基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统

为保证电力系统的调度效果,实现电力系统智能化管控,设计基于PID控制技术的电力系统运行自动化控制系统。系统的基础层通过数据采集设备采集电力系统运行状态数据,通过通信接口将其传送至数据层;数据层依据数据分层传输结构和数字签名机制,存储以及调度接收的数据;控制层调用数据层中的数据,利用模糊级联PID控制器完成电力系统运行自动化控制,并向基础层的现场控制器下达协调控制指令,实现电力系统现场控制,并回传控制结果。测试结果显示,该系统的数据调度能力较好,RPS系数结果均在0.942以上,电力系统运行的失效率和修复率均在92.7%以上,绝对误差积分结果均在0.025以下,控制响应能力较好。

大小极环形绕组实心转子感应电机工作机理及电磁特性分析

为了拓宽感应电机的调速范围,提出一种大小极环形绕组实心转子感应电机(LSPTWSRIM)。介绍了LSP-TWSRIM的结构,研究了其工作机理,并给出了其设计参数。建立了二维有限元模型,并分析了不同工况下LSP-TWSRIM的电磁特性(包括定子电流、气隙磁通密度、转速和转矩)。设计并制造了一台LSP-TWSRIM样机,并进行了实验,通过对比仿真和实验结果证明了LSP-TWSRIM的工作机理和电磁特性的正确性。

新型混合励磁导向装置工作机理与参数设计

提出一种非接触、低功耗的新型混合励磁导向装置,可广泛应用于电梯、水平运输系统的无接触导向。在阐述其结构与工作原理基础上,利用磁路法建立等效磁路分析模型,计算各支路的磁通量,结合能量虚位移法,推导出不同电流和位移时水平方向电磁力的解析表达式。在此基础上,以最大水平力所需要的永磁磁通量和控制磁通量为目标,参照水平磁力的数学表达式,开展电磁参数和结构参数设计。建立二维有限元分析模型,对比分析电磁力-电流、电磁力-位移特性,并研制实验样机,验证电磁力解析表达式的正确性和参数设计的合理性。

基于NaCl溶液的射流电解微铣削加工Ti-6Al-4V试验研究

钛合金在航空航天、生物医疗、精密仪器等领域的微小构件制造中的应用前景广阔。基于电化学阳极溶解原理去除材料的射流电解微铣削加工技术在钛合金微细加工方面具有原理优势。然而,在电化学作用下,钛合金表面极易生成致密的钝化膜,导致材料溶解过程难以持续稳定进行。对此,试验测试了Ti-6Al-4V在不同组分和不同浓度电解液中的极化曲线,发现质量分数10%NaCl溶液对钝化膜的破除能力强,且钝化-溶解过程相对稳定。在此基础上,探究了金属喷嘴内径、加工电压、扫描速度对射流电解微铣削加工微槽深宽比和杂散腐蚀范围的影响规律。最后,采用金属喷嘴内径300μm、加工电压35 V、扫描速度75μm/s的优选工艺参数,在Ti-6Al-4V表面加工出平均槽宽为823.1μm(标准差为10.42μm),平均槽深为157.26μm(标准差为5.89μm),表面粗糙度为2.006μm(标准差为0.088μm)的方形螺旋微结构。

大规模光伏并网系统谐振机理及稳定性分析

在弱电网下或者装机容量增加时,大规模光伏并网系统易引发谐波谐振,危及光伏电站的正常稳定运行。针对上述问题,以大规模光伏并网系统为研究对象,分别从系统阻尼、闭环控制等角度揭示了大型光伏电站和电网之间的谐振机理。研究结果表明:LCL滤波器自身的有源阻尼策略并不会导致大规模光伏并网系统引发谐振,引发谐振的关键因素在于并网逆变器自身的稳定裕度。电网阻抗、装机容量、系统参数设计、控制策略等因素的综合效应可以使并网逆变器在某一特定条件下运行到临界稳定状态附近而引发谐振,谐振将导致入网电流在相应谐振频段产生大量谐波。如果稳定裕度进一步减小,系统将逐步由谐振状态过渡到振荡、发散等不稳定状态。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。

基于人工蜂群算法的空间负荷预测

采用人工蜂群算法应用于土地利用变化中的土地使用决策,提出了一种新的空间负荷预测方法。为了解决静态决策规则带来的问题和提高空间负荷预测的精确性,该方法结合了人工蜂群算法和用地仿真法的优点,利用用地仿真法理论来预测规划区域各小区的未来用地类型,定义各小区用地类型的属性节点和类节点的连线为蜂群搜索路径,通过模仿蜜蜂采蜜行为,自动搜索在该区域土地利用变化情况中各用地类型最优的转换规则,计算小区负荷。最后利用Matlab R2012a做实验,证明文中所提新方法是有效的。

无线电能传输中值得注意的两个基本物理学问题

提出无线电能传输理论研究中应该重点关注的两个基本物理学问题:①麦克斯韦方程可能存在纵波解;②磁共振耦合能量隧穿时间问题。指出无线输电理论研究应该以经典麦克斯韦方程为基础,传统电路理论的研究结论不能够完全覆盖基于"场"的研究结论;从时间测量入手,初步证明磁共振耦合无线电能传输系统能量传输过程是一个量子隧穿过程。本文认为,电磁波传播过程的近场问题需要深入研究。作为理论应用的工程实例,本文提出了特斯拉全球无线输电可能的解决方案。

高精度硅微简谐振子的设计与制作工艺

介绍了MOEMS加速度地震检波器中敏感元件——简谐振子的工作和设计原理,并详细讨论了影响简谐振子腐蚀质量的因素.在实验中采用硅各向异性腐蚀法,制作出了高精度的硅微简谐振子.改进浓度配比的腐蚀液,在80℃时,腐蚀速率控制在(0.53±0.2)μm.测试结果表明:SiO2控制精度达到0.1μm,可应用于光电集成加速度地震检波器的集成光学器件中.

微腔结构介质阻挡放电的电气特性

为了研究微腔结构介质阻挡放电的电气特性及微腔表面电荷积累对电气参数的影响,使用了在介质板表面制作网格微结构电极的放电装置,在分析放电发生前电势及场强分布的基础上,建立了其放电时刻的等效电路,并借助由实验得到的Lissajous图形推导出其等效电容、放电通道传输的电荷量、气隙电压及平均放电功率的计算公式.实验及分析结果表明：随外加高频电压升高,介质板两侧电极间的等效电容Cd基本维持不变,微腔表面与接地电极间的等效电容Cq受微腔表面积累电荷的影响有3～4倍的变化;Cq和Cd的并联模型符合实际放电的特点;放电产生的等离子体向微腔表面的中心发展,微腔表面的功率密度可达0.028 W/mm2.

基于突变理论信息融合的故障电弧检测方法

根据故障电弧产生时电流波形发生突变的特征,提出运用突变理论信息融合算法对低压开关柜(箱)内故障电弧检测的方案。通过积分、均方根运算,小波分析和频谱分析对电流时域、时频域和频域特征进行提取。采用积分值变化系数、相邻周期均方根值、高频变化系数和3次谐波分量变化量4个特征量表征电流突变,根据突变原理建立故障电弧判别模型,对特征量信息融合求出故障电弧判别指标。结果表明,电弧故障前后2个周期电流特征量及故障电弧判别指标相比正常运行时明显增大,通过设定阈值和多次检测能有效判别不同负载类型电弧故障及区分负载改变电流,有很好的泛化性和鲁棒性。

基于CAN总线技术的工业环境监控系统研究

传统的生产环境监控设备仍然存在着许多不足之处。本文针对这一情况设计了一种基于CAN总线技术的环境测控系统。该系统以AT89C51单片机为下位机,利用单总线技术通过与其连接的多种传感器,可在无人值守的情况下实现对工业现场温度、湿度、有害气体含量等多种环境参数的自动检测。同时,下位机可以通过CAN总线技术与上位机通讯,实现检测数据的实时传递,同时还可以对其中的危险因素及时发出警报。该系统结构简单,性能可靠,可实现对生产环境的自动监测和无人值守化的管理。

矿用通信电缆基本电气参数数值模型

矿用通信电缆是矿井监控系统传输监控信号的主要介质。由于缺乏测试数据,无法建立矿用通信电缆基本电气参数的数值模型,给矿井监控系统传输性能的分析研究带来很大的困难。本文借鉴BT#0数值模型,参考六种不同线规普通双绞线的数值模型参数,运用数据拟合的方法,推导出三种具有代表性的矿用通信电缆的数值模型参数,从而建立了基本电气参数的数值模型,并根据模型分析了电缆的电气特性。

基于模糊神经网络和证据理论的瓦斯突出评判策略

针对影响煤矿瓦斯突出因素的不确定性和复杂的非线性关系,不能够利用经典的数学理论建立精确的预测模型,将模糊神经网络和D-S证据理论有机结合,提出了基于模糊神经网络和D-S证据理论的煤矿瓦斯突出危险等级评判策略.首先对传感器采集的待评判采掘面参数进行预处理,使用模糊神经网络得出第一步的融合结果,并将其进行归一化处理,归一化函数作为基本概率赋值函数,然后将归一化之后的数值作为基本概率分配值,再用D-S证据理论进行第二次数据融合,作出最终评判.实验结果表明,该方法具有良好的适应性并能得到准确性较高的评判结果.

基于STC单片机的煤体瓦斯解析速度自动检测装置研究

本文设计了一种基于单片机的煤体瓦斯解析速度自动检测装置。该系统以STC12C5A60S2系列单片机为核心,采用多量程瓦斯气体传感器分段检测方法,实现对煤体瓦斯解析速度的自动检测。同时该系统设计了SD卡大容量数据存储单元,从而实现了实时、完整的保存现场检测数据的目的。通过实验证明该系统操作简便、检测精度高,具有较高的推广使用价值。

表面肌电信号拾取与预处理电路设计

表面肌电信号(SEMG)是指当骨骼肌收缩时,肌纤维所产生的微弱电信号在皮肤表面的募集。一般情况下,表面肌电信号特别微弱,频率主要集中在10～500 Hz范围内,幅值在10～5 000μV,很容易受到工频50 Hz噪声干扰。针对表面肌电信号的特点,采用Ag/AgCl电极拾取SEMG信号,设计了仪表放大电路,带通信号调理电路。实验证明,所设计的电路能有效提取带宽为10～1 000 Hz的表面肌电信号,实现了简捷有效的表面肌电信号拾取。

基于OBE理念的“3+2+1”毕业要求评价体系构建实施

工程教育认证作为保障我国高等工程教育质量的一项重要举措,其核心工作是对工程教育质量的评价,而对毕业生毕业要求达成情况的分析是其评价的核心内容。基于河南理工大学自动化专业工程教育认证实践,构建了“3+2+1”的毕业要求评价体系。在该体系下给出定量评价算法与定性评价途径及其具体实施过程。最后根据评价结果将其反馈到相关教学环节,得以持续改进。

异种耐热钢瞬时液相扩散连接界面形态与形成机理

采用瞬时液相扩散连接双温工艺对异种耐热钢管进行了连接,使用氩气保护,FeNiCrSiB非晶箔作为扩散连接中间层.研究了异种耐热钢瞬时液相扩散连接界面的形成机理,测试了接头的组织和性能,采用激光共聚焦显微镜研究分析了界面形貌.结果表明,异种钢瞬时液相扩散连接时,液态中间层的结晶过程是在基体上联生生长,晶体长大具有方向性,少量杂质在接头中心以曲线状分布,形成了非直线型的连接界面.双温工艺的短时高温加热过程有利于破碎界面氧化物形成洁净连接晶面层,促进晶粒外延生长.

基于案例推理的电机故障诊断方法研究

为了提高电机的使用寿命,提出将案例推理技术应用到电机的故障诊断中。首先,根据给出的案例集,为了能快速且能准确的给出决策,引入主成分分析进行属性约简;然后,采用熵权法计算各属性的权重值,使用加权KNN检索方法计算源案例与目标案例之间的相似度;最后,提出的方法和无权重案例检索方法、典型的BP神经网络进行对比分析。结果表明:此方法的案例检索的准确率较高,验证该方法具有有效性与可行性。

大型商场配电线路在线故障检测与自动报警系统研究

针对目前有些大型商场配电线路故障频繁发生的现状,对大型商场配电线路在线故障检测与自动报警系统进行了研究。详细分析了大型商场配电线路故障产生的原因,以及引发电火花、电弧进而产生火灾的机理。提出了将配电柜(箱)的进线电压与出线电压进行比较,检测配电线路接触不良、发生电火花、电弧等线路故障的方法;设计出了配电线路故障信号在线检测电路、由运算放大器组成的放大电路和以单片机为核心的智能分析系统、故障的声、光报警电路。该系统不仅可以实现大型商场配电线路故障检测,提高供电的可靠性,还可实现对大型商场配电线路引发的电气火灾隐患的预报,避免或减少电气火灾事故的发生。

中频电源中微处理器的抗干扰措施

由于中频电源内部及其周围存在大量谐波和电磁干扰,常使其无法正常工作。首先介绍了中频电源的应用及存在的问题;然后为了提高中频电源中微处理器的抗干扰能力,分别从干扰源的抑制、干扰源的隔离、干扰的削减以及自身抗干扰能力的提高4个方面进行抗干扰设计;最后采用MATLAB仿真软件建立了12脉波整流器的仿真模型,通过在电源侧是否加入RLC串联滤波器进行仿真分析,以此来验证该滤波器的设计是否具有合理性。仿真结果表明,在电源侧加入RLC串联滤波器可以有效抑制谐波。