电气工程专业学员创新能力培养探析

本文在调查分析的基础上,分析了军校学员创新能力培养过程中一些误区,提出了解决的办法,并在电气工程专业的电类课程实验中进行了大胆的尝试。

电气技术在现代化煤矿中的应用与发展

随着中国煤炭业的不断发展,如何高效、安全、可靠地采煤已成为煤炭企业稳定发展的核心问题。而机械化和电气自动化水平的不断提高正好迎合了企业的发展需求。在现代煤炭市场竞争中,各煤炭企业都积极地应用现代化技术,以提升企业竞争力。基于此背景,笔者从电气化在煤炭开采中的应用出发,阐述了电气技术在当今煤炭行业的发展情况,及对提高企业竞争力的意义。

装备电气三维虚拟教学系统设计与实现

针对装备电气传统教学方法不能适应现代装备发展需要的问题,设计了一套适用于"武器装备电气系统"系列课程的虚拟教学系统,采用3DS Max+Cult3D+Delphi方式来实现虚拟效果,并介绍了系统功能模块和详细的开发设计流程。该系统有利于学生自主学习,增强了教学互动性和沉浸感,提高了学习效果。

电气系统测试技术研究

为了研究电源系统的供电性能,需要对其工作原理进行分析。本文通过建模仿真的方法,模拟电源系统的工作过程,在建模时,利用模块化的思想,将结构复杂的电源系统分为基准信号产生及误差比较放大电路、晶体管开关电路和纹波控制电路几个模块。编译运行后,得到了电源系统输出性能指标的波形,与理论波形相符。

无线传感器网络数据融合技术

数据融合技术是无线传感器网络的一个关键技术,能减少传感器节点间的传输量,从而明显提高网络感知效能,延长网络生命周期,减小时间延迟。通过对尚处于研究阶段的数据融合技术进行详细分析与研究,阐述了数据融合技术的重要性,并分类介绍了现有的主要数据融合方法,最后指出该研究领域当前面临的挑战以及需要进一步研究的方向和有前景的研究课题——压缩感知。

基于气隙磁场定向的无传感器交流跟踪励磁控制

为提高电站输出电压的瞬态、稳态性能指标和供电系统的安全及整体性能,采用气隙磁链分析的方法,分析了电压瞬间跌落的成因和大小,结合扩展卡尔曼滤波(EKF)、磁链观测技术和交流跟踪励磁控制技术,对同步发电机非线性状态模型的参数观测、无传感器气隙磁场定位和交流跟踪励磁控制,进行了详细的理论分析。根据具体电站供电系统参数,经过仿真分析和验证,并与传统励磁控制效果比较,发现建压时间缩短至原来的1/2,电压稳定时间缩短至原来的2/3,功角变化迅速,机械冲击小。

基于电磁仿生概念的静电放电注入损伤防护模型设计

随着半导体制造工艺水平和电路集成度的不断提高,加之电磁环境日趋复杂、多变,使得应用于电子系统的传统电磁防护和抗扰方式的不足正日渐突出,导致典型现场可编程逻辑门阵列(FPGA)芯片的电磁抗扰度逐渐下降。以广泛应用的FPGA为研究对象,针对典型近场危害源静电放电(ESD)的防护问题,利用试验方法模拟人ESD注入FPGA芯片对其内部电路造成损伤的过程,建立FPGA受ESD损伤的行为级故障模型,结果表明,电子系统与生物系统受损过程具有某些相似的规律。进而基于电磁仿生学的思想,设计了具有冗余机制和结构自组织功能的虚拟细胞模型,利用遗传算法实现故障自修复的功能。最后利用马尔可夫模型分析其稳态可用度,证明在随机ESD事件频繁发生并导致电路损伤时,此模型仍能保持较高的可用度和安全性。

脉冲涡流热成像裂纹检测机理仿真分析

脉冲涡流热成像技术由于在导电材料缺陷检测中的优势而成为无损检测的热点。本文运用电磁感应原理及热传导理论,建立感应加热数学模型,利用有限元法分析电磁激励热成像检测缺陷的机理。利用COMSOL有限元软件建模分析了导磁材料和非导磁材料中两种基本裂纹slot和notch附近涡流场和温度场的分布情况,通过分析裂纹附近涡流密度大小和温度场的变化曲线,指出检测导磁和非导磁材料裂纹的最佳观测时间以及温度响应,为下一步的裂纹定量检测提供理论指导。

用于架空线缆电磁脉冲响应计算的Agrawal和Vance模型比较

为研究在电磁脉冲(electromagnetic pulse,EMP)的作用下,Agrawal和Vance模型在计算线缆响应方面的异同,从理论和仿真两方面分析了2种模型在传输线方程、微分变量、边界条件及激励源方面的区别。结果表明:由于Agrawal模型比Vance模型多出2个由垂直电场产生的等效集总源,故前者计算结果大于后者;若不考虑负载端由垂直电场产生的等效集总源的影响,Agrawal和Vance模型将获得相同计算结果。最后,对于线缆架设高度、线长、电磁脉冲入射角度等参数对2种模型计算结果的影响进行了仿真分析。结果表明:架空线缆线上感应电流分别随架设高度和线长的增加而增大;在[0,π/2]范围内,感应电流分别随极化角、方位角的增加而减小,随俯仰角的增加而增大。

改进的双指数函数雷电流波形及其辐射电磁场的计算

双指数波形是国际雷电防护标准IEC62305,建筑物防雷设计规范GB50057—2010和美军标MIL—STD—464规定的雷电流标准波形。因此研究双指数波形作为雷电通道基电流产生的空间辐射电磁场有重要的价值。在计算雷电辐射场时,通常会对通道基电流表达式进行求导和积分运算,使计算过程非常复杂。本文基于传输线(TL)模型,使用泰勒级数展开的方法将作为通道基电流的双指数波形进行改进,利用偶极子法推导出回击电流的辐射电磁场的解析解。该方法使求解雷电辐射电磁场过程简便,并且增加了修正因子重构雷电通道基电流波形,使计算结果更准确。

基于灰色支持向量机的裂纹扩展信息预测研究

针对裂纹扩展是一个典型的非线性、随机过程,且裂纹数据样本少、获取困难等问题,提出一种基于灰色支持向量机的裂纹扩展预测模型。首先通过灰色模型对原始序列进行数据生成,以增强数据的规律性;然后选择合适的核函数,并用试验数据修正核函数;最后用支持向量机进行预测,并还原数据,得到预测结果。将其应用于某航天发射塔架裂纹扩展预测中,并与灰色模型、单一支持向量机、最小二乘支持向量机进行预测性能对比,结果表明,灰色支持向量机预测性能最优。同时也为裂纹扩展预测及提高预测性能提供一种新途径。

有限长度埋地多导体电缆对外界电磁场响应特性分析

为研究埋地多导体电缆耦合外界电磁场的变化规律,利用快速Fourier变换和逆变换技术,结合多导体传输线的链参数方程导出了外场辐照下电缆两端感应信号的频域、时域计算公式,研究了电缆末端感应电流的变化规律。结果表明:感应电流随电缆埋地深度的增加而减小,分别随大地电导率和相对介电常数的增大而减小,随着导体电导率的增大而无明显变化,及随着线长的增加而增大;在[0,90°]范围内,感应电流分别随极化角、方位角的增加而减小,随俯仰角的增大而增大;以特性阻抗值为分界点,当电缆端接阻抗值在小于或大于特性阻抗值的范围内分别变化时,感应电流会呈现不同的变化规律。此研究方法和结论对于埋地电缆的电磁防护有一定参考价值。

全开放实验教学智能化管理系统研究

利用单片机控制技术和射频收发技术，分析论证了全开放实验教学智能化管理系统。该系统由硬件系统和软件系统构成，其中硬件系统包括控制室主系统和实验室子系统．二者之间通过射频收发芯片进行数据交换；软件系统涵盖了实验教学系统、实验辅助系统、实验教学管理系统和用户管理4个模块。实践证明，该系统具有很好的应用前景和推广价值。

基于三维有限元法的漏磁场分析

针对磁偶极子模型和二维有限元法在分析漏磁场过程中存在的不足,采用三维有限元分析漏磁场。根据麦克斯韦方程组和三维有限元分析原理建立了数学模型。利用数学模型对漏磁信号进行了仿真分析,得到了三维磁通密度矢量图和它的径向分量曲面图,直观地显示了缺陷附近漏磁场的特点。同时研究讨论了缺陷长度、检测路径位置和提离值对漏磁信号峰峰值的影响。为进一步对漏磁场的研究打下基础。

开放式实验教学管理模式的改革与实践

通过分析开放式实验教学管理模式中存在的问题,提出了解决问题办法和措施,进一步完善了管理模式,并阐述了新模式的总体结构、管理流程和管理功能等。并对开放中的安全保密工作进行了探讨。

基于LS-SVM的管道二维漏磁缺陷重构

针对铁磁材料的无损评估中,漏磁信号描述缺陷的几何特征难点,提出了应用支持向量机对二维缺陷重构的新方法,支持向量机输入是漏磁信号,输出是缺陷轮廓数据,建立了由缺陷的漏磁信号到缺陷二维轮廓的映射关系。网络学习采用最小二乘算法,训练样本由实验数据与仿真数据组成,测试样本为人工裂纹缺陷。该方法实现了人工裂纹缺陷的二维轮廓的重构,并与径向基神经网络重构结果进行了比较。试验结果表明,该方法具有速度快、精度高和很好的泛化能力,为漏磁检测定量化提供了一种可行的方法。

自适应小波阈值在磁记忆信号降噪处理中的应用

用金属磁记忆方法检测时信号常常被各种噪声污染,为了降低噪声的干扰,对传统阈值方法的局限性进行了分析,并在改进阈值函数的基础上提出了一种自适应小波阈值降噪方法。通过仿真实验对该方法的性能进行了验证,然后将其应用于磁记忆信号的降噪处理中,结果表明算法较好地剔除了信号中的噪声,提高了重建信号的噪声抑制率,降低了信号的失真率,是一种可行的磁记忆信号降噪方法。

多尺度多元素形态滤波自适应降噪研究

针对基本的数学形态滤波器存在的问题,提出了一种多尺度多元素形态滤波自适应降噪方法,首先利用不同尺度不同元素的基本形态滤波器对信号进行处理,得出各个误差。根据计算误差,设定权重系数级联基本的形态滤波器,对信号进行自适应降噪。针对正弦信号中复杂噪声干扰的特点,在信号中加入各种噪声,利用提出的方法对信号进行处理,并与多尺度滤波器进行了比较,证明了改进方法的有效性。通过将多尺度多元素形态滤波器应用于旋转检测地磁定向信号中分析与运算,有效降低了正弦信号中的噪声,提高了地磁定向精度,验证该方法降噪的有效性。

基于法拉第电磁感应法的脉冲强磁场测量方法

由大电流对负载高压放电产生的脉冲强磁场磁场强度高,随时间变化剧烈。为解决测量系统不仅要有较宽的量程,还要有很快地响应速度的问题,研究了根据法拉第电磁感应定律,通过线圈感应电动势确定磁通量的变化,进而得到磁场的强度的测量方法。从线圈各匝间的绝缘和多次测量使用考虑,采用了单匝线圈作为测量元件,并通过良好的接地和屏蔽措施提高测量系统的稳定性和抗干扰能力。将磁场测量结果与通过电流计算的理论值比较,误差很小,这验证了方案的可行性。线圈制作简单,只要解决好屏蔽问题,就可以作为一种测量强磁场的有效手段。

无线电引信执行电路抗超宽谱电磁脉冲研究

为了研究强无线电引信对电磁脉冲辐照效应的防护加固措施,对某型引信执行电路进行超宽谱辐电磁脉冲(UWS-EMP)辐照实验,分析了超宽谱电磁脉冲干扰引信执行电路的原因是它能够使引信执行电路中的晶闸管意外导通,使引信发火。对防护加固改造前后的引信执行电路用UWS-EMP进行了对比辐照实验,用PspiceA/D仿真软件进行了仿真实验,结果证明防护加固措施大大提高了无线电引信执行电路抗UWS-EMP的能力,而且对引信的性能没有影响。