基于自适应PI控制器的直流微电网电压控制策略研究

针对传统控制方法无法解决电压波动水平和电网电流总谐波失真(THD)之间存在的相互制衡问题,提出一种基于自适应比例积分(PI)控制器的直流母线电压控制策略。该策略是以能同时降低电压波动水平和电网电流总谐波含量为控制目标,通过使用电流控制回路的动态简化模型来分析执行。所提自适应PI控制器的比例和积分增益具备自调节能力,在确保快速响应的同时,能降低电压波动水平和电网电流THD。试验表明,相对于传统控制策略,所提控制策略使母线电压具备更强的抗扰动能力,且在稳态期间有较低的电网电流THD。

船舶焊接末端受电抖振及其电频细化

针对船舶焊接领域中钢板焊接不可避免地会产生焊接残余应力的问题,通过分析焊接机器人焊枪末端受到的电抖振及其扰动等影响揭示其响应规律。通过搭建焊接模型阐明焊接过程动力学特性,研究不同特性电弧力对焊枪运动稳定性的影响,探索末端焊枪作业稳定性与焊接区电弧力和电源频率等参量之间的响应关系,并对多组不同驱动电频下的焊接运动进行动力学仿真,得到电频变化与电弧力的对应规律。研究结果表明:焊接电源频率的有效细化有利于保证末端焊枪焊接运动过程的平稳性;最优焊接电源频率在10Hz邻域时焊枪末端动态振动最小;通过控制电源频率大小能明显抑制焊枪振动,在一定程度上减小残余应力,有利于提高船舶焊接表面的质量。

基于对偶原理的IGBT并联均流缓冲电路研究

多个绝缘栅双极型晶体管(insulategatebipolar transistor,IGBT)并联是大功率电力电子应用领域提高设备电流等级的一条重要途径,而实现IGBT之间的并联均流则是保证其安全稳定运行的关键。文章在对IGBT串联均压缓冲机理研究的基础上,从在IGBT两端并联电容可降低电压变化率的原理出发,推断出可通过串联电感来抑制IGBT电流的变化,进而应用对偶原理构建出一类基于串联电感的并联均流缓冲电路及其改进型拓扑。结合模态图从理论上分析新型缓冲电路工作原理,发现所提出IGBT并联均流缓冲电路具备结构简单、易于实现的优点,还兼具静态和动态均流效果。仿真和实验表明所提出方法可以有效抑制过电流,降低电流不均衡度。

一种有源无源复合干扰方法研究

新体制下的雷达导引头具备较强的抗箔条干扰能力,传统的箔条冲淡、质心干扰作战效能已适应不了现代战场的需要。该研究立足于有源和无源对抗雷达末制导导引头的干扰机理,分析了有源诱骗、箔条遮蔽和质心效应对导引头的影响,提出了一种有源无源复合干扰对抗雷达导引头的新方法,并通过仿真数据给出效能评估,其作战模型可直接应用于现役舰载无源干扰装备干扰决策和靶场对抗环境构设,为各类舰艇有源无源协同干扰研究奠定良好基础。

新型烟草切丝机磨刀系统分析与稳定性研究

在分析新型烟草切丝工艺及传统切丝机结构特点的基础上,设计一种新型带磨刀系统的切丝机,建立新型切丝机的三维模型,进行磨刀工况的动力学仿真分析,模拟砂轮与切丝辊在不同接触角度下受碰撞力影响的动态特性;根据砂轮质心的线性加速度运动曲线,分析不同受力角度对磨刀系统运行稳定性的影响规律,为调节磨刀角度提供理论参考。

固定螺栓松动机理研究

某装置在工作过程中,固定螺栓出现了螺栓滑移、松动以及定位销断裂破坏的现象,通过查看故障螺栓断口截面,初步判定螺栓发生故障原因是由于反复冲击造成。从螺栓预紧力、交变载荷情况和横向载荷因素3个方面进行探索,采用理论分析、动力学仿真和有限元仿真相结合的方法找到了导致螺栓松动的主要原因,明确了螺栓松动的机理并据此提出了合理的螺栓布局改进方案。研究结果表明,交变载荷因素和横向载荷因素是导致螺栓松动的主要因素,改进后模型在交变载荷作用下的最大应力值从694 MPa降低至404 MPa,转动角度从2.1°降低至0.28°,且螺栓在横向载荷作用下的螺母转动角度和残余预紧力都小于螺栓松动标准中的值,有效解决了螺栓松动的问题,验证了螺栓松动机理研究方法的可行性,对结构的设计和改进具有重要意义。

基于免疫遗传算法的无人艇任务分配研究

任务分配是无人艇自主协同控制研究的关键技术,为高效求解这一高维多目标优化问题,改进遗传算法容易陷入“早熟”的缺陷,提出了基于免疫遗传算法(Immune Genetic Algorithm,IGA)的无人艇任务分配方法。首先基于目标价值毁伤、无人艇损耗、任务消耗时间等影响因素建立了无人艇任务分配模型,然后应用免疫遗传算法进行求解,最后通过与遗传算法对比可知该算法能够快速收敛到全局最优解,基于免疫遗传算法的无人艇任务分配方法能够有效地提高寻优速度和分配效果。

海洋工程磁场探测传感技术研究进展

本文研究海洋工程磁场探测传感技术的发展现状,从磁场探测方法与磁场传感技术两个方面入手进行研究,分析发展规律与现状,提出未来的发展趋势。

深海AUV有动力螺旋下潜技术及试验研究

针对深海无人自主水下航行器(AUV)大深度下潜过程中位置姿态可控性差问题,开展了有动力螺旋下潜技术研究及试验验证。考虑AUV总体方案设计需求,建立了包括舱体系统、动力系统、通信系统、导航系统、探测系统、控制系统和保障系统等多学科的AUV样机,通过湖上试验验证功能、流程的可靠性,针对湖、海水密度的差异、AUV浮力变化、海流以及水下不可预见的风险,制定应急策略,并在海上进行大深度螺旋下潜试验,实现了AUV下潜过程中位置姿态高精度控制。

导爆管起爆电路设计与验证技术研究

为了可靠稳定的精确延时起爆多路导爆管,论文首先对该类爆炸器材进行了爆炸机理梳理分析,并基于起爆电气参数要求、采用Cadence软件完成了起爆控制电路原理图设计,随后进行了起爆电路PCB文件绘制、加工了起爆性能测试电路板,最后根据起爆电路实物样机开展了四路导爆管起爆效果验证实验及数据分析。实验结果表明,四路导爆管均按照设定时序成功起爆,该电路设计满足性能要求,能可靠稳定的精确延时起爆导爆管,对多路导爆管精确智能起爆控制设备的研制开发具有积极的参考意义。

某扭杆式平衡机设计与有限元分析

扭杆式平衡机的扭杆材料选择、刚度、强度以及疲劳寿命研究是平衡机设计的重点。设计了一扭杆式平衡机,建立了平衡机的平衡工作数学模型,基于ANSYS软件仿真计算,获取扭杆强度和刚度,并计算扭杆疲劳寿命。计算结果表明扭杆式平衡机满足设计要求。该方法可用于大仰角火箭发射装置的设计工作。

北极海冰融池垂向温度剖面观测系统研发与应用

【目的】北极海冰融池演化包括水平方向的形态变化与垂直方向的结构演化,目前缺乏海冰融池内部垂向结构的观测设备,针对北极海冰融池观测存在的问题,设计了北极海冰融池垂向温度剖面自动观测系统。【方法】该系统由观测模块、供电模块、数采模块、数传模块以及辅助模块组成,可量化海冰、积雪、融池内部的热传导通量,估算融池内部融水的热库效应,还可以反演融池深度与海冰厚度的连续变化,量化融池水分配情况,与融池表面形态演化观测结果互相补充。【结果】系统实现大气、积雪、海冰、融池以及海洋连续自动观测,为海冰融池模式结果验证提供现场数据,提升我国对北极海冰快速变化的观测能力,具有重要的工程应用价值。

一种深水大功率电源承压舱的研制

针对深水电磁发射大功率电源的特殊需求,设计了一种为电源、电子器件等设备提供安装空间的水密承压舱。对该承压舱的结构特点、密封形式和散热方式进行了研究。使用Pro/E软件建立了承压舱的三维模型,应用集成于Pro/E内的ANSYS Workbench软件对承压舱壳体强度、刚度和稳定性进行有限元分析,并对实物样机进行压力釜模拟外水压和全系统温升试验。结果表明:该承压舱能够承受的外水压不少于1000 m,电源模块最高温度稳定在90℃以内,结构、密封和散热设计合理可行,满足使用要求。本分析设计方法及验证结果为后续类似及更大水深耐压壳体的研制提供了参考。

AUV在反水雷作战中的应用与展望

随着海上无人智能作战平台水平的快速发展,将自主水下航行器(AUV)与反水雷技术相结合已成为该作战领域的重要发展方向。本文针对航行器关键技术开展全面研究,深入挖掘其在反水雷任务规划及作业流程中的应用手段,并结合新型智能水雷性能特征充分考虑未来对抗模式及发展方向,以期为我海军作战体系能力建设提供支撑和保障。

结合平滑时窗-最小二乘法的光泵磁力仪快速高精度频率测量方法

为了提高光泵磁力仪频率测量的精度和速度,提出了一种结合平滑时窗-最小二乘法的光泵磁力仪快速高精度频率测量方法。首先,根据光泵磁力仪频率信号的特点,分析了该方法的测量原理和实现方法。然后,推导了频率测量的公式,分析了影响频率测量精度的因素。最后,设计频率测量实验和室外磁场测量实验对提出的方法进行验证。实验结果证明,该方法明显优于多周期同步测频法,在80~350 kHz频率段内均方差均小于2.2×10^(-3)Hz,在磁场测量实验中,采样频率为200 Hz时,噪声功率谱密度为0.001 nT√Hz@1Hz。

基于相似准则的同功率海流机及风力机叶轮设计与试验

为降低海流机的测试成本并缩短测试周期,研究海流机与风力机设计与测试的关联性。依据相似准则,采用风力机叶片设计方法分别设计300 W海流机变弦长叶轮和等弦长叶轮。由雷诺数相等得出水流与空气的额定流速比为1∶10,由叶尖速比相同得出叶轮额定转速。分别采用车载试验与水槽试验对两种机组的功率输出进行测试。等弦长叶轮型机组达到额定功率时的风速8.31 m/s,水流速度0.90 m/s,流速比接近1∶10。在车载和水槽试验中,两种机组的雷诺数均在同一数量级,叶尖速比的比值均略大于1。结果表明两种机组都达到了设计要求,所以用此方法设计海流机是可行的。

NAND Flash协处理系统弹载记录仪

针对弹载存储系统在复杂测试环境中存储速度和可靠性受限的问题,提出基于协处理系统配合同步NAND Flash以提高存储速度和存储系统可靠性的小型弹载记录仪。该记录仪采用协处理系统与主控制系统协同工作的方式,主控制系统完成数据采存和上位机互联,协处理系统完成对Flash的操作与控制。通过分析传统弹载记录仪的优化方向,在协处理系统中加入了三种技术:以整合好块地址为基础的坏块管理策略,以可控起始地址为基础的数据读取方式和以Flash存储阵列为基础的“边擦边写”的二级流水操作。改善了传统弹载记录仪中坏块管理降低存储速度及系统触发条件判断不稳定导致数据丢失等问题。仿真与实弹测试结果表明,基于NAND Flash协处理系统的弹载记录仪实现了以6.4 GHz的采样率对8通道的模拟信号进行采集,可应用于高过载试验中弹道相关参数在较高数据传输速率情况下的可靠性采集与存储。

基于迭代反演的非磁性材料复介电常数测量及初值选取方法

复介电常数是反映材料宏观电磁性质的重要参数,电磁领域相关材料和器件的选取、设计及应用都必须基于材料在工作频段的电磁参数.数值迭代法是反演计算材料复介电常数的重要方法,但一直存在难以准确给出迭代初始值的问题.本文基于吸波材料介电常数与反射率的关系,提出了一种迭代法反演吸波材料介电常数的初值选取方法,以此为基础构建了一种利用反射参数反演计算单层吸波材料、多层材料中唯一未知层材料复介电常数的方法,并通过实例测试验证了方法的有效性.

基于西门子S7200和WINCC电加热烘箱的温控系统

对固体浮力材料的粘接固化成型进行了研究,开发了一套基于西门子S7-200、SMART 700触摸屏、数显仪CH6和DTU无线通信模块的程序,并采用分段式温度控制以及远程访问监控。通过对每段温控曲线采用死区控制,减少系统的超调量,使系统能够精准的完成目标温度值的控制输出,加热装置能对PLC指令及时响应,有效提升温度曲线的稳定性,系统还设计多套保护系统,确保温控系统的可靠性,保证固体浮力材料固化成型的吸水率、密度以及耐压强度。

JLU-FG03A型井下磁通门磁力仪性能标定方法

针对JLU-FG03A型井下磁通门磁力仪在井下高压潮湿环境下地磁场观测的应用需求,为磁力仪设计了实验室标定以及井下在线标定方法。给出了实验测试系统的搭建和相关的测试方法,利用实验室标定方法分别测试了磁力仪量程、带宽、噪声以及灵敏度温漂,使用井下在线标定方法测试了在井中工作的磁力仪数据的可靠性以及噪声水平。实验室标定结果表明,仪器量程为±100000 nT,带宽为DC-10 Hz,RMS(Root Mean Square)噪声低于0.01 nT(DC-0.3 Hz),开启自适应反馈功能后温漂为23.39 ppm,以上指标满足井下地磁观测的应用需求。井下在线标定实验表明,仪器在井下工作状态正常。噪声测量结果表明,井下磁环境良好,有利于磁力仪发挥出最佳性能。