Generation of ultra-flat optical frequency comb using a balanced driven dual parallel Mach–Zehnder modulator

We propose and experimentally demonstrate an ultra-fiat optical frequency comb （OFC） generator by a bal- anced driven dual parallel Mach-Zehnder modulator. Five- and seven-tone OFC with exactly equal intensity can be generated theoretically, Experimentally obtained five- and seven-tone OFC with flatness of 0.6 and 1.26 dB are demonstrated, respectively, which agrees well with the theoretical results.

双并列转子永磁直驱电机转子不平衡力分析与优化

双并列转子永磁直驱电机受轴间距限制,设计时会切掉部分定子铁心和绕组,造成转子电磁力不平衡。为最大限度地抑制转子所受的不平衡电磁力,该文从双并列转子结构出发,分析了电机绕组电感参数不对称的原因,提出通过合理设计线圈跨距和分布平衡三相电感。在此基础上,构建转子所受总电磁力的数学模型,理论分析各个分力的来源及影响因素,研究各个分力对转子所受总电磁力的影响,提出了优化占空角、优化耦合间距、采用定子端部不对称结构、采用转子偏心结构和切除部分单元电机五种优化方法,实现对转子所受电磁力的优化,探讨了不同方法的优化效果,以及其对转矩脉动的影响,总结了不同优化方法的优缺点。

螺杆机用并轴双转子永磁电机齿槽力矩机理分析与抑制

针对并轴双转子永磁电机过大的齿槽力矩以及转矩脉动大等电磁问题,采用传统单个槽齿槽转矩理论以及双转子电机边端力矩波动理论进行分析,计算了并轴双转子电机齿槽力矩的特殊组成成分以及其各部分转矩的谐波阶次。分析改变磁极偏心距和转子斜极对电机齿槽力矩和转矩特性的影响。采用响应面法构建电机的多目标优化模型,通过改变永磁体偏心距和斜极块数来约束电机的优化变量,并采取约束关系以及优化目标求解出最优转子结构参数。构建有限元模型,验证齿槽力矩理论的正确性。对比采用最优转子结构参数下电机的电磁性能与优化前电机的电磁性能,优化后电机的齿槽力矩、转矩脉动等电磁性能进一步提升,验证了采用磁极偏心和转子斜极复合结构的有效性。

双并列转子永磁同步电机转矩脉动产生机理及抑制

双并列转子永磁同步电机由于部分定子铁心和绕组的缺失,存在较大的转矩脉动,限制了其在并行对驱类机械装备中的应用。该文对双并列转子永磁电机转矩脉动产生机理进行分析,并提出了相应的抑制方法。对比了N-N型、N-S型两种转子结构,阐明了N-S型转子结构的优越性。在此基础上,开展了转矩脉动产生机理研究,按照影响因素不同,逐次分析了齿槽效应、端部效应、永磁齿轮效应以及绕组参数不对称对电机转矩脉动的作用机理,构建了各个转矩分量的解析表达式。通过有限元模型,验证了理论分析的正确性。针对产生转矩脉动的不同分量,提出了相应的抑制方法,其中抑制空载转矩可以通过优化电机的结构参数来实现,抑制纹波转矩可以通过优化绕组位置分布来实现。搭建样机实验平台,验证了分析模型的准确性。

电气化铁路“车-网”系统串/并联双模式宽频谐波扰动产生装置设计与测量方法

精确测量动车组与电力机车(简称机车)四象限变流器(four-quadrant converter,4QC)和牵引网的宽频带阻抗特性是识别电气化铁路“车-网”系统振荡和不稳定问题的重要途径。然而,已有研究采用单一电压/电流扰动注入方式对牵引网或机车4QC阻抗进行测量,可能造成部分谐波扰动流向非目标测量对象,导致被测对象的谐波扰动信噪比低,影响阻抗测量精度。因此,该文提出一种适用于电气化铁路“车-网”联合系统的串/并联双模式宽频谐波扰动产生装置与阻抗测量方法,装置具有电压和电流两种工作模式,可以发出频带为1~3000Hz的宽频谐波扰动。扰动产生装置拓扑主要由多绕组降压变压器、谐波功率放大单元、并联LC谐振电路和反串联绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块等部分构成,结合双闭环dq解耦控制和载波移相开环脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)控制策略,实现频带双边可控、幅值可控且分布均匀的大功率谐波扰动输出。最后,利用MATLAB/Simulink仿真和RT-Lab硬件在环实验验证该文串/并联双模式宽频谐波扰动产生装置设计方案及阻抗测量方法的正确性与有效性。

深海钻探泥浆举升系统双泵协同机制研究

深海钻探泥浆举升系统在无隔水管泥浆循环钻井(RMR)工艺中具有关键作用。为了提升举升系统的安全余量和适应性,本文对多泵串并联机制进行了深入研究,详细描述了泥浆举升泵的串并联结构设计和工作原理,探讨了串联和并联运行时流量与扬程的关系以及泵组串并联工况点的数解法和图解法步骤。进一步地,利用模型泵实测特性曲线,使用图解法获取了双泵串并联工况下的Q-H特性曲线和工况点,并提出了双泵协同控制的建议。

并列式双转子混合自励磁电机励磁源参数优化设计和磁场调节特性分析

针对永磁同步电机气隙磁场不可调以及传统电励磁电机的效率低等问题,提出了一种新型并列式双转子混合自励磁电机。首先,该电机利用谐波激励原理,通过调节谐波电压可灵活调整励磁电流,在中高速域更容易实现弱磁扩速。其次,保证功率不变的前提下,先分析两部分各占的比重,再分别对励磁源参数进行优化设计。最后,通过调节励磁电流的大小与方向且利用二维有限元模型对所提电机的性能进行验证。仿真结果证明:所提电机具有较好的调磁能力,在弱磁情况下,反电动势幅值接近于0,可以有效实现转速调节。

基于受激布里渊散射的二倍频光电振荡器

为了打破器件带宽限制,提高光电振荡器(optoelectronic oscillator, OEO)的频率范围,设计了一种基于受激布里渊散射的二倍频光电振荡器。系统并联了相位调制器(phase modulator, PM)和双平行马赫曾德尔调制器(dual parallel Mach Zender modulator, DP-MZM),利用受激布里渊散射效应(stimulated Brillouin scattering,SBS)实现相位调制器的相位转幅度调制;打破±1阶边带平衡,利用光电探测器(photodetector, PD)拍频得到基频10 GHz信号;驱动DP-MZM,使其工作在最小传输点,实现载波抑制双边带调制(double side band with suppressed carrier, DSB-SC)产生二倍频20 GHz信号。实验结果显示,所设计的振荡器在OEO环路中基频信号为10 GHz的情况下,产生了20 GHz的二倍频信号,通过分析其边模抑制比性能、频率功率稳定性及相位噪声对系统性能进行验证。

某直升机DC/DC变换器仿真分析与试验验证

某直升机DC/DC变换器采用双相交错并联Boost拓扑结构,可实现对输入电压的升压和稳压的功能,安装在直升机发电机汇流条和负载汇流条之间,与负载汇流条并联使用。其主要工作于发动机电起动和供电转换等场景,可解决由于发动机电起动或者供电转换导致的负载汇流条电压出现短时下降进而导致后端用电设备出现断电重启现象。通过对其拓扑结构进行小信号建模,分析其系统稳定性,并设计双闭环比例积分(PI)控制器,实现升压稳压功能。通过PLECS电力电子仿真软件进行仿真分析和飞行试验,验证了系统功能的正确性。

并联通道中超临界RP-3航空煤油流量分配特性数值研究

针对热流偏差下空-油换热器的应用,进行了三种类型并联通道中超临界压力RP-3航空煤油流量分配数值研究,探究了进口压力、进口温度、进口总流量、进出口布置对双通道流量分配的影响机制。通过摩擦压降和加速压降的演变机制揭示了流量非对称分配的原因,讨论了通道质量流速和温度的分布特征及其对换热的影响,进行了(火积)耗散效应分析。根据热流密度比值和运行参数提出了流量偏差的预测准则,预测偏差处于±15%范围内。结果表明:随着双通道热流差别增大,两者流量偏差增大,源于加速压降和摩擦压降的平衡机制。热流比值小于1时,摩擦压降主导流量分配;热流比值大于1时,加速压降主导流量分配。热流比值等于1时,双通道流量等量分配。提高进口压力、进口温度、进口总流量双通道流量偏差均受到抑制。高热流偏差下通道出现流量不连续和偏差管温度反向分层问题。相对流量偏差和(火积)耗散偏差的变化规律一致,I型布置相比U型和Z型布置更好。

Dual-Object: 面向对象的并行程序设计

面向对象的并行程序设计提供了类似于共享内存模型对通讯和计算的抽象能力，从而非常适合于大型并行软件系统的开发．但是基于远程对象调用的分布式对象的实现效率一直是面向对象方法在分布式／并行程序设计中得到广泛应用的障碍．本文介绍了并行机ＭＡＮＮＡ上所采用的面向对象的并行程序设计模型——Ｄｕａｌ－Ｏｂｊｅｃｔ模型．该模型通过引入从语义角度出发给出的数据一致特性的描述，在一定程度上解决了实现效率低下的问题．其次，文章通过程序设计实例详细地讨论了基于Ｄｕａｌ－Ｏｂｊｅｃｔ模型的扩展Ｃ＋＋并行程序设计，并给出了部分实际测试结果．

基于Parallel I/O模式的Lon-232网关设计

介绍一种基于Neuron芯片和单片机89C51联合作为通信控制器的RS232-Lonworks的网关设计,并给出详细的硬件电路图,着重介绍在网关中parallel I/O通讯方式的选择和通讯协议的实现过程,以及神经元模块和89C51单片机的程序编写流程。

基于双模式分解多通道输入的VSC-STATCOM逆变器故障诊断模型

针对传统电压源型静止同步补偿器中逆变器故障诊断存在的信号特征提取不充分,深度学习网络识别能力不足以及高噪声情况下识别率较低等问题,提出了一种基于双模式分解、多通道输入(MCI)、并行卷积神经网络(PCNN)、双向长短时记忆(BiLSTM)网络和自注意力(SA)机制组合的逆变器故障诊断方法。首先利用变分模态分解和时变滤波经验模态分解对逆变器输出的三相电流进行分解,降低原始信号复杂程度,实现不同模态分量间的规律互补;其次,利用MCI-PCNN-BiLSTM-SA组合模型对特征矩阵进行深层特征提取、学习和识别;最后,通过仿真进行验证,结果表明所提方法特征提取能力较强,在无噪声情况下平均识别率高达99.48%,在高噪声情况下平均识别率达95.59%。

基于并行小波算法的多模态数据近似匹配模型构建

针对近似匹配过程易受数据冗余性、异构成分等的影响,提出了基于并行小波算法的多模态数据近似匹配模型。该模型首先采用并行小波算法剔除多模态数据中的噪声,避免噪声对匹配过程产生影响;其次采用张量分解的聚类算法将不同相似度的数据划分到不同类簇中,以消除不同类簇的数据差异度;最后将预处理后的数据输入到基于空间方向近似性的数据匹配模型中,通过计算参考数据与待匹配数据之间的空间方向近似度、编辑距离完成多模态数据的近似匹配。实验结果表明,所提方法的匹配查准率高、查全率高、匹配时间短。

高普平行通道列车开行结构调整优化模型研究

铁路通道作为连接区域中心和枢纽的重要运输纽带,对旅客出行、货物运输以及区域经济的发展具有重要意义。在高速铁路和普速铁路双网融合的背景下,如何优化高普平行通道内列车开行结构,实现客运提质、货运增能,已成为关键问题之一。针对区域内平行通道列车开行状况,为满足路网能力提升及运行图优化需求,研究基于客货分线和列车运行图优化模型理论,在列车运行图基本约束的基础上综合考虑列车跨天运行以及V形天窗的情况,以高速铁路和普速铁路列车始发终到调整时间最小和高速铁路列车数量增加最多为双目标函数,构建了高普平行通道列车开行结构调整优化模型。通过案例分析验证了模型的有效性,优化了现有列车开行结构,实现了既有运行图新增列车运行线,研究结果为通道内列车开行方案调整提供理论依据。

皖南初春平行线状对流系统引发的大暴雨分析

利用多源气象观测资料和欧洲中心ERA5再分析资料研究2022年3月中旬安徽南部的一次大暴雨过程。结果表明:受稳定的贝湖东部低槽、西北太平洋副热带高压与东移加强的华西疏散槽共同影响,地面冷锋快速南下,引发大暴雨的中尺度平行线状对流系统形成于地面冷锋附近大别山区南部迎风坡上并向东移动,呈现出列车效应。对流层中低层西南急流、低涡切变、大的垂直风切变为其发展、维持提供了有利的环境条件;复杂地形对平行线状对流系统的发展演变具有重要作用,山地增强了南北水平温度梯度,并通过迎风坡或喇叭口的近地面风场辐合不断产生新的上升气流,低层对流触发后不断随着偏南气流北移,形成线状对流系统,呈现出后向传播特征;整个平行线状对流随着中层引导风向偏东方向移动,强降水中心太湖不仅有东南风与北侧绕大别山区南下的东北风辐合,且处于迎风坡的喇叭口,地形抬升加强辐合作用,对流发展最为旺盛;双偏振雷达参量和雨滴谱仪显示,太湖上空为粒子数密度大的大雨滴,降水效率高。

具备低电压穿越能力的自均压型混合直流变换器研究

输入串联输出并联型(input-series output-parallel,ISOP)直流变换器广泛应用于能源互联网中的直流电网场景,其关键问题在于解决系统模块间输入电压不均衡。为此,结合谐振型和移相型双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器,提出一种具备自适应均压能力的混合型模块化ISOP型直流变换器,系统同时具备谐振型DAB的高效率和移相型DAB的灵活控制能力。通过在DAB源端的滞后桥臂中点增设无源的LC谐振支路,该谐振支路与相邻子模块的2个半桥模块共同构成非隔离型双有源半桥,以此来实现系统输入电压的自适应均衡。此外,提出一种低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)方法,在DAB前端连接电压调整模块,模块内部的高频变压器的副边串联电感,当系统输入输出侧发生电压跌落时具备故障穿越的能力,提高系统的暂态可控性。最后,在MATLAB/SIMULINK环境下搭建模型进行验证,可以证明系统的自适应均压性能及故障穿越方法的有效性。

基于进风优化的混合动力双电机油冷热管理系统研究

针对某款采用双电机油冷器冷却的串并联式混合动力汽车,设计一套动力热管理系统。综合三维和一维仿真方法建立热管理仿真模型进行进风量和油温仿真分析,并根据仿真结果进行优化设计。

基于对偶四元数法的Stewart平台运动学研究

作为一种多自由度并联机构,Stewart平台在工业自动化、飞行模拟及医疗设备等领域具有广阔应用前景。研究Stewart平台的运动学特性,并提供数学模型和解决方法,可以实现对其运动和位置的准确控制。基于6-UPS型Stewart并联机器人平台,引入了对偶四元数的概念,探讨了Stewart平台的运动学特性,提出了一种高效的并联机器人运动学求解算法。研究结果表明,在描述并联机器人的运动学中,对偶四元数法具有更简洁的表示形式和更少的用来表示刚体位姿的未知数个数,具有明显优势。

基于扩张状态观测器的并联直流变换器增强控制策略

为进一步改善并联直流变换器在多种内外部扰动下的动态性能,提出一种基于双闭环扩张状态观测器(ESO)的增强控制策略。该策略将比例调节器与ESO相结合,然后分别应用于公共电压外环和各个电流内环,实现各功率单元的动态均流,也强化对输入电压扰动的抑制能力,且无需额外传感器。首先,根据并联变换器的状态方程,推导内环电流ESO控制的表达式。然后,根据电流闭环极点的分布情况,从理论上分析ESO型电流内环在输入电压扰动抑制方面强于比例积分型电流内环的原因。此外,借助伯德图,给出ESO型电流内环对电感失配的鲁棒性更强并能有效消除动态电流偏差的理论依据。最后,使用三相buck变换器进行不同方案的对比验证,实验结果证明了所提策略在改进动态性能方面的有效性和先进性。