600MW汽轮机轴系综合试验平台的研发

建立了一套600 MW汽轮机轴系综合试验教学平台。该平台通过模拟电厂汽轮机现场的运行状态,提供多种轴系的工作特征,让学生们广泛开展相关专业的综合实验。平台建设综合应用了现代的机械设计、测控技术、数字仿真和计算机技术,提高了实验教学水平,同时还充分利用基于网络的远程教学技术,基本解决了实验教学资源不足的问题。实践表明,该平台不仅可以完成本科相关专业的多种综合性实验,还能够为研究生的实验教学和科研工作的实验研究提供理想的实验环境。

双转子连续混炼实验平台开发与应用

应用先进的混炼技术,开发了双转子连续混炼实验平台。介绍了实验平台的组成、结构和连续混炼工作原理,分析、总结了实验平台的混炼特性。该实验平台适用于双转子连续混炼机的结构性能试验、高分子材料改性研究、连续混炼工艺开发,以及相关专业的教学实验和实习。

双馈异步发电机定子绕组故障特征量提取方法研究

双馈异步发电机定子绕组发生不对称故障时,会在转子电流信号中引发一定的谐波分量。由于早期故障引起的故障特征信号十分微弱,如何准确提取故障特征量已经成为一个很重要的课题。本文在动模实验室进行了双馈机定子绕组故障模拟实验,获取了正常及定子绕组不对称故障情况下的转子电流信号,然后采用傅里叶变换、小波变换、希尔伯特-黄变换(HHT)三种方法提取其故障特征量,进行灵敏度与可靠性的比较。通过对比可知,希尔伯特-黄变换提取出的故障特征量比傅里叶变换及小波变换的特征量更加敏感、可靠。

多旋翼飞行器控制系统实验平台的开发

为了让本科生充分理解和掌握知识,直观地感受自己设计的控制律在实物上运作的效果,以及完成在飞行测试之前的地面实验,开发了一套基于双旋翼天平的多旋翼飞行器控制系统的实验平台,解决了倾角识别、电机调速、控制律验证等方面的问题,采用基于Mega8L单片机、SCA60C倾角传感器、2212无刷马达以及PID控制律的系统架构,保证了系统具有良好的实时性和稳定性。

四旋翼飞行器多功能实验平台设计

详细介绍了四旋翼飞行器实验平台的设计以及在教学实践过程中取得的成果。该平台突出了模块化设计,在一个平台上实现了多种实验内容的自由组合与分解,极大丰富了实验内容,为学生锻炼动手能力、验证理论知识,提供了良好的平台。

基于ROS的旋翼无人机实验教学平台设计

为了设计一种轻量级高性价比无人飞行实验教学平台,在M100无人机平台的结构基础上,以树莓派作为机载计算机,在设备仓安装摄像头、图像传输模块、无线串口模块、GPS模块,同时使用小型移动电源供电。树莓派搭载ROS操作系统,开发和运行以消息、服务等ROS系统通信机制为基础的应用程序。结合自动飞行和图像采集、传输及存储等试验,说明该方案飞行精度较高,功能较为齐全,弥补了先前公开的同类平台的一些不足。由于搭载了ROS系统,平台具有很强的二次开发能力,可作为后续以图像处理为基础的编队飞行等复杂技术研究的基础。

小型风力外转子永磁发电机试验台研发

为了测试小型风力外转子永磁发电机的性能,研制了外转子永磁发电机试验台。该永磁发电机试验台硬件部分主要由驱动装置、检测装置以及其他辅助装置组成;软件部分负责数据采集、数据处理以及数据分析。永磁发电机由三相异步电动机驱动,通过变频方式来调节转速,以此模拟永磁发电机在不同风力情况下的工况。实例测试和分析表明:该试验台可以满足功率400 W、转速250 r/min以下的小型外转子永磁发电机的性能测试需求。

异步电机综合故障实验教学平台设计与开发

由于异步电机实验教学平台多是针对正常工况设计开发的,缺乏对故障状态的模拟和分析,因此造成了教学和实际需求的脱节。该文设计开发的异步电机综合故障实验教学平台可以开展定子绕组匝间故障、转子断条故障、轴承故障实验和在线诊断,该平台综合了异步电机拆解与组装、故障特征分析以及数字信号处理技术的实际应用,有助于学生深入理解相关知识,提升实际动手能力。

带机械臂的旋翼无人飞行系统实验平台设计与实现

针对带机械臂的旋翼无人飞行系统实验平台在二次开发设计中存在硬件选择、通信、控制的难题,文中设计一种基于开源飞控PixHawk的分层控制实验平台。该实验平台主要包括旋翼无人机、机械臂、地面站、通信模块4部分。其中,无人机姿态与位置的控制由内外环PID算法实现,机械臂的控制基于正运动学在机载计算机树莓派上实现。PC与机载计算机通过WiFi通信,相比传统的蓝牙不仅增大了通信的覆盖范围而且提高了实时通信的流畅度。采用的分层控制相比于解耦控制虽然精度降低,但所需计算资源较少且在实际中更易于实现。实验结果表明,文中实验平台实际运行稳定可靠,具有一定的鲁棒性,可为带机械臂的旋翼无人飞行系统控制算法设计及顶层应用研究实验平台的选择提供参考。

具有转子时间常数辨识的变频调速实验平台研制

研究一种基于模型参考自适应(MRAS)的转子时间常数辨识方法:将转子磁链观测中的电压模型和电流模型分别作为参考模型与可调模型,通过自适应机构得到趋于实际值的转子时间常数辨识值。并设计了具有转子时间常数辨识功能的磁场定向控制变频调速实验平台。该实验平台硬件部分以智能功率模块(IPM)逆变电路和基于PCI总线的DSP运动控制电路为核心。在Visual C++环境下设计人机交互界面,编写优化控制算法。实验结果表明,该方案能减小转子时间常数变化对系统产生的影响,较好地改善系统的动静态性能。

四旋翼飞行器实验平台设计

为培养应用型创新人才,设计了四旋翼飞行器实验平台。该实验平台采用模块化设计,系统主控芯片采用STM32F103,采用MPU6050测量飞行器的姿态,采用GPS测量飞行器的位置,采用串级PID对飞行器进行控制,外环控制飞行器的位置,内环控制飞行器的姿态,经过Matlab/Simulink仿真可以看出,所设计的控制器可以满足要求。该实验平台应用范围较广泛,不同专业、年级的学生都可以在此实验平台上进行理论知识的验证以及系统的设计开发,取得了良好的教学效果。模块化的设计思想便于学生进行扩展设计,经过实践证明,四旋翼飞行器实验平台有利于培养学生的创新思维和创新能力。

本研一体化的多功能转子动力学实验平台开发

转子系统的振动问题是航空航天航海等多个工程领域非常关注的技术瓶颈问题。该文针对本科生和研究生关于转子系统振动教学需求,设计并搭建了包括驱动控制系统、振动测试系统和实验转子系统的多功能实验平台,有限元数值仿真校核结果说明平台刚度和振动特性满足使用需求。该平台可用于开展转子临界转速、多种因素对转子动力学特性影响、转静子碰摩、支承刚度不对称、支承不对中等内容的教学实验,取得了良好的教学效果。

基于变流器网侧电流的双馈风力发电机转子绕组故障诊断

双馈风力发电机转子绕组状态监测与故障诊断技术能够及时发现并诊断转子绕组故障,有效地降低风电场的运行和维护费用。首先根据双馈风力发电机的数学模型和转子绕组故障模拟方法在电力系统电磁暂态仿真软件(PSCAD)环境中建立转子绕组的故障模型,通过仿真分析出变流器网侧电流的故障特征频率;然后搭建双馈风力发电机的故障实验平台,并对不同运行状态和不同故障程度下的录波数据进行频谱分析,由此验证转子绕组故障时变流器网侧电流的特征频率,且当故障严重程度加剧时,故障特征频率的幅值会增大。