铝二次电池用RGO-S电极材料制备与性能研究

以氧化石墨烯与硫代硫酸钠为原料,通过一步水热法,制备还原氧化石墨烯-硫(RGO-S)电极,通过XRD、XPS、SEM、TEM、恒流充放电测试等手段对电极进行分析。结果如下:在RGO-S中硫元素主要为单质,单质硫与还原氧化石墨烯之间主要是以物理吸附的方式结合,主要以S2p3形态存在,小部分以S2p1形态存在。硫元素含量越高,初次充放电容量越高,循环性能越差。硫碳质量比为3:7的RGO-S复合材料具有最优性能,经过120次的充放电循环后放电容量回复到92%左右,在高倍率电流密度下放电容量保持在58.83mAh/g。

深海无线传能技术的发展与展望

深海无线传能技术具有安全、可靠、隐蔽、灵活等特点,可以大大提升水下无人装备的续航能力,支撑其连续、隐蔽作业。本文综述了水下无线传能技术的发展现状,分析了复杂海洋环境对无线传能传输效率、稳定性、低噪声、电磁兼容性、境耐压防腐的影响,综合判断水下无线传能的发展趋势,提炼出水下无线传能的关键技术方向,以期水下无线传能技术为我国海洋装备的发展奠定基础。

ROV水下电源设计及仿真

ROV水下电源是制约ROV发展的关键部件。本文从水下电源的组成、功能、方案、结构等方面系统介绍了ROV电源的设计过程,选用了中频变压+12脉波不控整流的主拓扑方案,并通过仿真验证了其可行性。结构布局上首次提出了充油耐压电源舱+电源控制干舱的形式。本设计方案将为ROV水下电源的发展提供有力的支撑。

新型双定子双凸极可变磁通记忆电机设计与性能比较

结合双凸极结构、双定子和混合永磁体的特点,提出了三种新型双定子双凸极可变磁通记忆电机(DS-DSVFMM)。通过采用高矫顽力和低矫顽力两组永磁体,实现了电机的高转矩密度和在线调磁功能。为了充分利用电机的内部空间,高矫顽力和低矫顽力永磁体以及调磁绕组都被放置在内定子中。建立该电机的简化等效磁路模型,并分析其磁通调节原理和特性;对三种不同结构DS-DSVFMM的调磁能力、负载转矩和抗退磁性能进行了研究和比较。对T形DS-DSVFMM进行加工和测试,并通过实验验证了该电机结构及其有限元分析的正确性。

混合动力船舶双向充电装置高性能控制策略

充电装置作为混合动力船舶最重要的组成之一,保证了系统主交流电网与主电池之间的能量转换。因此,研究其控制策略以及充电效率等问题对今后混合动力船舶的发展具有重要的指导意义。基于此,本文首先针对混合动力船舶充电装置的电路拓扑进行了分析。其次,重点对系统中不同工作模式的控制策略进行了研究,在充电和馈网模式下,提出了一种基于三相PWM整流器的预测直接功率控制的新型整体控制策略,对传统的控制策略进行了改进,简化充电/馈网模式的控制策略并提高了充放电效率和集成度。最后通过Simulink软件的仿真平台以及样机实验平台,仿真和实验分析验证了所提出控制策略的有效性和准确性。

基于超级电容的水下平台混合能源系统研究

针对燃料电池发电系统输出特性偏软,动态响应慢以及负载具有随机性、间歇性、波动性等问题,在水下平台混合动力系统中加入了超级电容。采用双向DC/DC变换器作为超级电容充放电主拓扑,设计了基于PI控制器的双闭环控制,实现了母线和超级电容之间能量的双向流动。运用PSIM软件对超级电容正常工作放电和充电2种工况进行仿真。仿真结果表明:通过双向DC/DC变换器可在系统重载时将超级电容存储的电能释放出来,在系统轻载、减速或制动等工况下降回馈再生电能存储至超级电容中,整个过程可以使大功率负载安全地接入系统,减小母线电压振荡,提高能量利用率。

基于PLC的绝缘监视仪控制程序设计

本德尔公司推出的iso685系列绝缘监视仪,可快速精确稳定的实现电力系统绝缘监测及故障定位。本文针对iso685系列绝缘监视仪,设计一种基于PLC的绝缘监视仪控制程序及运行于远程电脑的上位机监控程序,实现绝缘监视仪的远程监测及设备激活、停用、复位,响应值修改等功能。通过试验调试,基于PLC的控制程序及上位机监控程序能够对绝缘监视仪进行实时监测与控制,满足电力系统绝缘监测及故障定位需要。

水下平台中继供电变换技术研究

本文研究了水下平台有缆中继供电模式下的电能变换技术,水面平台交流电能经脐带缆传输至水下平台,通过本文提出的二极管不控整流+四路交错Buck拓扑将波动交流电变换为稳定直流电供给负载,大大提升了水下平台的续航能力和作业效率。分析了该电路的运行原理,最后搭建了一台功率80 kW的电路仿真模型,并在100%负载、50%负载和25%负载工况下进行了仿真,结果显示在各工况下有能效减少纹波,多路交错并联Buck变换器各功率器件应力小,电感设计简单,热设计良好,在大功率应用场合优势非常明显。

水下运载平台液体管路损失计算软件设计与实现

针对传统计算方法不仅对设计人员要求较高,而且计算效率低、耗费时间长、容易出错等问题,提出以某型水下运载平台的循环水系统为对象,以VisualStudio2015软件作为集成开发工具,采用C#语言,实现了水下运载平台循环水系统的管路损失计算,并对设计的软件进行了系统操作和功能测试。结果表明,该软件不但操作简单,具有较好的实用性,良好的人机交互界面,而且有效地解决了传统计算方法的效率低、耗时长、容易出错等问题,其对系统设计人员提高工作效率起到重要的支撑作用。

基于PLC的ABB断路器控制程序设计

第二代舰船综合电力系统输配电分系统采用中压直流供电方式,是舰船动力系统发展的趋势。而直流主网短路时,短路电流上升速度快,短路电流大,因此要求直流主网断路器有较强的分断能力。针对现有的支持中压直流、四遥功能的ABB断路器,本文设计基于PLC的断路器控制程序,实现断路器的实时监测、通断控制及整定值/延时时间的自动修改。通过试验调试,基于博途软件搭建的上位机监控界面实现了断路器的实时监测与控制,满足综合电力系统控制需要。

船舶能量优化管理策略研究

能量管理系统对提高船舶电力系统运行安全性、可靠性、经济性起着至关重要的作用。从船舶电力系统、能量管理系统架构出发,系统研究了机组调度控制、大功率负载启动电流限制、程序加载、故障保护、重载问询启动以及功率调节分配及转移六个能量优化管理策略。

多机电力系统的分散变结构励磁控制

设计了针对一类具有非匹配不确定性的非线性大系统的分散变结构控制器,将反演控制理论、块控原理和变结构控制理论相结合,处理系统中的非匹配不确定性,有效改善系统的动态性能。将所研究的分散变结构控制方法,应用于多机电力系统的励磁控制中,使含有不确定参数的非线性系统在外扰动的情况下具有很好的鲁棒镇定性。给出了控制器设计过程。对两区域四机系统进行仿真,结果表明,所设计的分散变结构励磁控制器能够使系统受到扰动后快速稳定,兼顾提高稳定性和增强系统鲁棒性的优点。

专家控制技术在船舶机舱监测报警系统中的应用研究

为提高船舶自动化程度,实现无人机舱,将专家控制技术应用到机舱监测报警系统中;详细阐述了专家控制系统的结构、原理,从受控对象、专家控制器、规则库、推理机四方面介绍了建模过程;并结合结构功能、知识表示、传感数据预处理完成了智能机舱监测报警系统的建立;最后通过大连海事大学开发的DMS-2015轮机模拟器对专家控制型机舱监测报警系统进行了验证,结果表明,该系统的应用,使机舱故障报警更加精确,故障排除更加方便,大大降低了轮机员工作值班的疲劳强度,而且为船舶机舱监测报警提供了一个新思路。

基于Unity 3D的船舶压缩空气系统的虚拟设计

针对目前船舶空气压缩仿真训练系统大多采用半物理仿真与二维软件界面仿真相结合方式训练效果不佳的问题,将虚拟现实技术引入到船舶压缩空气系统的仿真设计;设计一套基于Unity 3D的船舶压缩空气系统,实现虚拟仿真程序和三维虚拟场景的实时交互,生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉的感官世界,加强培训人员的沉浸感,从而获得一种置身于真实环境中的感受;系统可供学员无限制反复训练,节省系统的维护费用,规避实物操作设备中可能出现的各种风险,提高训练效果。

相对主元分析在船舶机舱监控系统的应用

目前船员对于船舶状况、航行状态等的判断主要还是依靠经验,难免会出现不恰当的决策,造成不必要的人力、财力的损失;针对这一问题提出并开发了一套融入相对主元分析船舶机舱监控系统;该系统除了具有常规机舱监控系统功能外,还能实现故障监测功能;协助管理人员进行系统故障的分析,从而更好地保证船舶航行的安全与效率,减少人为误操作带来的事故问题;增强了船舶监控系统的功能,大大提高了人员的工作效率减轻了人员的劳动强度;其设计满足船级社的定期无人机舱值守操作,为机舱监控系统的设计提供了一种新的思路。

船舶智能空间技术研究

以普适计算中智能空间技术应用为背景,分析了智能空间的特征和发展概况,结合船舶物理空间特性提出了船舶智能空间的概念,给出了船舶智能空间的网络架构并对其进行了分析.对船舶智能空间关键技术进行了研究,提出运用LADP方式设置用户访问权限,通过加密和Hash算法建立远程通信安全机制,设置了虚拟场景解读船舶智能空间服务,提出将设备功能抽象为Web服务完成异构网络整合.从大数据时代背景下对智能船舶的定义看,船舶智能空间概念的提出具有前瞻性和合理性,对预测船舶未来发展有一定的参考价值和借鉴意义.

全任务轮机模拟器的应用与发展

全任务轮机模拟器由二维仿真训练系统、虚拟机舱实操系统、半实物轮机模拟系统组成,并且与WPF技术、虚拟现实技术、工业以太网技术、嵌入式仿真技术密切相关。结合DMS-2015型VLCC轮机模拟器研究工作,其先进、一致、实用、准确、通用、协作、简单的建设目标,使其由简单的操作级应用扩展到管理级及工程论证级应用。

“Triton”系列载人潜水器型谱分析及设计思想

载人潜水器的谱系化建设是完善我国海洋探测与研究装备建设的重要工作内容。本文对美国Triton Sub公司的载人潜水器型谱进行梳理,介绍其主要潜水器型号,在此基础上对该公司设计团队的设计思想、潜水器的设计型谱进行简要分析,为相关研究机构和科研团队提供技术参考。

基于WPF的电能质量检测系统上位机软件设计

电能质量直接影响着电力系统能否安全运行,为了能及时可靠地检测电能质量,采用全新的Windows Presentation Foundation(WPF)技术,设计了一款电能质量检测系统上位机软件。从工业控制上位机软件的特点出发,实现了上位机与下位机的串口通信,绘制了实时数据波形图及谐波波形图,完成了检测数据的清晰显示。该系统人机界面美观,操作方便,数据存储量大,功能完善。

基于Matlab/Simulink船舶电力系统建模与仿真

为了提高船舶电力系统的可靠性和稳定性,保证船舶在各种状态下实现功率的最优化配置,利用模块化的建模方法,建立了柴油机及调速分系统模型、发电机及励磁分系统模型、同步发电机并车控制模块模型、发电机组控制模型。在Matlab/Simulink仿真环境中对船舶电力系统的典型运行工况、常见故障工况以及并车操作进行了仿真研究。仿真结果表明,所建立模型能比较准确地反映船舶电力系统实际运行的情况,同时可以避免在实船上进行工况试验和故障测试的高成本、高危险。其数据结果对船舶电力系统的设计、调试及控制方法的研究具有重要参考意义。