模块化多电平变换器研究综述

针对模块化多电平变换器(MMC)的各种子模块拓扑结构,分析了其运行方式及特点,通过解析的方法得到了其输出和环流等效电路,并总结了各种子模块拓扑的应用场合。同时针对MMC不同的调制方法,利用精确的解析表达式对其线性度、谐波特性进行了比较分析。针对MMC不同的电容电压平衡策略,从系统成本、控制复杂度、系统损耗分布等方面进行了比较研究。介绍了国内已经建成的和正在建设的4条基于MMC的柔性直流输电工程,比较了这4条线路的电压等级、系统容量以及运行特点。研究结果表明,最近电平调制法简单、易实现,一般结合排序算法实现电容电压平衡,适用于子模块数较多的场合,载波移相法的等效开关频率较高,输出电压谐波小,可以利用闭环算法或者排序算法实现电容电压平衡,在子模块数较少时仍可适用。

用于绝对相位还原的对称式和非对称式二元结构光编码

基于邻域分析的相移法不适合阶跃场景测量且往往会造成相位误差的积累,为此提出了用于获取绝对相位的对称式和非对称式二元阶梯相位结构光编码方法.两种方法编码图案不同,对称式编码方法编码图案黑白条纹的宽度相等,非对称式不等.通过投影多帧二元结构光编码图案,结合相移法相位提取公式获得阶梯相位.测量时,基于传统正弦条纹投影和相移法获得高准确度包裹相位,并用阶梯相位确定对应包裹相位的级次.根据级次直接进行相位展开,进而获得绝对相位.以量块作为测量对象,两种方法的测量均方根误差达到0.072mm.两种方法均能够有效还原阶跃场景,实现三维重构.

鞋跟高度对青年女性下楼梯步态的影响

目的研究鞋跟高度对青年女性下楼梯步态的影响,分析女性穿高跟鞋下楼梯时的风险因素。方法利用红外高速运动捕捉系统测试17名青年女性穿4种不同鞋跟高度皮鞋下楼梯的步态,计算受试者的步态时空参数和下肢关节角度。结果与穿平跟鞋相比,穿3、5、7 cm高跟鞋下楼梯时步态周期增大,支撑相和双支撑相所占步态周期比例减小,步宽显著减小。与穿平跟鞋相比,穿5、7 cm高跟鞋下楼梯时踝关节矢状面内关节活动幅度均较小,穿3、5、7 cm高跟鞋时踝关节水平面内关节活动幅度均较大。穿3、5 cm高跟鞋时膝关节矢状面内关节活动度显著小于穿平跟鞋,穿3、5、7 cm高跟鞋时膝关节水平面内关节活动幅度显著大于穿平跟鞋。穿5、7 cm高跟鞋时髋关节最大屈曲角度显著大于穿平跟鞋,穿3、5、7 cm高跟鞋时髋关节最小屈曲角度显著大于穿平跟鞋。结论随着鞋跟高度的增加,下楼梯时摆动期占步态周期百分比和步态周期都增大,而支撑相占步态周期百分比、双支撑相(后期)占步态周期百分比和步宽都减小,增加了下楼梯时跌倒的危险;同时,踝、膝关节矢状面内的关节活动幅度逐渐减小,水平面内的关节活动幅度增大。研究结果有助于深入了解鞋跟高度对穿着者下楼梯步态的影响特征和规律,为分析下楼时可能出现的损伤危险提供依据。

50Hz三相正弦波参考电压信号电路的设计

设计了一种50Hz三相正弦波参考电压信号产生电路,分析了电路工作原理及各部分功能,给出了电路参数的选择方法及实验波形。实验研究表明:此电路具有结构简单、容易实现、性能优良等特点,所生成的基准信号的幅值和频率稳定、波形失真度小且幅值可调。

基于两类阶梯模式的相位展开

为了加强相位展开过程的准确性和鲁棒性,提出了一种新颖的梯形相位展开算法。该算法结合了灰度和相位两种编码方式进行相位展开。基于灰度的相位展开可以通过投射不同的灰度确定不同的等级,但是当条纹周期非常小,相应的灰度差异也非常小,使相位展开出现错误。相位展开具有很强的鲁棒性,但本身计算量很大。与传统算法相比,该算法设计了两类模式快速地恢复绝对相位。第一类模式是基于灰度信息对全局调制光栅进行分割,第二类模式是基于相位进行编码,同时在第一模式中对全局调制光栅进行更加细致的分级,第二类模式变化的周期与包裹相位的截断周期一致。因为颜色能够简单而且准确地确定边界,同时相位有很好的鲁棒性,因此,能够准确地恢复绝对相位。实验结果表明:提出的算法能够准确地确定包裹相位的等级,而且能够快速地得到物体表面的三维信息。

基于阶梯等效比热容的潜热型功能热流体换热特性研究

相变微胶囊悬浮液是一种集换热与蓄热一体的传热工质,基于等效比热模型,通过对阶梯比等效比热模型和实际比热图形的特点,分析模型的适用性,并研究阶梯数量对模拟结果的影响,得出合适数量阶梯等效比热容模型。

改进的阶梯相位去包裹算法研究

为减少投影条纹数量,提高测量速度,提出了一种改进的阶梯相位去包裹算法。算法采用彩色条纹投影测量物体三维形貌,将正弦和阶梯相位条纹分别输入彩色图像的红色和蓝色通道构成彩色条纹,由DLP投影仪将四步相移彩色条纹投影到待测物体上,由彩色CCD相机采集。利用颜色分离技术得到2组四步相移条纹图,其中一组为4幅正弦条纹,由四步相移法求得正弦条纹包裹相位,另一组4幅阶梯相位编码条纹图,由与正弦条纹周期一致的阶梯相位构成,经阶梯相位解码确定条纹级次,利用自校正算法去除条纹级次噪点后,实现相位去包裹。进行了实际测量,结果表明,本方法测量精度与采用四步相移法相当,但只需4幅条纹图,有效减少了投影和采集的条纹数量,提高了测量速度。

适用于快速三维形貌测量的二元结构光编码优化方法

为避免多级灰度值编码所带来的非线性问题,并进一步提高测量速度和适应性,提出了一种二元阶梯相位编码方法。首先,利用传统N步相移法,投影若干幅正弦光栅条纹到待测物体表面,接着投影若干幅相移条纹对应的采用二值化编码的条纹;在通过四步相移法求得光栅条纹的包裹相位后,利用二值编码条纹解调后得到的阶梯相位,确定光栅条纹的周期级次;最终根据周期级次对包裹相位进行解包裹得到绝对相位,完成相位去包裹。利用二值化条纹进行阶梯相位编码的方法,克服了传统阶梯相位编码方法使用多级灰度值引起的非线性问题。实验结果表明,以单通道投影图像数目为标准,在同等条件下,与已有的同类方法相比,本文方法的测量速度提高了12.5%,且适应性强,能够有效地进行物体的三维形貌测量。