立方星太阳电池阵平均输出功率的计算

针对太阳同步轨道立方星,提出了一种计算电池阵平均输出功率的方法。首先利用卫星仿真工具包(satellite tool kit,STK)获得光照期太阳矢量与电池阵平面夹角;然后导入MATLAB中计算不同夹角对应的瞬时输出功率与时间的乘积,逐次累加得到总能量;最后用总能量除以整个光照周期,即可获得电池阵平均输出功率。该方法简明直观,易于编程计算,适用于三轴稳定立方星太阳电池阵平均输出功率的计算。

Markov跟踪测量环稳态平均输出的误差分析

为分析具有 Markov性的跟踪测量环稳态输出平均值的误差性能 ,导出了不可约有限齐次 Markov链稳态部分和平均值的二阶矩和转移概率矩阵的简明关系 ,并分析了平均次数趋于无穷时的极限情况。在此基础上通过典型例子说明了作者针对跟踪测量应用提出的进一步降低跟踪误差的稳态平均法的有效性。该方法利用已有的稳态输出信息 ,取平均之后作为最终结果。

全波整流电容滤波电路输出电压波形与电压平均值公式的讨论

运用电容充、放电规则,对全波整流电容滤波电路输出电压波形与电压平均值公式进行了分析,给出了计算输出电压平均值的合理的公式,消除了产生怪异计算值的可能性.

优化隔磁桥对永磁同步电机输出转矩的影响

转子分段斜极能有效降低永磁同步电机(PMSM)转矩脉动,但会使电机平均输出转矩降低。为了解决这一问题,在转子分段斜极的基础上优化隔磁桥提高平均输出转矩。分析了转子分段斜极对电机齿槽转矩、空载反电动势、转矩脉动和平均输出转矩的影响,选取出最优的转子分段数和斜极角。在转子分3段,斜极角为5°的基础上,以保持转矩脉动不变为前提,通过优化转子参数H(Rib)和Dmin找到最优的隔磁桥结构,平均输出转矩由138.5 N·m提升到147.2 N·m,说明所提方法的有效性。优化后齿槽转矩峰值由0.24 N·m降低到0.18 N·m,空载反电动势基波幅值由278.7 V提升到288.6 V且谐波畸变率基本不变,说明隔磁桥优化后能提高电机的其他性能。

振荡浮子式波能装置的功率计算分析及参数设计

波浪能是重要的可再生资源之一,提高波浪能装置的能量捕获率是波浪能规模化利用的关键。本文对波浪能的能量转换装置进行了研究,针对装置于不同摇荡条件下的最大平均输出功率、最优阻尼系数及相关参数进行演化分析及求解。利用牛顿定律及质心系、转动惯量等建立二自由度、四自由度波浪能转换装置耦合运动模型,基于时间离散化的差分原理求解,同时采用模拟退火算法降低时间复杂度,提出了改良的粒子群算法,得到较为准确的结果,为实际工程中波浪能的高效采集提供思路和途径。

不同状态的经颅直流电刺激对耐力运动表现的影响

目的经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation,t DCS)能在一定程度上提升耐力运动表现,但状态依赖性因素(在线或离线)对运动表现的影响仍有争议,本研究即探究不同状态的t DCS对运动员耐力运动表现的影响。方法本研究为随机、双盲、对照实验。17名受试者共来访3次,第1次测量基线,热身后进行测功仪5000 m测试。第2、3次以随机顺序在热身后接受t DCS在线刺激(接受刺激的同时进行测功仪5000m测试)或离线刺激方案(刺激完成后进行测功仪5000 m测试),阳极电极置于F3和F4,返回电极置于Fp1/F7/C3和Fp2/F8/C4,阳极电流强度1.5 m A,返回电极为0.5 m A,刺激20 min。采集测功仪5000 m测试的总用时、平均500 m用时,平均输出功率,计算各指标与基线的差值后进行配对t检验。结果与在线刺激相比,t DCS离线刺激后更缩短了测功仪5000 m测试的总用时(-54.41±71.03 s vs.-18.41±50.85 s,P=0.026)和平均500 m用时(-5.35±7.26 s vs.-1.94±5.15 s,P=0.038),t DCS离线刺激后有更高的平均输出功率(16.47±22.07 W vs.6.18±14.55 W,P=0.025)。结论t DCS的状态依赖性因素对刺激效果的影响存在差异,离线刺激可能更有助于提升耐力运动表现。

基于泰勒公式的单相桥式整流滤波电路分析

单相桥式整流滤波电路输出电压波形难以用解析式来描述,输出电压波形中,每个周期有一个输出电压下降的时间段。该时间段的长短与滤波电容和负载电阻的数值有关。通过对电路工作过程进行分析,得到相关物理量的数学函数关系式,通过泰勒公式对关系式进行近似简化分析,可以得到电压下降时间段时长与时间参数RC之间的关系式。根据关系式计算得到的数据与电路仿真数据较为接近。关系式可以用于电容值的选取、电压下降时间段时长的计算。

基于多自由度运动条件下风力机动力学特性研究

该文提出耦合无规则、多自由度旋转运动的风力机试验方案,通过物理模型试验,研究风电场阵列布置、不同风力机轴向间距工况下,各排风力机来流速度、功率及其波动特性。结合功率时间尺度积分的概念,探究其与风力机平均输出功率的关系,并建立预测功率波动特征的数学模型。研究结果表明:风力机的来流速度有大尺度、低频率和小尺度、高频率的信号特征,从功率时间尺度积分的趋势可看出,处于下游的风力机,功率波动逐渐增加。由功率能谱特性曲线可知功率波动的能量随着频率的增大而衰减,在低频率段衰减曲线近似f-2的变化规律;在高频率段,能谱特性曲线近似f-5/3-2的变化规律。

基于数据驱动多输出ARMAX建模的高炉十字测温中心温度在线估计

高炉(Blast furnace,BF)炼铁中,十字测温作为炉顶温度和煤气流分布监测的最主要手段,对高炉的安全、稳定和高效运行起着重要作用.然而,由于高炉炉顶中心部位温度较高,造成十字测温装置中心位置传感器极易损坏,并且更换周期长,因而无法及时判断炉顶煤气流分布.针对这一实际工程问题,本文基于时间序列建模思想,集成采用多输出自回归移动平均(Multi-output autoregressive moving average,M-ARMAX)建模、因子分析、Pearson相关分析、基于赤池信息准则(Akaike information criterion,AIC)与模型拟合优度联合定阶等混合技术,提出一种模型结构简单、精度较高且易于工程实现的十字测温中心温度在线估计方法.首先,提出利用因子分析与Pearson相关分析相结合的稳健特征选择方法选取多输出建模输入变量.然后,采用样本均值消去法预处理采集的高炉样本数据,使其成为离散随机数.基于离散随机数,建立算法简单、易于工程实现的M-ARMAX温度模型:为了克服传统基于AIC阶数确定造成模型阶次高、结构复杂的问题,提出在AIC准则基础上进一步引入模型拟合优度来选取模型最小阶,可保证模型估计精度的同时降低模型阶次;同时,采用可快速收敛的递推最小二乘算法辨识M-ARMAX模型参数,并用残差分析方法检验模型.工业试验和比较分析表明:建立的M-ARMAX模型能够根据实时数据同时对十字测温装置多个中心温度点进行准确和稳定估计,且模型估计误差符合高斯白噪声特性.

中水道1号灯船波力发电系统模拟试验和设计

本作者通过船模试验,首次为大型灯船设计了一种新型的后弯振荡水柱式波浪能转换系统,利用波浪发电,保证灯船有充足的电源,在海上实现无人看守,为解决大型导航灯船的电源开创了新路。

RC串联电路的随机共振

研究了时间常数受非对称双值色噪声扰动的RC串联电路的随机共振现象。利用随机平均法和Shapiro-Loginov公式,得到了平均输出幅度增益的精确表达式。分析表明,平均输出幅度增益是噪声的强度、自相关率和非对称性参数的非单调函数,适当的噪声参数和系统参数可以使平均输出幅度增益取得最小值,输出幅度增益关于噪声非对称性和相关速率的函数的最小值不随信号频率的变化而变化。

随机振幅周期信号驱动的一阶线性系统的随机共振

在非对称双值噪声条件下,研究了随机幅度周期信号作用的含有乘性噪声的一阶线性系统的随机共振现象。利用随机平均法、Shapiro-Loginov公式和非对称双值噪声的属性,得到了平均输出幅度增益的精确表达式。分析表明,平均输出幅度增益对信号频率、系统参数、乘性噪声的强度、相关时间和非对称性存在非单调依赖关系,这种非单调依赖关系有最大值出现;平均输出幅度增益对乘性噪声与幅度噪声之间的关联噪声强度也存在非单调依赖关系,但这种非单调依赖关系出现的是最小值。适当的信号、噪声和系统参数可以使平均输出幅度增益取得最大值或最小值。

色噪声作用下二阶线性系统中随机共振现象的研究

在色噪声同时作用于阻尼系数和激励信号时,研究了欠阻尼二阶线性系统中的随机共振现象。实际计算和仿真表明:该系统的平均输出幅度增益呈现非单调变化,不仅在一定条件下大于无噪声时的增益,而且适当的系统参数和噪声参数能够提高幅度增益,这对噪声环境中线性系统的理论研究以及微弱信号检测都具有一定的理论意义。

低转矩脉动同步磁阻电机磁障形状分析与优化设计

同步磁阻电机因其结构简单、调速范围宽,且无需永磁体励磁,与永磁同步电机相比具有成本低、可靠性高等优势。与此同时,同步磁阻电机存在转矩脉动较大和功率因数较低等缺点。针对同步磁阻电机转矩脉动高的问题,提出一种形状优化方法对同步磁阻电机的转子磁障形状进行优化,以降低其转矩脉动。首先提出分段线性插值方法确定转子磁障的边界,使获得的同步磁阻电机磁障形状具有任意性。然后结合序贯田口法和拟牛顿法对同步磁阻电机进行优化,进而减少优化所需时长。最后以降低转矩脉动和提高平均输出转矩为目标,对同步磁阻电机进行优化,与传统同步磁阻电机对比结果表明,应用所提出方法获得的磁障形状能够有效降低同步磁阻电机的转矩脉动。

切换驻留合并与选择合并相结合的混合合并技术

针对分集合并技术中低复杂度与高性能之间存在的矛盾,将选择合并(SC)与切换驻留合并(SSC)相结合,提出一种新的混合合并方式SSC-SC,并对瑞利信道下2L个独立同分布分支的SSC-SC系统进行研究,给出了平均输出信噪比SNR、误码率BER、电平交叉率LCR和平均中断时间AOD的闭合表达式。最后将SSC-SC与选择合并和广义选择合并(GSC)进行比较,结果表明SSC-SC性能稍差,但在可以接受的范围内,而其最大特点是结构简单、易于实现、节约资源,具有良好的实际应用价值。

势阱深度对双稳态电磁发电系统发电性能的影响研究

电磁式振动能量捕获技术从单稳态系统发展到多稳态系统,拓宽了响应频带,增大了输出电压,能够获得较好的发电性能.以附加线性振子的双稳态电磁式振动能量捕获器为研究对象,主要研究了势阱深度对双稳态系统发电性能的影响,并基于最优发电性能下的势阱深度,研究了双稳态系统结构参数中质量比与调频比对系统发电性能的影响.通过数值仿真结果说明,在外部激励频率为低频时:势阱深度较大时,双稳态系统的振子只能在一个阱内发生小幅振动运动;当势阱深度小到一定程度时,双稳态系统的振子跨过势垒在两个阱间内发生大幅混沌运动或周期运动,其优于小幅振动运动时的平均输出功率.通过数值模拟,得到双稳态系统具有较高的发电性能下的最优质量比、调频比以及阻尼比参数.

耦合高斯噪声背景下二阶线性系统中随机共振的研究

利用随机共振具有对被测信号信噪比要求不高和变废为宝的优势,以二阶欠阻尼线性系统作为研究对象,在阻尼系数和固有频率同时受耦合高斯噪声影响下,探究了系统中随机共振现象。首先采用概率论相关数学方法,推导出系统平均输出幅值增益精确表达式;接着采用MATLAB仿真软件进行数据模拟,得出平均输出幅值增益随各个参数的变化规律;然后将此变化规律应用于实际信号检测中。实例仿真表明,选取适当的系统参数能在耦合高斯噪声背景下有效检测有用信号。

三值噪声调制下电路中的随机共振现象

研究了在三值噪声和热噪声扰动下的RLC电路的平均输出幅度增益.利用随机平均法和Shapiro-Loginov公式,得到了平均输出幅度增益的精确表达式.通过计算机模拟,画出了平均输出幅度增益与平坦系数、有噪声和无噪声时,输出信号振幅与输入信号频率之间的关系曲线.从结果来看,系统产生了双值噪声驱动的RLC电路中(文献[11])没有的随机共振现象,甚至还出现了双共振峰.

参数扰动的RLC低通滤波器的随机共振

研究了RLC低通滤波器在电导受到非对称双值色噪声扰动时的随机共振现象.利用随机平均法和Shap iro-Log inov公式,得到了平均输出幅度增益的精确表达式.分析表明,在欠阻尼、临界阻尼和过阻尼RLC低通滤波器中,平均输出幅度增益对电导噪声的非对称性、相关时间、强度和信号频率都存在非单调依赖关系.适当的噪声和系统参数条件可以使有噪声时系统的平均输出幅度增益大于没有噪声时系统的平均输出幅度增益.噪声可以提高滤波器对高频信号的衰减率.恰当的条件可以获得平均输出幅度增益的最大值.

三值噪声及热噪声共同调制下RC串联电路的随机共振现象

研究了在三值噪声和高斯白噪声共同调制下RC串联电路所表现出来的现象.利用系综平均法和Shapiro-Loginov公式,推导得到了平均输出幅度增益的精确表达式.通过模拟及分析图示,表明平均输出幅度增益在输入信号频率ω、系统参量a取不同值时,其呈现为三值噪声参量d、q的非单调函数,即在适当的噪声参量和系统参量条件下,平均输出幅度增益呈现出1个最大值,而高斯白噪声对于平均输出幅度增益没有产生任何影响.