工科院校大学生志愿服务工作创新研究——以沈阳工业大学电气工程学院为例

青年志愿服务是当前大学生思想政治教育工作的有效载体,沈阳工业大学电气工程学院根据工科院校学生特点,开展了一系列富有特色的志愿服务活动,促使志愿服务活动常态化、制度化、规范化,将志愿服务工作推向新高度,形成“校地互动、资源共享、互惠共赢”的志愿服务新模式。

面向“卓越工程师教育培养计划”实践创新型电气工程人才的培养

工科学生工程实践能力的培养是培养创新型人才的重要途径,也是"卓越工程师教育培养计划"的精髓所在。通过聘请行业内实践经验丰富的高级工程师为企业导师;通过面向企业提供订单式、模块化人才培养模式;通过采用集中与分散式相结合的企业培训以及社会实践活动;通过学生参与各级各类的创新能力大赛,探索我校电气工程及其自动化专业依托工程实践教育理念的创新型工程人才培养的新模式。

面向工程教育认证的电气工程专业人才培养模式改革

为了顺应国际教育与科技的发展趋势,培养高素质的工程技术人才,我校电气工程及其自动化专业以工程应用创新能力培养为主线,提出了面向工程教育认证人才的培养原则,同时依据工程教育认证标准对专业知识点的要求,制定相应的培养目标,改革教学方法、教学手段及考核方式,并对教学活动实施持续有效的改革。

电气工程及其自动化专业培养方案改革探讨

专业培养计划的制定与实施决定着所培养人才的专业素养与质量,科学制定教学计划对于人才培养具有十分重要的意义。电气工程及其自动化是一个由多个专业合并的宽口径专业,其教学培养计划的制定,应充分考虑不同学校的实际情况、已有的专业特色和学生素质,以就业市场对人才的需求为导向,充分体现人才培养特色。为更好的贯彻上述指导思想,我校对电气工程及其自动化专业的培养计划进行了重新修订,本文对新修订教学计划的总体思路和主要改革措施进行了论述,介绍了其主要内容与特点,提出了保障新教学计划贯彻实施的保障体系。

电路理论在电气工程中的若干应用

电路理论的发展,充分体现了理论来源于实践,又反过来指导实践的过程。在教学过程中,加强实际应用方面的举例,会使教学过程更加生动。本文通过给出动态电路、非正弦电路、谐振电路和三相电路等电路理论,在整流滤波、电容器交流耐压实验和高压柜中互感器特殊连接等电气工程中的若干应用,为电路理论教学提供一些工程应用方面的例子。

电气工程专业人才培养模式的改革

根据社会对电气工程人才基础知识、专业特长和工程实践能力的最新要求,我院对教学计划、课程内涵、教学方法和实践教学等进行了大胆改革。以毕业生就业市场需求为导向,以提高特色人才培养质量为目的,在专业建设和人才培养模式上进行的改革与建设有效促进了课程建设、专业建设、学科建设与队伍建设的协调发展,推广后取得了很好的改革成效。

工业化进程与技术创新发展思路——以沈阳工业技术发展为视角

通过分析工业发展历程,对技术创新发展进行总结,并进行初步展望。沈阳是我国工业发展起步较早的城市,在工业技术创新发展中有着举足轻重的作用。以技术创新为主线,分析沈阳从第三次工业革命至今的工业发展,总结各个阶段的技术发展特点,能对我国工业技术创新发展有着更加深入的微观认识。在"再工业化"与新型工业化视角下,从七个方面对工业发展新阶段对技术创新的影响进行分析,以期对技术创新发展做出合理预测。

大学生返乡就业推动乡村振兴的发展现状与对策

人才振兴是乡村振兴的基础和保障,实施乡村振兴战略,人才振兴要先行。随着相关政策的出台和“大学生红利”的形成,乡村振兴有了新机遇。大学生返乡就业能够推动乡村振兴的可持续发展,相关活动会受到内在、外在及政策等多重因素的影响。基于此,通过实践孵化培养大学生创业就业能力、构建智能乡村提供就业土壤、因地制宜发展乡村特色产业等路径,推进大学生返乡就业的有序进行和高质量发展,为乡村振兴助力。

考虑热成像图元畸变的风电场电气柜温度预测

针对风电场内机组及变电站电气柜热成像温度监测中镜头畸变导致的温度值映射偏差和预测精度低的问题,提出一种基于混合深度神经网络的风电场电气柜温度误差校正和预测方法。该方法利用高斯卷积核结构对含噪图元进行滤波处理,完成图元去噪。建立多层卷积神经网络温度校正模型(CNNs),将去噪后的图元作为输入,消除图元数据中畸变点导致的测温误差,可提高温度值与目标测点间映射关系的精确度。基于校正赋值后的温度数据建立XGBoost-LSTM加权融合预测模型,输出关键监测点温度预测值可用于风电场设备故障预警中,基于模型结构差异性特点对所加入权重的训练来提高融合模型预测的准确率。算例结果表明该文所提方法可有效校正图元畸变并大幅提高预测精度。

乡村振兴视角下大学生“三下乡”社会实践路径

随着国家乡村振兴战略的不断推进,大学生进行“三下乡”参与社会实践,有利于促进乡村振兴和大学生健康成长;乡村振兴所需人力、物力、财力增多,特别是对于人才的需求极为迫切,亟需探讨大学生“三下乡”参与社会实践的路径研究,这不仅有助于乡村、高校的进一步发展,也对大学生能力素的养成具有积极意义;大学生“三下乡”社会实践路径,应紧紧围绕产业、文化、人才、生态等方向开展,使大学生深钻乡村,有效促进乡村振兴。

基于季节性碳交易机制的园区综合能源系统低碳经济调度

为有效提高碳排放配额分配的合理性,并且避免年度结算时碳排放量超标导致环境污染加剧问题,提出基于奖惩因子的季节性碳交易机制,以园区综合能源系统(park integrated energy system,PIES)为对象进行低碳经济调度。首先,构建包含能量层–碳流层–管理层的综合能源系统(integrated energy system,IES)运行框架,建立电气热多能流供需动态一致性模型;其次,分析系统内“日–季节–年度”碳排放特性,打破传统应用指标法的配额分配方法,采用灰色关联分析法建立碳排放配额分配模型,并基于奖惩阶梯碳价制定季节性碳交易机制;最后,以系统内全寿命周期运行成本及碳交易成本最小为目标,对执行季节性碳交易机制的PIES进行低碳经济调度,分析长时间尺度下季节性储能参与调度的减碳量。搭建IEEE 33节点电网5节点气网7节点热网的PIES,并基于多场景进行算例分析,验证此调度方法能够实现零碳经济运行,保证系统供能可靠性,为建立零碳园区奠定理论基础。

YASA轴向磁通永磁电机定子槽漏感计算

定子槽漏感是定子无轭模块化(yokeless and segmented,YASA)轴向磁通永磁电机电感的主要分量,会降低电机的功率因数和最大输出转矩。该文提出定子槽内微小单元磁场能量法计算YASA电机的定子槽漏感,通过建立计及铁心饱和影响的二维等效磁网络模型准确计算槽内微小单元储存的磁场能量,进而计算定子槽漏感。基于所提出的方法,进一步研究定子结构参数以及极槽配合对YASA电机定子槽漏感的影响规律。有限元仿真和实验结果表明,该文所提出的YASA电机定子槽漏感计算方法的可行性和准确性。

基于多目标灰狼算法的漂浮式风电机组浮台内TMD参数优化

针对漂浮式风电机组浮台内调谐质量阻尼器(TMD)参数调优的问题,以5 MW Barge型漂浮式风电机组为研究对象,采用多目标灰狼算法(MOGWO)优化TMD参数配置。首先,基于欧拉-拉格朗日方程建立浮台内含TMD的漂浮式风电机组动力学模型,采用Levenberg-Marquardt(LM)法进行模型未知参数辨识;其次,同时考虑塔顶和塔基控制目标,采用MOGWO算法优化TMD的刚度和阻尼参数;最后,在不同工况下进行仿真分析。结果表明:相对于传统的单目标优化算法,使用MOGWO算法参数优化后的TMD对风电机组具有更好的振动抑制效果。

不平衡电网下无刷双馈风电系统的虚拟同步发电机控制

无刷双馈发电机(brushless doubly-fed reluctance generator,BDFG)在风力发电领域有着广阔的应用前景。基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)的无刷双馈风电系统具有一定的电网频率支撑能力,但在电网电压不平衡工况下运行性能较差。提出了一种不平衡电网工况下无刷双馈风电系统的虚拟同步发电机策略,来降低不平衡的电网电压对BDFG系统的影响;其核心思想为使用原有BDFG-VSG来控制正序分量,在功率绕组正向同步旋转坐标系下使用基于降阶广义积分器(reduced order generalized integrator,ROGI)的直接谐振控制调节负序分量。详细分析了电网电压不平衡对BDFG各电量的影响,据此提出了5种可供选择的优化目标,最后通过仿真验证了该策略的有效性。所提出的策略可抑制不平衡电网工况下BDFG的各电量中的负序分量或二倍频分量,无需计算负序电流的参考值,对电网具有友好性。

基于扰动观测器和改进自适应二阶快速终端滑模的PMLSM伺服系统控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行时易受到摩擦力、负载扰动及环境变化等不确定影响,设计一种基于扰动观测器和自适应二阶快速终端滑模控制方法。首先,该方法在高阶滑模的基础上结合了快速终端滑模控制,有效加快了系统响应速度。其次,在二阶滑模面的基础上引入条件积分项,该项仅作用于边界层内部,能够有效避免滑模到达阶段由于积分饱和现象导致的超调量过大及响应时间过慢的问题。此外,设计自适应切换控制律,使切换增益在合理的区间内,并根据系统状态进行实时更新,从而削弱抖振现象。最后,为进一步提升系统的鲁棒性,采用扰动观测器对PMLSM系统的集总不确定性进行补偿。经实验验证,该控制方法具有良好的位置跟踪精度和强鲁棒性,且对系统抖振现象有明显削弱作用。

永磁直线同步电机改进预测电流控制

永磁直线同步电机(PMLSM)预测电流控制(PCC)时存在易受参数变化和延迟以及负载扰动影响,为此提出基于二阶超螺旋滑模观测器(STSMO)的改进型PCC。首先,建立包含不确定性的PMLSM动态数学模型。然后,为了补偿参数变化以及延迟的影响,采用二阶STSMO估计下一周期的电流和参数变化造成的扰动电压,估计值用以计算下一周期的给定电压,以提高电流跟踪精确度,通过李雅普诺夫函数证明观测器的稳定性。同时,采用基于改进指数趋近律的自适应滑模控制器(ASMC)对速度进行跟踪,将状态变量和滑模面加入到指数趋近律中,不仅削弱了电流抖振,且进一步提升了系统的鲁棒性。半实物仿真实验结果表明,与传统PCC相比,提出方法能有效地抑制不确定性对系统影响,使系统具有更好的跟踪性能和鲁棒性。

基于弹性力学-热力学的变压器铁芯磁致伸缩振动模型与松动故障诊断方法

为了准确分析变压器铁芯磁致伸缩现象,建立了弹性力学与热力学耦合的铁芯振动理论模型,并基于奇异性分解理论提出了松动故障诊断方法。首先通过耦合弹性力学中的应变能和热力学中的弹性自由能,建立了表征变压器铁芯多频段的磁致伸缩振动数学模型;接着考虑了基于弹性力学的非线性力-磁耦合机制的影响,建立了振动多频段多物理场仿真模型,得到了铁芯0~1000 Hz的多频段振动特性;然后搭建了变压器铁芯磁致伸缩振动采集平台,对10 kV变压器铁芯进行了振动监测试验。试验结果表明,铁芯振动除100 Hz基频以外,还含有200~600 Hz的振动信号,A、B相的实测结果分别为0.009、0.023 m/s^(2),仿真结果分别为0.009、0.023 m/s^(2),仿真与试验一致,验证了仿真模型的正确性;之后建立了铁芯松动故障模型,得到部分与完全松动状态下的振动特性。最后,对获得的振动信号进行故障诊断,以铁芯正常、部分松动、完全松动的不同状态信号为基础,提出了基于奇异性分解理论的方法,计算的特征量分别为0.0524、0.2822、1.5059,说明随着松动程度的逐渐加剧,特征量逐渐增大,验证了诊断方法的准确性。

高压断路器操动机构驱动电机及其控制技术研究

高压断路器操动机构用电机驱动提高了断路器运行的可靠性与可控性,因此设计了一套适用于126 kV真空断路器的电机操动机构。基于操动机构动力学分析结果确定驱动电机转矩、转速要求,提出一种有限转角永磁无刷电机设计方案,研制样机进行联机试验完成动作要求检验。在此基础上,设计分段转矩控制策略,结合驱动电机输出转矩需求将操动机构的运动过程分为4个阶段,从降低触头碰撞、避免预击穿现象发生、提高断路器工作可靠性角度对各阶段电机输出转矩进行动态调节。结果表明:所研制的驱动电机配合分段转矩控制策略,在保证灭弧室对操动机构动作时间、动作速度要求的前提下,实现了操动机构的运动过程优化和工作可靠性提高,促进了断路器智能化操作进程。

基于代理模型的双气隙混合转子低速大转矩同步电机优化设计

为解决常规低速大转矩电机普遍存在体转矩密度低、永磁体用量多等问题,提出了一种双气隙混合转子低速大转矩同步电机拓扑结构。然而,该种电机结构相对复杂、设计参数多、优化难度大,对此提出了一种基于代理模型的双气隙混合转子低速大转矩同步电机高效优化设计方法。首先,以提高输出转矩与降低转矩脉动为优化目标,对电机的参数进行敏感性分析,实现了在保证代理模型精确度的基础上精简优化变量。然后,为提高该种电机多目标优化设计的精确度和效率,同时缩短优化周期,提出了一种序贯子空间与模式搜索算法相结合的优化算法对电机进行优化处理。最后通过有限元仿真与实验方法验证了所构建代理模型的精确性、合理性和优化方法的有效性、先进性。

基于TSS-DTW的交流接触器状态划分方法

针对由非线性、非平稳、多状态相依和动态分布等特点导致的交流接触器状态难以准确划分问题,提出了一种基于TSS-DTW的交流接触器状态划分方法。探索采用斜率增量分段线性表示方法提取分割点,完成状态序列的时序分割。在此基础上,利用相邻子序列动态时间弯曲相似性度量形成关键分割点DTW相似性集合,并进行关键分割点鉴别遴选,实现接触器状态的准确划分。实例分析表明,所提方法可实现交流接触器状态划分,且划分界限清晰、类间差异性显著,状态划分精度优势明显。