货运索道自动化路径选择及结构设计研究

为实现输电线路货运索道自动化设计技术,依托GIS(Geographic Information System)平台,结合三维地理信息数据,提出可自动适应地形的货运索道中间支架自动选取方法,并根据架设经济成本获得了索道路径的选取方案。提出索道结构设计计算方法,考虑了承载索与牵引索、承载索与载荷等多重耦合作用,建立了完整、全面的索道理论分析模型,实现了货运索道系统的耦合分析计算。分别对横梁、支腿、鞍座、运行小车、转向滑车等索道标准化部件进行结构受力分析,结合索道结构设计计算方法提出了部件选型方法,实现了索道部件三维场景可视化展示并形成索道设计施工方案。针对实际工程完成了货运索道的路径自动选取及结构设计,各项数据满足使用需求。文章提出的方法可提高货运索道设计分析效率,减少技术人员现场勘查工作量。

山区公路与货运索道联合路径规划方法

输电线路施工物料运输路径规划是地形复杂地区输电线路架设的基础工作,该路径一般由公路运输路径和索道运输路径组成。基于数字高程模型和Dijkstra算法提出了一种索道-公路联合物料运输路径规划算法。通过基于抛物线的空载索道运输路径快速搜索方法,实现了基于悬链线的负载索道运输路径优化,在此基础上采用Dijkstra算法实现最佳公路运输路径搜索,从而实现公路运输和索道运输路径的协同规划。将该算法应用到某待建特高压输电线路铁塔的物料运输路径规划工程问题中,验证表明该索道-公路联合路径规划有效缩短了输电线路物料运输路径设计周期,提高了施工物料运输的效率。

输电线路货运路径规划算法

线路施工常通过索道和公路进行货物运输,规划货运路径是工程人员长期面临的一大挑战,因此进行了相关路径搜索算法研究。首先提出上下料点选取方法和干涉点搜索法实现索道路径的规划;再结合货物运动轨迹对索道支架进行优化,实现索道运输路径的程序化搜索与优化;在此基础上,结合基于A^(*)算法的公路运输路径搜索研究,提出了一种能够自动化协同规划公路运输和索道运输路径的方法。与人工方法相比,该方法能够大幅降低物料运输路径规划的时间消耗,显著减小相关人员户外勘测等工作强度,有效响应现代化线路施工对货物运输的降本增效要求。

基于滑模速度控制器的PMSM控制系统研究

针对永磁同步电机的传统矢量控制方式存在低速启动转速超调大、突加负载动态误差大等问题,该文在双闭环传统PI控制的基础上改进为滑模速度环的控制及电流环的PI控制。首先对滑模原理进行了讲解,确定了趋近律和滑模面的选取,采取id=0矢量控制方式,搭建Matlab/Simulink仿真模型。仿真结果可以得出该滑模面控制方法使系统具有超调小、快速、稳定等优点,提高了系统的鲁棒性。

基于地理信息数据的货运索道选址及路径规划方法

为了规划山区货运索道路径,提出了货运索道施工选址及路径规划的综合性方法,分别在地理信息数据处理、上/下料点选址、支架位置选取及优化、施工工程量计算等环节提出计算及分析方法。同时根据索道施工的主要影响因素提出索道成本分析公式,为索道路径排序及分析提供了依据。对典型地区的3个铁塔进行索道路径规划计算,分别规划出110、17和32条满足架设要求的索道路径,平均耗时2.34 h,远低于人工路径规划方法的1~2 d,有效缩短了物料运输的路径规划周期。

基于地形自适应的货运索道路径自动规划方法

为降低货运索道路径规划工作的时间和经济成本,综合考虑地理信息、工程实际情况和索道架设与运营成本等多方面因素,提出了索道路径规划要求,形成自动化路径规划的技术流程.针对索道架设要求,提出了基于聚类分簇思想的上、下料点自动筛选方法,实现索道对公路的避让;并根据三维地形数据提出了基于地形自适应的索道支架位置搜索方法,搜索的支架可保证索道承载索与地面的间距满足施工要求;通过支架位置优化,减少支架数量,实现索道成本的降低.对实际工程的路径规划计算应用表明:该规划方法可在约半个小时的时间内自动获得的上千条索道路径及支架架设方案,规划速度快,数据分析全面.

货运索道支架位置自动搜索方法

针对货运索道支架位置自动搜索方法缺失的问题,提出了凸包点遍历法、地形自适应法和干涉点搜索法等3种索道支架位置自动搜索方法,均能够实现二维地形剖面上的索道支架位置自动搜索.其中:凸包点遍历法在地形凸包点建立支架,通过冗余支架筛除获得支架位置;地形自适应法通过判断索道承载索曲线在下降过程中与地形的干涉条件确定支架位置;干涉点搜索法采用在承载索曲线与地形的最大干涉位置添加中间支架的方法实现支架位置搜索.3种方法的支架位置搜索成功率差别不大,分别为9.12%、8.38%和8.26%,但干涉点搜索法的计算速度分别是凸包点遍历法和地形自适应法的5.8倍和3.5倍.因此,在实际工程应用中,建议使用速度最快的干涉点搜索法进行输电线路货运索道支架位置自动搜索.

基于A^(*)算法的输电线路组塔施工吊装路径规划方法

为提高双平臂落地抱杆的吊装效率,降低线路施工安全风险,提出一种基于A^(*)算法的输电线路组塔施工吊装路径规划方法。将三维空间中的吊装路径规划问题简化为水平面和铅垂面2个二维平面内的路径寻优问题,通过动力学仿真研究吊件摆动幅度和消摆时间对吊装路径的影响,在进行施工现场环境中心对称建模的基础上,基于A^(*)算法和仿真结论对吊装路径进行规划。实际工程应用结果表明,该方法可在约0.188 s内自动规划出双平臂落地抱杆两侧平衡起吊的优化吊装路径,可有效缩短吊装时间,保障线路施工的效率和安全性。

弹塑性粗糙表面实际接触面积演变规律研究

粗糙表面的实际接触面积直接影响精密机电设备配合表面的摩擦因数、热导/电导率、接触应力等。然而,针对弹塑性接触行为进行系统性地研究很少,弹塑性粗糙表面实际接触面积的演变规律尚不明确。针对这一问题,通过理论研究获得了弹塑性粗糙表面实际接触面积的影响因素,并引入弹塑性接触力学数值计算方法,对具有不同材料参数和表面形貌特征的弹塑性粗糙表面的接触行为进行数值仿真计算,得到各种情况下的表面实际接触面积随着平均接触压力的变化曲线,总结出了实际接触面积演变规律与这些影响因素之间的映射关系,并最终得到实际接触面积的计算公式,为弹塑性接触力学的相关工程应用奠定了基础。

基于Dijkstra算法的货运索道路径规划方法

为解决路径规划算法缺失、路径规划周期长、劳动强度大等货运索道路径规划难题,基于Dijkstra算法对索道路径规划问题进行了环境建模,并结合地形曲线、索道架设限制条件、路径规划目标函数等提出货运索道路径规划的邻接矩阵构建方法;结合货运索道的路径规划特点,对Dijkstra算法的搜索方向进行优化,有效降低了路径搜索的计算量。提出基于Dijkstra算法的货运索道路径规划方法。对十万个二维地形曲线进行路径搜索,本研究算法搜索出的符合索道架设要求的路径数量比已有算法(地形搜索法、干涉点搜索法和地形自适应法3种)搜索出的符合索道架设要求的路径数量提高了17.9%,且能够根据目标函数规划出最优路径,大幅度减少货运索道路径规划工作的时间和工作量,有效地降低索道架设和运输的成本。