可变负载非接触电能传输系统的无功功率补偿

为解决非接触电能传输系统中负载电阻变化会导致系统传输能力变化的问题,研究非接触电能传输系统在并联—串联拓扑下负载变化时无功功率的补偿问题.通过分析理想可变初级电容的可控性,提出用积分控制器对可控电抗器进行动态调节以完成负载变化时的无功功率补偿.数值仿真表明,该控制方案是可行的.

基于数学规划方法的集装箱船舶自动配载研究进展

给出了数学规划方法处理配载问题的一般思路,从船方和码头方两个角度给出了自动配载问题近十多年的研究进展,指出大容量集装箱船舶和新型装卸设备的出现,以及实时配载策略是自动配载研究的下一个挑战.

水下无线电能传输研究进展

首先对水下无线电能传输技术进行了分类,然后给出了磁感应式水下无线电能传输的基本结构和工作原理,讨论了该技术的最优工作频率、传输距离、线圈结构选择、涡流损耗与频率分裂现象.随后简要给出了磁谐振式水下无线电能传输技术和电场耦合式水下无线电能传输的研究现状.最后对水下无线电能传输技术有待研究的问题进行了展望.

定绳长下港口起重机的一系列阶跃输入整形防摇方法

针对港口起重机的吊重摇摆问题,提出一系列小车阶跃加速度输入整形防摇方法。构建吊重系统的定绳长单摆模型,进而将输入整形器分为正向整形器和反向整形器,并分别对两者进行求解。利用二项式定理,确定正反向整形器的幅值;利用半振荡周期的特定倍数值,确定正反向整形器的时刻。如果正向整形阶跃数为n+1个,那么反向整形阶跃的时刻点有n+2种,可形成n+2种不同摆角归零时间的输入整形方法。最短摆角归零时间为1.5个半振荡周期,最长摆角归零时间为2n+1个半振荡周期。MATLAB/Simulink仿真结果表明:该系列方法具有良好的防摇效果;所设计的整形器时滞越短则最大摇摆角度越大,时滞越长则最大摇摆角度越小,同时小车加速度的跳变越小,小车速度越平缓。

基于输入整形法的码头装卸起重机防摇研究

在起重机装卸货物过程中,吊重会出现摇摆,使得货物不能及时运输到指定位置,从而会影响码头的生产效率。所以要研究出一种适用于码头环境,并且保证时间最优,成本最优的起重机防摇控制方法。针对起重机的吊重摇摆问题,建立吊重摇摆的动力学模型,提出了三种正反POSICAST输入整形法,采用正向POSICAST控制方法能够消除二阶阶跃响应的超调,在三个不同时刻进行反向POSICAST的延时叠加,能够使吊重的摆角分别在3/2个,1个以及3/4个系统阻尼振荡周期内回到零。根据建立的模型,将小车运行的加速度作为输入,按照正反POSICAST的控制原理进行调节,从而控制小车的运行速度,并按照设定的小车最大匀速速度,对小车加速度的输入进行成比例调节,使得吊重的摆角作为输出,实现起重机的防摇摆控制。并以Matlab为仿真平台,搭建起重机防摇控制的仿真模型,仿真结果表明,系统具有良好的防摇效果。

非接触电能传输(CPT)系统频率分裂现象分析

非接触电能传输(Contactless Power Transfer,CPT)系统在工作过程中会出现频率分裂现象。论文以串联补偿的CPT系统为研究对象对系统进行建模分析,推导出了CPT系统中重要参数的方程表达式并选择负载电压作为重点研究对象。数值分析和实验结果表明,负载电压和负载功率在过耦合区内(k>kcritical)会分裂出两道脊,CPT系统工作在谐振频率(f0)和关键点(kcritical)时可以获得最大的负载电压和负载功率。

谐振式电能无线传输中频率与距离的关系分析

对谐振耦合电能无线传输系统进行了理论推导,得出在等效阻抗虚部为零时系统达到谐振状态,传输效率可达到最大的结论,并用MATLAB仿真得出在频率分裂的情况下谐振频率与传输距离之间的关系曲线。

三种典型混合动力RTG的比较分析

随着超级电容和锂电池等储能系统的发展,使混合动力RTG节能减排技术成为可能。分析了RTG系统的功率需求。从系统技术原理、动力参数和效益等方面,对超级电容和锂电池作为辅助动力源和以大容量锂电池作为主动力源的三种混合动力RTG方案进行了对比分析。表明了采用大容量锂电池作为RTG的供电电源,能够将回馈的势能充分回收利用,小功率柴油机作为锂电池的充电电源,无需连续工作,使系统综合性能最优,具有一定的新颖性和很好的发展前景。

基于磁钉技术的集装箱码头AGV定位精度分析

为解决自动导引车(Automated Guided Vehicle,AGV)的定位精度问题,以国内某在建的自动化集装箱码头为工程背景,研究与基于磁钉技术的AGV定位误差相关的因素.通过给出AGV惯性导航系统的运动方程和误差方程,按照工程实况,在忽略陀螺仪影响的基础上,得到AGV惯性导航系统位置误差的理论计算式.依此指出,基于磁钉技术的AGV组合导航系统定位精度与加速度计精度、AGV运行方向的余弦、磁钉数据更新时间的平方成正比例关系.最后,对某工程算例进行数值仿真,验证了理论分析的正确性.该方法对磁钉排布、惯性导航系统传感器选型等有参考意义.

基于DSP软件锁相技术的CPT谐振频率跟踪研究

由非接触电能传输系统中谐振耦合电路的特性可知,耦合线圈处于谐振状态对减少无功功率,提高系统传输效率具有重要影响。在此基础上提出采用基于数字信号处理器TMS320F2812的软件锁相技术实现非接触电能系统谐振频率的跟踪方法,给出了具体实现思路及软件流程图。实验结果验证了本方法的可行性和有效性。

脉冲输入下基于输入整形法的起重机防摇摆方法

起重机在工业生产中有着广泛的应用,在其装卸货物的过程中,吊重产生的摇摆,会影响码头的安全性及运输效率;所以提出了一种适合工业环境,成本最优,摆角回零时间最优的起重机防摇摆的方法;首先,建立了吊重的动力学模型,经过分析加速度输入和摆角输出后,提出了脉冲加速度输入下一族基于输入整形法的起重机防摇方法;在不同时刻,让不同幅值的脉冲响应进行叠加,当输入为二脉冲,三脉冲,四脉冲,……,n脉冲时,摆角输出能在1/2,2/3,3/4,……,(n-1)/n个系统震荡周期内回到零;最后,以Matlab为仿真平台,对该方法进行仿真,仿真结果表明,此控制方法具有良好防摇的效果。

锂电池混合动力轮胎吊AFE变换器控制策略研究

针对传统采用不可控AC/DC变换器的混合动力轮胎式起重机系统,直流母线电压泵升导致的柴油发电机空转,造成能量浪费的问题;采用可控的有源前端变换器取代不可控的二极管整流,建立了AFE功率外环电流内环以及电压外环电流内环两种双环控制方法以实现柴油发电机输出功率的高效利用;运用matlab/simulink搭建了仿真模型,分别进行了锂电池混合动力RTG系统重载、轻载、空载下的动态仿真,仿真结果表明,两种双环控制方法均能实现锂电池混合动力RTG系统柴油发电机的恒功率输出,控制系统具有较好的动态性能。

基于遗传算法的超级电容RTG能量管理研究

为提高超级电容混合动力轮胎式集装箱门式起重机(rubber typed gantry,RTG)系统的能量利用率和燃油的经济性,需要对混合动力能量系统进行有效的管理;提出了一种考虑系统能耗和非再生能量因素情况下,能分别确定混合动力系统中柴油发电机组最优输出功率和超级电容器组的最优输出功率的优化方法;建立了柴油发动机组和超级电容器组的数学模型;根据混合动力RTG关键特性参数和负载需求值,得出了负载需求曲线图;考虑发电机组燃油消耗的能量、来自电容器组的能量贡献和产生的非再生能量,构造了整体能耗的成本函数;并引入遗传算法(genetic algorithm,GA)进行求解,最后进行仿真和对比分析;结果表明,与传统的基于规则的控制策略相比,遗传算法优化后的能量管理系统,其能量消耗减少了35.9%。

对称串联型非接触电能传输系统频率分裂现象的频域分析

为揭示非接触电能传输(Contactless Power Transfer,CPT)系统频率分裂现象的成因,用Bode图考察系统传递函数3个子环节的贡献,指出对称串联型CPT系统的频率分裂现象是由两个二阶振荡环节的谐振引起的.数值仿真和实验结果表明,尽管两个二阶振荡环节的谐振频率是对称CPT系统奇偶分裂频率的定性估计,Bode频域分析方法仍可为理解CPT系统频率分裂现象提供一个新思路.

多负载非接触电能传输系统传输效率方程

为研究非接触电能传输(Contactless Power Transfer,CPT)技术,针对简化CPT模型的适用范围问题,将美国学者KIANI的工作推进到多负载系统.首先分别利用电路理论(Circuit Theory,CT)和耦合模理论(Coupled-Mode Theory,CMT)得到两线圈感应连接的能量传输效率方程,结果显示这两种理论求出的传输效率方程是一致的.这个结论对3个线圈,4个线圈,……,n-1个线圈都成立.最后对单负载和双负载的结论进行物理验证.结果表明,在系统的谐振频率处,多负载CPT系统CMT下的效率计算公式与CT下的计算公式完全等效.

锂电池组储能的混合动力RTG系统设计

锂电池组与柴油机构成的混合动力起重机系统是港口节能减排的一项重要技术。针对起重机再生制动能量的回收,设计了双向DC-DC变换器来实现锂电池组储能系统的两种工作模式(再生制动模式和锂电池组放电模式);对双向DC-DC变流器升压工作方式设计了双闭环控制器,降压工作方式设计了电流环和电压环两种控制器,并进行了对比,从而实现了对锂电池组储能系统充、放电过程和不同运行模式间切换过程的控制。运用PLECS搭建了系统仿真模型,仿真结果表明,在制动能量回收过程中,采用电压环控制器可以实现较高效率的制动能量回收。

基于MSP430的嵌入式DTMF拨号解码器实现方案

本文介绍了一种基于MSP430的嵌入式DTMF拨号解码器实现方案。DTMF拨号部分使用4根I/O线的电阻网络,配合软件产生DTMF信号。利用MSP430F133内置的ADC,并采用改进的Goertzel算法,实现DTMF信号的实时解码。

基于改进集员滤波的港口自动跨运车状态估计方法

针对自动跨运车状态估计问题,设计改进的集员滤波算法,在未知有界噪声环境下,获取自动跨运车实时运动状态的估计信息.首先,将自动跨运车运动学模型进行线性化处理,同时考虑其转向因素和侧倾因素,得到车辆的动力学线性模型;其次,将可能存在的内外部扰动建模为未知有界噪声,进而设计改进的集员滤波器,通过获取状态椭球域实现对自动跨运车运动参数的状态估计,同时给出改进的集员滤波算法;最后,通过仿真实验验证所提出算法的可行性和有效性.实验结果表明,所提出的改进集员滤波算法具有良好的状态估计性能.

基于模板匹配和特征匹配的集装箱箱号识别算法

为实现对集装箱箱号的正确识别,提出一种基于模板匹配和特征匹配的识别算法。对采集到的集装箱图像进行预处理,得到改善后的集装箱二值化图像;采用数学形态学操作使字符域连通,计算字符连通域的宽高比得到集装箱箱号区域;利用投影检测方法实现对箱号字符的分割;运用模板匹配算法与特征匹配算法相结合的分类方法对集装箱箱号字符进行识别。该算法用MATLAB进行编程,完成对集装箱箱号的自动定位、分割和识别。提出的方法可正确识别出集装箱箱号,识别率达到93%,识别时间为130～150 ms,可提高码头的工作效率。

VICOR DC／DC模块及其应用

介绍ＶＩＣＯＲ ＤＣ／ＤＣ模块的原理及应用经验。