控网地面应用系统航天员系统回收场系统有效载荷（有效载荷分系统）航天器平台（保障系统）航天器结构平台（结构分系统）电源分系统服务与支持系统姿态与轨道控制分系统推进分系统测控与通信分系统数据管理分系统热控制分系统热控分系统：它通过组织和合理调配星上各部分之间热量的吸收、存储和传递，对星内外热量进行管理与控制，以保证卫星飞行各阶段卫星上仪器、设备的工作温度均在要求的范围内，满足卫星上各分系统对热环境的要求。
姿态与轨道分系统：其主要任务是完成卫星在轨运行过程中所需的多种轨道和姿态机动控制，实现对地定向的卫星姿态。
推进分系统：它是卫星的动力系统，与制导、导航及控制分系统配合，根据指令提供卫星各种姿态的建立与保持、轨道控制和修正所需的动力，使卫星能按预定的控制方式工作。
新能源光储一体化控制技术研究项目技术方案
新能源光储一体化控制技术研究项目技术方案新能源光储一体化控制技术研究项目技术方案一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益突出，新能源技术逐渐成为解决能源问题的重要途径。
光储一体化技术作为新能源技术的一种重要形式，将光伏发电和储能系统集成在一起，有望实现可持续、高效的能源供应。
本文旨在探讨新能源光储一体化控制技术的研究方案。
二、技术背景新能源光储一体化技术是将光伏发电系统和储能系统进行有机结合，通过光伏发电系统将太阳能转化为电能，并将其储存起来，以供后续使用。
该技术的主要优势在于可以克服光伏发电系统的间歇性发电和储能系统的不稳定性，实现能源的平稳供应。
三、技术方案1. 光伏发电系统设计光伏发电系统是新能源光储一体化技术的核心组成部分。
通过选择合适的光伏电池技术和设计合理的光伏电池阵列布局，可以实现光伏发电系统的高效发电。
同时，光伏发电系统还需要配备逆变器等设备，以将直流电转化为交流电供电使用。
2. 储能系统设计储能系统是新能源光储一体化技术的关键环节。
通过选择合适的储能设备，如锂离子电池、钠硫电池等，可以实现储能系统的高效储存。
储能系统还需要配备管理控制系统，以实现对储能过程的监控和管理。
3. 控制技术设计控制技术是新能源光储一体化技术的核心。
通过采用先进的控制算法和智能控制器，可以实现光伏发电系统和储能系统之间的协调运行。
控制技术可以根据实时的能源需求和储能系统的状态，智能调节光伏发电系统和储能系统的工作模式，以实现能源的最优利用。
4. 传感器与数据采集为了实现对新能源光储一体化系统的实时监测和控制，需要安装传感器和数据采集设备。
通过传感器可以实时获取光伏发电系统和储能系统的各项参数，如太阳辐射强度、光伏电池输出电压、储能电池电量等。
数据采集设备将传感器采集到的数据传输给控制系统，以实现对系统的实时监测和控制。
5. 通信与远程监控为了实现对新能源光储一体化系统的远程监控和管理，需要配置通信设备和远程监控系统。
航天器姿态控制系统的组成与分类
另外，这种地平仪的工作还会受到大气成分、温度 的不规则变化、日出日落的光照条件变化的影响。
虚 拟 现 实 演 示 边 界 跟 踪 式 地 平 仪
3．辐射热平衡式地平仪 辐射热平衡式地平仪具有多个视场，一般有等间隔对称 分布的4个(见图4．9(a))或8个视场 (见图4．9(b))。每个 视场分别接收来自地球不同部分的红外辐射，通过对每个视 场接收到的不同红外辐射能量进行分析而得出航天器姿态。 由于这种地平仪不需要扫描机构，所以又称为静态红外 地平仪。
1．狭缝式星敏感器
这种星敏感器利用航天器自旋对天体进行扫描。当 星光通过光学系统到达并穿过位于焦平面上的狭缝码盘 时，星光就被检测敏感到。若信号超过设置的门限位， 电子装置便产生一个脉冲来表示星的出现。在焦平面码 盘上的狭缝如图4.10(b)所示，测量星光通过第一条狭缝 的时间和经过两个狭缝之间的时间然后结合星历表和航 天器的自旋速度，计算得出姿态信息。
4.1.4 陀螺 陀螺是利用一个高速旋转的质量来敏感其自旋轴在 惯性空间定向的变化。 陀螺具有两大特性，即定轴性和进动性。 定轴性就是当陀螺不受外力矩作用时，陀螺旋转轴 相对于惯性空间保持方向不变； 进动性就是当陀螺受到外力矩作用时，陀螺旋转轴 将沿最短的途径趋向于外力矩矢量，进动角速度正比于 外力矩大小。
穿越式地平仪常见有两种形式： 圆锥扫描地平仪和自旋扫描地平仪。
前者依靠地平仪的扫描机构，后者依靠航天器旋转(例如 自旋卫星)。
自旋扫描红外地平仪（虚拟现实演示）
2．边界跟踪式地平仪
该敏感器具有一个反馈伺服机构，它使视场跟踪地平 线，同时给出相对于不运动部分的方位角，这个方位角 与航天器姿态角成正比。边界跟踪式地平仪的精度可达 ，但视场较小，约为 5～ 11 ，因此只能工作在较 0.025 窄的姿态范围内。
单位名称XX光学精密机械与物理讨论所单位代码80139
中国科学XX春光学精密机械与物理研究所简介中国科学XX春光学精密机械与物理研究所(以下简称“XX光机所"）始建于19５２年，是以知识创新和高技术创新为主线，从事基础研究、应用基础研究和工程技术研究以及高新技术产业化的多学科基地型研究所，主要从事发光学、应用光学、光学工程和精密机械与仪器等领域的研究工作.作为XX规模最大的研究所，本所在近60年的历程中，在以王大珩院士、徐叙瑢院士等为代表的一批科学家带领下,研制出中国第一台红宝石激光器、第一台大型电影经纬仪等多种先进设备仪器，创造了十几项“中国第一”; 先后参与了包括“两弹一星"、“载人航天工程＂等多项国家重大工程项目，先后组建和援建了西安光机所、XX光机所、XX光电所、XX光机学院等10余家科研机构、大专院校和企业单位，并为其输送了2２０0多名XX类专业人才。
共有22位在本所工作过的优秀科学家当选为XX或XX院士,并涌现出“的优秀代表”蒋筑英等众多英模人物；近年来，本所先后获得了“全国五一劳动奖状”（连续两次)、“中国载人航天工程突出贡献单位”、“国家科技进步”等荣誉称号和奖项，为我国国防建设、经济和社会进步做出了一系列突出贡献，被誉为“中国光学事业的摇篮”。
邓小平、江泽民、胡锦涛等党和国家几代领导人都曾到本所视察和指导工作。
本所不断凝练和提升创新目标，在国家科技创新战略、中科院知识创新工程等的推动下，近些年来本所在科技创新、产业、创新文化、队伍建设与人才培养等方面均取得了长足的进步,特别是本所的核心竞争能力得到不断提升，持续能力继续增强。
基础和应用基础研究工作稳步,并在XX自领域中的学术地位得到了进一步加强，取得了若干具有自主的创新成果．高技术研究领域不断开拓,突破了一系列关键技术，完成了一批国家重大任务,取得了以“神舟五号"、“神舟六号"有效载荷等为代表的一批重大科研成果,已成为我国航天光学遥感与测绘设备、机载光电平台及新一代航空遥感设备和靶场大型光测装备的主要研究、生产基地，进一步巩固与增强了本所作为我国大型光测装备主要研制基地的地位，并且在光电对抗、地基空间探测等领域的影响力显著增强。
华为中央研究院
华为中央研究院来源：2020实验室招聘中央研究院实习生招聘|第三期华为中央研究院是2012实验室下属的聚焦于未来创新研究的组织机构：担负着华为创新前沿的责任，是探索未来方向的主战部队。
超前研究：通过研究寻找新的商业机会，增强现有解决方案，为下一代产品提供前期核心技术积累和支撑。
全球合作：通过机会识别、专利开发与标准，广泛产学研相结合，持续加强与业界科研机构的合作，协调全球资源，引领产业发展趋势。
行业领先：中央研究院在无线通信、光通信、网络技术、数据中心技术、大数据与挖掘、人工智能、新材料研究、媒体技术等方面在业界具有绝对领先优势。
壹招聘对象硕士/博士工作地点深圳/上海应聘咨询邮箱******************技术研究工程师-储能【岗位职责】实习期间，参与储能项目中材料开发、电芯体系优化、仿真模型的构建、以及新型储能体系探索等相关工作。
【岗位要求】物理、化学、材料与化工等专业在校博士，研究方向涉及锂电池及其它储能体系，有较强的理论功底和专业能力。
技术研究工程师-电子电镀【岗位职责】实习期间，参与电子电镀项目中化学药水研发，电镀制成工艺优化等相关工作。
【岗位要求】物理、化学、材料与化工等专业在校博士，研究方向涉及锂电池及其它储能体系，有较强的理论功底和专业能力。
技术研究工程师-电力电子【岗位职责】实习期间，参与无线充电技术项目的硬件电路设计，软件算法研究等工作。
【岗位要求】物理、化学专业在校博士，专业能力强，有一定封装，PCB或者集成电路相关研究经历。
技术研究工程师-能源互联网【岗位职责】实习期间，参与可穿戴热电能量收集系统系统设计及建模仿真工作。
【岗位要求】热电材料在校博士，专业能力强，有一定系统设计及建模仿真分析相关研究经历。
贰招聘对象硕士/博士工作地点深圳应聘咨询邮箱***********************化学材料研发工程师【岗位职责】从事面向IC制造与封测、终端和ICT基础设施的关键化学材料（高分子材料、光敏材料、胶黏剂材料、显示材料、镜头材料、无机氧化物材料等）的研究开发，参与业务调研和洞察。
储能系统分类与应用场景解析
储能系统分类与应用场景解析储能系统是指能够将电能转化为其他形式的能量，并能在需要时将能量重新转化为电能的设备或系统。
随着能源需求的增长和能源结构的转型，储能技术的重要性日益突出。
储能系统不仅可以提供可靠的能源供应，还可以提高能源利用率、平衡能源供需关系、提高能源系统的稳定性。
本文将从功能上对储能系统进行分类，并分析各类储能系统的应用场景。
1. 储能系统的分类储能系统根据其储能方式和应用场景的不同，可以分为以下几类：（1）电化学储能系统：电池储能、超级电容储能等。
电化学储能系统是目前应用最广泛的储能技术之一，具有高能量密度、高效率、长寿命等特点。
电池储能系统可分为铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池等多种类型，应用于移动储能设备、电动汽车、电网储能等领域。
（2）机械储能系统：液压储能、飞轮储能等。
机械储能系统通过将电能转化为机械能进行储存，具有能量密度高、响应速度快等特点。
飞轮储能系统通常用于瞬时储能和平衡电网频率等场景，而液压储能系统主要用于大功率储能和长时间储能。
（3）热能储能系统：热储能、蓄冷储能等。
热能储能系统利用电能将热能进行储存，可用于提供热水、供暖等应用。
蓄冷储能系统通过在低峰时段将电能用于制冷，然后在高峰时段释放冷能，以达到节能减排的目的。
（4）化学储能系统：氢能储能、氨储能等。
化学储能系统通过将电能转化为化学能进行储存，具有高能量密度和可再生的特点。
氢能储能系统可将电能转化为氢气进行储存，然后再通过燃料电池将氢气转化为电能使用。
（5）电磁储能系统：电感储能、超导磁能储能等。
电磁储能系统通过电流和磁场的相互作用进行能量转化和储存，被广泛应用于磁悬浮列车、计算机设备等场景。
2. 储能系统的应用场景储能系统广泛应用于各个领域，其中一些典型的应用场景如下：（1）电网储能：随着可再生能源的快速发展和电力系统的变革，电网储能逐渐成为解决电力系统不稳定性和提高能源利用率的主要手段。
电网储能系统可以实现对电力系统的削峰填谷，提高电力系统的灵活性和可调度性，平衡电网的供需关系，提高电能供应的可靠性和稳定性。
单轴太阳能跟踪系统的优化设计与控制
单轴太阳能跟踪系统的优化设计与控制一、引言太阳能作为一种取之不尽的清洁能源受到了越来越多的关注。
在太阳能光伏发电中，采用单轴跟踪系统可以提高光伏电池板的输出效率。
因此，单轴太阳能跟踪系统的优化设计和控制研究具有重要意义。
二、单轴太阳能跟踪系统的原理和结构单轴太阳能跟踪系统由两个主要部分组成：跟踪控制和电机驱动。
其中，跟踪控制负责测量太阳轨迹并控制驱动系统，而电机驱动则控制电机的转速以实现光伏电池板的旋转。
单轴太阳能跟踪系统的工作原理是由一组电机驱动和一组角度传感器组成，它们维护着一个水平位置的平面，使得光伏电池板始终保持跟踪太阳位置的方位角度变化。
该系统可以实现沿水平方向的追踪，然后再根据不同的季节和地理位置进行调整，以实现最大化的太阳能捕获效率。
三、单轴太阳能跟踪系统的设计优化1. 电机驱动系统的设计单轴太阳能跟踪系统中，电机驱动作为核心部件，其设计方案对系统性能起着决定性作用。
设计时需要考虑以下几个方面：电机的选型、功率参数、齿轮传动和控制器的稳定性等。
2. 稳定性优化电机驱动系统的稳定性是影响单轴太阳能跟踪系统稳定性的重要因素。
其中，电机的闭环控制是提高稳定性的关键因素。
因此，在设计过程中应该充分考虑电机闭环控制器的选择和动态特性。
3. 太阳轨迹测量为了实时测量太阳位置，可以采用不同的测量方法，如光线传感器、太阳位置计算模型等。
其中，太阳位置计算模型可以根据时间、经度和纬度等参数计算出太阳位置，具有精准度高、计算复杂度低的特点。
4. 光伏电池板的安装和调整光伏电池板的安装和调整是单轴太阳能跟踪系统中的重要问题。
在设计时应该注意以下几点：光伏电池板安装的高度、倾角的选择、板面与地面夹角以及和太阳距离的控制等。
四、单轴太阳能跟踪系统控制问题1. PID控制器PID控制器是单轴太阳能跟踪系统中最常见的控制器之一。
该控制器可以通过输出不同的控制信号来控制电机驱动的转速，从而使得光伏电池板跟踪到太阳位置。
刘景泰教授个人简介
刘景泰教授个人简介一、基本信息刘景泰教授，博士生导师，现任南开大学机器人与信息自动化研究所副所长，曾任国家863计划智能机器人主题工业机器人专业专家组成员。
共济专1979年9月入天津大学自动化系。
1983年获天津大学工学学士学位，专业方向是自动化；1986年获天津大学工学硕士学位，研究方向是微机控制系统；1998年获南开大学工学博士学位，研究方向是机器人学。
336 26038ka1986年开始一直在南开大学工作，分别在1988年、1991年和1998年被南开大学聘为讲师、破格聘为副教授和教授。
1997年遴选为国家863计划智能机器人主题工业机器人专业专家组成员。
正门对面业刘景泰1986年来到南开大学后，便很快投身863科研项目，长期安心于科研、教学工作。
对学生尽心尽责，对本职工作有强烈的事业心和责任感。
在多项“863”科研项目中起了关键作用，协助卢桂章教授创建了南开大学机器人研究室，并发展为863计划机器人主题开放实验室，使南开大学成为我国进行机器人高科技研究的基地之一。
021-共刘景泰教授曾担任863计划机器人主题工业机器人专题专家组成员，在国内机器人研究的学者中也具有一定影响。
2001年，刘景泰教授获得了863计划15周年贡献奖。
经过十几年有意识的艰苦努力，目前已经形成以卢桂章教授为核心的，以中青年教师为主体的研究群体，这样的群体在南开大学非常有优势。
在研究方面，南开大学机器人所同样取得了优异成绩，无论在人均科研经费数，还是在人均科研成果数，均处于国内相关学科的领先水平。
在面向生物医学工程的微操作机器人系统、基于远程网络的机器人遥操作、多机器人系统及其协调控制、用于MEMS快速原型设计的虚拟现实系统等方面取得了国内领先的研究成果。
近年来，获得国家攻关项目、863计划、攀登计划、国家自然科学基金项目20余项，累计科研经费超过500万元。
获天津市攻关，青年基金资助多项，总金额数十万元。
业济在教学方面，刘景泰近些年一直主讲研究生的《机器人学》，每年60学时。
一种微型航天器姿态控制系统建模与分析
对 于航 天器 滚 转 姿态 角 的控 制 ， 采用 反作 用 轮
的控 制方 式 ， 即根据姿 态调整 的要求 ， 分别 控制两 个 飞轮 进行加 速或 减 速运 动 ， 者 的角 速 度矢 量 和 在 两 零附 近 。如 果两 个 飞轮 的角 加速 度 大小 相 等 ， 向 方 相反 ， 么航天 器受 到的反作 用力矩 的和 为零 ， 天 那 航
姚 郁 ，谢 瑞 强
（ 哈尔滨工业大学控制 与仿真 中心 ，哈尔滨 １０８ ） ５００
摘
要 ：从 航 天 器 微 小 型 化 的 角度 出发 ， 出 了仅 利 用 两 个 飞轮 进 行 航 天 器 姿 态 控 制 的 飞 轮 配 置 方 案 。该 方 提
案 还 可 以 对高 速 旋 转 的 飞 轮 所储 存 的能 量 进 行 管 理 ， 需 要 磁 力 矩 器 等 额 外 的卸 载 装 置 ， 而 简 化 了 飞 轮 姿 态 控 不 从 制 系 统 的结 构 。详 细 描述 了 系统 的结 构 和 工 作 原 理 ， 导 了航 天 器 姿 态 控 制 系 统 的 非 线 性 动力 学 模 型 ， 析 了 影 推 分 响航 天 器 姿 态 机动 性 能 的主 要 因 素 ， 通 过 仿 真 验 证 了 这种 配置 方 案 的有 效 性 。 并 关 键 词 ：姿 态 控 制 ；飞 轮 ；储 能， 态 控 制 一 体 化 ；模 型 仿真 姿
控 制 的 机 理 ， 立 姿 态 运 动 模 型 。 本 文 的 结 构 安 排 建
器 的滚转 姿态 角不 发 生 改变 。否则 ， 天器 受 到 的 航 合力矩 将不 为零 ， 滚转 姿态 角将发 生相应变 化 。
对于航 天器 的俯仰 ／ 航姿 态角 的控 制 ， 采 用 偏 则
飞轮储能系统研究进展、应用现状与前景
“ 敏捷 微处 理器 电力转 换 系 统 ” 当电压 式 电流 过零 ， 时能 大 幅地 提 高共 振频 率 ｊ并 长 期从 事 电磁悬 浮 ， 储 能 飞轮开 发 ， 采用 差 动平 衡 磁轴 承 ，已完 成储 能
（ ｅｔ ｌ ｏ ｔ ｎ ｅｓｙ Ｃ ａｇｈ １０ ３ Ｃ ｉ ） Ｃ ｎｒ ｕｈＵ ｉ ｒ ｔ， ｈｎ ｓａ ０ ８ ， ｈｎ ａＳ ｖ ｉ ４ ａ
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最优控制理论与应用
最优控制理论与应用最优控制理论是一种在工程与应用科学领域中广泛使用的数学理论。
它可以用来解决控制问题，从而实现系统的最优化性能。
最优控制理论的应用范围非常广泛，涵盖了多个领域，如机械系统、电气系统、经济学和生物学等。
本文将首先介绍最优控制理论的基本原理，随后探讨其在几个具体领域的应用案例。
第一部分：最优控制理论的基本原理最优控制理论是通过在给定约束条件下，找到使某个性能指标达到最优的控制策略。
它可以用数学的方法描述，并通过优化算法来求解。
1. 动态系统建模在最优控制理论中，首先需要对待控制的动态系统进行建模。
动态系统的建模可以使用微分方程或差分方程进行描述。
常见的动态系统包括线性和非线性系统。
2. 性能指标定义为了实现最优控制，需要定义适当的性能指标。
性能指标可以是系统的能耗、控制精度、鲁棒性或其他特定指标。
不同的系统可能有不同的性能指标。
3. 构建控制策略最优控制理论提供了构建控制策略的方法。
一般来说，最优控制问题可以转化为一个最优化问题。
通过优化方法，可以找到使性能指标最优化的控制策略。
4. 解决最优化问题最优控制理论使用多种方法来解决最优化问题，如动态规划、极大极小值原理和变分法等。
这些方法可以帮助找到最优控制策略，以满足给定的约束条件。
第二部分：最优控制理论在机械系统中的应用机械系统是最优控制理论应用的一个重要领域。
通过采用最优控制策略，可以优化机械系统的运动性能、能耗和使用寿命。
以下是两个机械系统中最优控制理论的应用案例。
1. 机器人路径规划对于一个机器人系统，路径规划是一个重要的控制问题。
最优控制理论可以帮助机器人选择最佳路径，以使其运动效率最大化。
通过优化路径，机器人可以避免障碍物、减少能耗，并确保任务的顺利完成。
2. 飞行器姿态控制在飞行器系统中，姿态控制是确保飞行器稳定飞行的关键控制问题。
最优控制理论可以帮助调整飞行器的姿态，使其保持稳定，并在不同飞行条件下优化能耗。
通过实施最优控制策略，飞行器可以提高飞行精度和安全性。
飞轮储能的优缺点
飞轮储能的优缺点飞轮储能的优缺点飞轮储能介绍飞轮储能思想早在一百年前就有人提出，但是由于当时技术条件的制约，在很长时间内都没有突破。
直到20世纪60~70年代，才由美国宇航局（NASA）Glenn研究中心开始把飞轮作为蓄能电池应用在卫星上。
到了90年代后，由于在以下3个方面取得了突破，给飞轮储能技术带来了更大的发展空间。
（1）高强度碳素纤维复合材料（抗拉强度高达8．27GPa）的出现，大大增加了单位质量中的动能储量。
（2）磁悬浮技术和高温超导技术的研究进展迅速，利用磁悬浮和真空技术，使飞轮转子的摩擦损耗和风损耗都降到了最低限度。
（3）电力电子技术的新进展，如电动／发电机及电力转换技术的突破，为飞轮储存的动能与电能之间的交换提供了先进的手段。
储能飞轮是种高科技机电一体化产品，它在航空航天（卫星储能电池，综合动力和姿态控制）、军事（大功率电磁炮）、电力（电力调峰）、通信（UPS）、汽车工业（电动汽车）等领域有广阔的应用前景。
飞轮储能的工作原理飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置，突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。
通过电动／发电互逆式双向电机，电能与高速运转飞轮的机械动能之间的相互转换与储存，并通过调频、整流、恒压与不同类型的负载接口。
在储能时，电能通过电力转换器变换后驱动电机运行，电机带动飞轮加速转动，飞轮以动能的形式把能量储存起来，完成电能到机械能转换的储存能量过程，能量储存在高速旋转的飞轮体中；之后，电机维持一个恒定的转速，直到接收到一个能量释放的控制信号；释能时，高速旋转的飞轮拖动电机发电，经电力转换器输出适用于负载的电流与电压，完成机械能到电能转换的释放能量过程。
整个飞轮储能系统实现了电能的输入、储存和输出过程。
飞轮储能的优缺点飞轮储能就是在需要能量时，飞轮减速运行，将存储的能量释放出来。
飞轮储能其中的单项技术国内基本都有了（但和国外差距在10年以上），难点在于根据不。
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第12卷 第5期2004年10月 光学精密工程 Optics and Precision EngineeringVol.12 No.5 Oct.2004 收稿日期:2004207222;修订日期:2004208218. 基金项目:国家863计划(No.2002AA715061)和中国科学院预研项目资助(No.42201030108)文章编号 10042924X (2004)0520504206单轴储能及姿态控制一体化系统研究贾宏光,赵华兵,白 越,韩邦成,李正刚,宣明,吴一辉(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林长春130033)摘要:给出了一种应用于卫星的单轴能量存储及姿态控制一体化系统。
在同一轴上安装两个反向旋转的飞轮,通过预定的算法,控制两个飞轮的角加速度,可以在日阳期、日阴期及其过渡过程分别实现能量的储存和释放,并且在这些过程中保持卫星的姿态不变或按要求实现姿态机动。
根据实验对系统进行了适当的简化,推导出了其数学模型,给出了相应的控制算法,并进行了在储、放能的同时实现姿态控制过程的试验。
初步试验表明,在储能过程中,轴系控制精度优于3°;在放能过程中,轴系控制精度优于1.2′,换算到百公斤量级卫星的姿态角波动量分别为3.6′和1.5″。
结果表明:在消除一些不对称因素(如两个电机结构差异)后,此方法在卫星或其它空间飞行器中同时完成能量交换和姿态控制是可行的。
关 键 词:卫星姿态控制;能量交换;双工能飞轮;一体化系统;实验研究中图分类号:O231 文献标识码:ASingle axis double flywheelsintegrated pow er and attitude cortrol systemJ IA Hong 2guang ,ZHAO Hua 2bing ,BA I Yue ,HAN Bang 2cheng ,L I Zheng 2gang ,XUAN Ming ,WU Y i 2hui(S tate Key L ab of A pplied O ptics ,Changchun Instit ute of O ptics ,Fi ne Mechanics and Physics ,Chi nese A cadem y of Sciences ,Changchun 130033,Chi na )Abstract :A single axis double flywheels integrated power and attitude control system (IPACS ),including its working principle and configuration ,are given to simulate the charge ,discharge and attitude control process during the full sun ,eclipse and their interim.Based on the experiment ,the system models during the energy storage and release are obtained and their corresponding control arithmetic is given.Experiments show that the system can be used to store and release energy while adjusting the attitude of the platform ,as well as of the satellite.The angle of the platform can be controlled to stabilize within 3°and 1.2′,respec 2tively.To the satellite in which the flywheels can be used ,the attitude affection should be less than 3.6′and 1.5″,respectively.After eliminating unbalance affections ,such as the difference from motors ,the scheme using flywheels to perform the energy storage and attitude control in the satellite is efficiency K ey w ords :satellite attitude control ;energy convert ;double flywheels in single axis ;IPACS experiment1 引 言 与当前卫星上应用的蓄电池和姿态控制飞轮相比,以飞轮来同时完成姿态控制和能量存储(I2 PACS)的优势在于:具有储能与调姿双功能,可较大幅度地减轻卫星的总质量;可高速充放电并获得高的峰值功率;等效充放电次数大大增加;放电深度增大;系统运行温度范围宽,不排放有毒物质等[122]。
80年代末期,随着高强度复合材料的发展,飞轮储能的前景日益广阔,美国、加拿大等国的许多科研机构和公司开始投入力量进行此方面的研究工作。
在单元技术方面,加拿大能量系统公司设计的飞轮转速40,000245,000rpm,使用寿命100,000次[3];美国ORNL实验室设计的先进复合材料飞轮转速38,900rpm[4];NASA于1998年3月验证了有关空间飞轮的全新概念,用的是AFS研制的飞轮,其转速为55,000rpm,储能密度44Wh/Kg[5]。
从2002年NASA的有关研究报告可看出,G lenn研究中心于近期开展了较多的集成化飞轮储能和姿态控制方面的研究,但仍处于技术验证阶段。
相对于单元技术,到目前为止在总体结构方面还没有建立起真正的实验系统。
从理论上来说,为实现在姿态控制的同时完成能量的存储、释放,IPACS系统至少要比传统的飞轮姿态控制系统多出一个轮子。
飞轮之间可以采用3个轮子正交、一个飞轮斜装的排布方式,此时斜装飞轮转动惯量要比其他3个飞轮大;也可以采用双V形安装形式,将结构完全相同的4个飞轮按同正四面体各个面相垂直的方向安装;另外一种简单直接的方案是将6个飞轮分别两两成对地安装在三个正交轴上,这样,不但可以完成储能及姿态控制,而且还有一定的备份[627]。
本文将单轴为例,对此方案结构、工作过程、试验系统建立及控制方法等方面进行研究。
2 工作原理 当在3个正交轴上对称排布6个飞轮时,每个轴上安排2个旋转方向相反的、可单独控制的飞轮。
此时3个正交轴上的结构是相同的,通过控制2个飞轮的转速,可以在实现姿态控制的基础上,同时完成储能、放能。
在此以一个轴为例,说明其具体的工作过程。
如图1所示,设2个飞轮转动惯量相同,皆为I,转动反向相反,转速分别为ω1和ω2,此时飞轮具有角动量分别为H1和H2。
在此,定义向上的方向为正。
在飞行器整个运行期间内,按能量的流动方向,可以将其工作分为3个阶段,现分别叙述如下:图1 单轴双飞轮结构示意图Fig.1 In one axis two flywheels are agreement in order to achieve attitude adjustment and energy storage(1)日阳期,飞轮系统从太阳能电池获得能量。
在日阳期,太阳能电池产生的电能一方面供给卫星上其他部分,另一方面通过电机使飞轮的加速,将电能转化成机械能。
此时,如果2个飞轮的角加速度相同,加速力矩也相等,那么两个电机对飞行器产生的反作用力矩也相同,上、下飞轮的角动量变化ΔH1和ΔH2大小相等、方向相反,对飞行器的姿态不产生影响;如果2个飞轮的角加速度不同,ΔH1和ΔH2方向相反,大小不相等,飞轮系统整体角动量变化ΔH不为零,飞行器获得相同大小的角动量变化,进而改变姿态。
不论角加速度是否相同,都可以通过适当的算法保持能量存储的速率相同。
(2)日阴期,飞轮系统向卫星的其他系统提供能量。
在日阴期,太阳能电池不产生能量,通过控制飞轮转速的降低,将飞轮的机械能转化成电能,供505第5期 贾宏光,等:单轴储能及姿态控制一体化系统研究给飞行器上其他部分使用。
同日阳期相似,如果2个飞轮下降的角加速度相同,那么对卫星的姿态没有影响;如果不同,则产生净的力矩输出,影响卫星的姿态。
(3)日阳期,当飞轮达到储能转速设计上限时。
飞轮达到最高储能设计转速上限时,太阳能电池停止向飞轮供电。
此时如果没有调姿要求,飞轮转速保持不变。
当有调姿要求时,则可根据需要控制其中的一个飞轮(比如上飞轮)的角加速度为正,另外一个(下飞轮)为负。
能量由角加速度为负的飞轮传递给另外一个飞轮。
由于本来2个飞轮旋转方向相反,角动量H1和H2的方向也相反,上飞轮正的角加速度使得其角动量H1的变化ΔH1为正,下飞轮负的角加速度使得其角动量H2的变化ΔH2也为正,这样总的角动量变化ΔH=ΔH1+ΔH2为正。
与之对应,飞行器获得相同的角动量变化,姿态也产生变化。
3 实验系统结构3.1 实验转台结构为验证这种单轴双飞轮系统技术可行性,我们搭建了实验系统。
整个系统安装于一个圆盘上,圆盘由一个单轴气浮转台支撑,以保证旋转方向没有摩擦阻力矩。
安装支架固定在圆盘上,上、下两个飞轮和驱动电机在同一轴线方向安装在支架上,外面加盖真空罩。
系统工作之前抽真空,以确保系统工作在接近真实的空间环境中。
电机额定输出功率150W,空转最高转速15000rpm。
飞轮的轮毂和轮缘分别为炭纤维和钛合金,通过仿真确定其结构尺寸。
这种复合结构能够充分利用材料的特性,使整个飞轮的比能量密度达到最高。
工作时旋转部分相对于气浮转台固定部分的旋转角度由一个14位的角位移编码器测出。
3.2 控制部分结构如图2所示,控制部分由充电控制器、放电控制器、计算机组成。
根据充、放电的要求,以转台角度和飞轮转速为反馈量,计算机通过分别控制充电、放电控制器的充、放电开关和相应的转速控制电压,在实现充、放电的同时根据需要调节转台的角度。
充电控制器采用脉宽调制方式,通过电压控制电机转速。
放电控制器如图3所示,当放电开关接通后,电机绕组中的电流由三相整流桥整流、滤波后,为其它负载供电(在此为电阻),放电电流比例由放电控制电压控制。
通过图3所示的差动控制方式,无论上、下飞轮放电电流大小的比例如何,都可以保证上、下飞轮放电电流的和不变,进而保证负载供电电流的稳定性。