RFID技术在图书馆中的应用及其存在问题的研究——以重庆理工大学为例

对图书馆中的采用RFID技术的系统应用概况进行介绍,针对RFID系统的各个子系统在应用中的优势及其存在的问题进行分析与探讨,提出一些改进的方法和建议,以促进图书馆的RFID系统的高效运行。

基于电流模分量特性的多端柔性直流配电网线路纵联保护

多端柔性直流配电网因在供电可靠性方面极具优势而受到广泛的关注,然而对于直流线路保护中故障的快速、可靠识别成为其急速发展所需解决的关键问题之一。因此,设计了一种利用电流模分量特性的直流线路纵联保护方法。该方法利用故障时正极电流线模分量方向来判别区内外故障,以不同故障条件下故障点正极电流零模分量平均值的差异来构造保护判据,从而判别故障类型,形成保护策略。最后,在PSCAD/EMTDC4.5上搭建了多端柔性直流配电网模型,对保护判据及关键影响要素进行了仿真分析。结果表明,该保护方法能够有选择性地快速、可靠识别区内外故障及故障类型,且具有较好的耐过渡电阻与抗噪声能力。

面向电流源型PWM整流器的双矢量模型预测直接功率控制

电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Model predictive direct power control,MPDPC)对传统控制策略进行改进。首先建立了三相PWM整流器的数学模型,给出了每个采样周期内的功率变化率,并推导出相邻采样周期之间的功率关系,然后给出基于单矢量的模型预测直接功率控制策略,提出了基于双矢量的模型预测直接功率控制策略,并优选出两个电流矢量,计算在一个采样周期内的作用时间,并对其进行修正。最后,在Matlab/Simulink仿真软件验证了所提控制策略的可行性和有效性。

不平衡电网下电流源型PWM整流器改进型无差拍控制

三相电流源型PWM整流器运行在电网电压不平衡情况下,引起直流侧及网侧电流存在大量低次谐波,势必对后级变换器供电稳定性、安全性等存在不利影响。针对该问题,首先建立整流器数学模型,推导出不平衡电网下直流侧电压和网侧电流表达式,揭示出系统直流侧和网侧电流产生低次谐波的机理。其次,根据瞬时功率理论设计内环电流参考指令,并利用无差拍控制实现网侧电流对参考电流的跟踪。然而传统无差拍控制存在延时问题,将影响网侧电流的跟随性能,造成电能质量下降。为解决该问题,提出了网侧电流内环改进型无差拍控制,利用两步预测法补偿系统延时。最后,基于Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,验证所提控制策略的正确性与有效性。结果表明,所提方法能有效抑制直流侧和网侧电流低次谐波,实现网侧电流正弦化和直流侧电压稳定输出。

虚拟惯量控制对直驱风电机组载荷影响的分析及评估

针对虚拟惯量控制诱发风电机组机械载荷的问题,开展虚拟惯量控制对采用直驱永磁同步发电机(D-PMSG)的风电机组载荷影响的理论分析和仿真评估研究。从叶片、塔筒等机械结构低阶模态出发,建立虚拟惯量控制下D-PMSG线性化多体动力学模型,并通过线性化多体动力学模型分析虚拟惯量控制对机组载荷的影响机理。采用软件联合建模方法,构建涵盖永磁同步电机及其控制、电网、机械和气动特性等的D-PMSG非线性机电耦合模型。依据冲击载荷最大值、最大变化幅度百分比及等值疲劳载荷等指标,通过所建立的非线性机电耦合模型仿真分析并量化评估虚拟惯量控制对机组冲击载荷和动态疲劳载荷的影响。结果表明,D-PMSG附加虚拟惯量控制后,电网侧频率突变会使得传动轴和塔底侧向出现显著冲击载荷,且其随虚拟惯量时间常数增大而增大,在湍流风运行工况下机组传动轴和塔底侧向等值疲劳载荷较无附加虚拟惯量控制均有所减小。

基于改进和声搜索的配电网WSNs多路径QoS路由算法

针对智能配电网(Smart distribution network,SDN)中无线通信数据传输不可靠且网络寿命低等问题,提出一种基于改进和声搜索的无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSNs)多路径QoS路由算法(Multipath QoS routing algorithm,MQRA)。首先,分析配电网的通信需求并建立数据传输模型;然后,针对无线传感器路由问题的特点对和声搜索算法(Harmony search,HS)做出改进;再将其自适应参数公式进行改进以避免算法陷入局部最优;通过在源节点与目的节点之间构建前传区域来优化转发节点集以避免数据回传,提升算法的运行效率;最后,在初始和声库生成阶段,综合考虑距离、丢包率以及节点剩余能量来改进轮盘法中的概率公式。仿真结果表明MQRA算法能有效降低数据传输的时延,提升数据可靠性并均衡节点能耗延长网络使用寿命。

电流源型PWM整流器改进预测滑模控制

针对三相电流源型整流器(Current source rectifier,CSR)拓扑提出了一种改进预测控制策略。首先,在CSR交流侧,对传统有限集模型预测控制进行了优化预测算法,减小了程序计算负担;其次,在CSR直流侧,采用滑模控制得到网侧有功功率参考值,提高了系统的动态性能。针对CSR交流侧LC滤波器容易产生谐振的问题,所提控制策略的代价函数增加了有源阻尼约束项;采用龙伯格状态观测器观测CSR交流侧电容电压,减少了传感器的使用。基于功率流的定量分析生成网侧电流参考,使得整流器能够在不平衡电网电压的情况下能实现恒定输出电流、网侧电流正弦化和高输入功率因数。最后,通过Matlab/Simulink仿真与样机试验验证了所提控制策略的正确性。

基于双重注意力机制CNN-BiLSTM与LightGBM误差修正的超短期风电功率预测

为了响应国家“双碳”目标,针对风电功率预测误差影响电网安全稳定运行的问题,提出一种基于双重注意力机制改进的CNN-BiLSTM初步预测和LightGBM误差修正的组合预测模型。该模型首先利用卷积神经网络(Convolutional neural network,CNN)与注意力机制结合构成特征注意力模块自适应提取风电功率重要特征,然后利用双向长短期记忆网络(Bi-directional long short-term memory,BiLSTM)与注意力机制结合构成时间注意力模块对风电功率进行初步预测,最后利用LightGBM构造误差修正模型,对初步预测结果进行修正。使用平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)、均方根误差(Root mean square error,RMSE)和确定系数(R^(2))作为试验评价指标,结果表明,该组合模型预测效果明显优于BiLSTM、CNN-BiLSTM等模型。

一种基于DCM下的漏极反馈反激变换器在PFM峰值电流模式控制下的稳定性分析

针对原边反馈反激变换器具有辅助绕组而成本偏高的问题,基于原边反馈与峰值电流控制方案,提出了一种基于开关管漏极反馈的反激变换器模型。与原边反馈反激变换器相比,漏极反馈反激变换器能够减少变压器辅助绕组,降低了成本,且具有较高的稳定性。首先,对此漏极反馈反激变换器模型进行了理论分析,并提出了一种高精度漏极采样方法。其次,基于开关网络模型法对工作在断续导通模式(Discontinuous conduction mode,DCM)下脉冲频率调制(Pulse frequency modulation,PFM)的漏极反馈反激变换器进行了小信号建模并进行补偿设计。通过Matlab/Simulink搭建模型验证其正确性;最后搭建试验平台来进行验证。结果表明,所提出的漏极反馈反激变换器模型是可行的。

镀钴对铝/钢电磁脉冲焊接头性能的影响

在Q235钢板待焊面的表面电镀一层钴金属薄膜,再采用电磁脉冲焊接(MPW)技术对1060铝板/Q235钢板进行焊接,运用扫描电子显微镜(SEM)观察、能谱分析(EDS)、显微硬度测试及拉伸性能分析等手段对其焊接接头界面形貌、微观组织及力学性能进行了研究,并与Al/无镀层钢接头进行了对比。结果表明,铝/无镀层钢电磁脉冲焊接焊缝由中间未焊接区及两侧连接区组成,具有直缝、小波及大波形界面形貌,波形界面的过渡区宽度约为6μm,过渡区存在FeAl_(3)脆性金属间化合物,拉剪强度为122.22 MPa。镀钴钢/铝焊接界面的材料成形良好,形成明显的大波形连接界面,过渡区宽度约为8μm,镀层钴元素有效阻碍了铁元素向过渡区扩散,避免了铝铁金属间化合物的生成,增大了波形界面,有效提高了接头的力学性能,拉剪强度为137.78 MPa,提高了12.7%。

主动磁悬浮轴承运动力学分析与悬浮控制研究

主动磁轴承(Active magnetic bearing,AMB)具有无摩擦、低损耗、寿命长、可控性强等优点,因此广泛应用于各类旋转轴机械装置中,当前,许多应用于磁轴承系统的先进控制手段在理论上有着良好的控制效果,但在实际应用中却存在很大差异。在实际主动磁悬浮轴承系统中,磁悬浮轴承-转子系统制作偏差而使轴承磁力偏移,严重影响转子悬浮控制。为探究悬浮控制过程中转子运动状态,分析对比了等效磁路法与麦克斯韦积分法电磁力计算,在不完全微分PID控制基础上基于试验测试与理论推导提出了一种实际磁悬浮轴承系统下的运动力学分析悬浮控制方法。将转子运动过程分为加速、减速、波动阶段,对每一阶段转子运动行为特性与控制方法选择进行了研究,并应用于实际8极主动磁悬浮轴承系统中,最终使转子动态悬浮于气隙允许范围内。

践行科学发展观促进大学生全面发展

科学发展观是促进大学生全面发展的指导理论。实现大学生的全面发展是科学发展观的内在要求。践行科学发展观,促进大学生全面发展要做到准确把握大学生全面发展的内涵,正确处理大学生全面发展的若干关系。

基于多线圈阵列的单管无线电能传输电路优化

针对多线圈的单管无线电能传输系统提出一种P#型LCC-S补偿网络和输入电流纹波抑制方法,以改善输入电流波形、降低输入电流THD及纹波,从而提高系统效率。该文首先分析P^(#)型LCC-S补偿网络的工作模态和波形,同时给出P^(#)型LCC-S补偿网络参数的计算方法;其次推导了三线圈在非均衡耦合情况下输入电流与输入电压、线圈互感、负载阻抗等参数间的解析关系,利用傅里叶变换分析了输入电流的构成,并对交流分量进行移相抑制;最后搭建实验平台并进行相关实验验证。实验结果表明,在额定传输功率下,纹波抑制后系统效率最高达88.2%,验证了该方案的有效性。

晶粒尺寸对CoCrNi中熵合金力学性能、摩擦磨损性能及腐蚀性能的影响

采用电子背散射衍射仪和扫描电子显微镜研究晶粒尺寸对等摩尔比CoCrNi中熵合金力学性能、摩擦磨损及耐腐蚀性能的影响。结果表明:相比较于铸态样品(粗晶,123.56μm),再结晶样品(细晶,5.93μm)具备更优异的强韧化协调性能,其抗拉强度达816.46 MPa,伸长率达59.15%。这归因于晶界面积的增加和退火孪晶的出现,使变形过程中位错滑移受阻。细晶样品的摩擦磨损性能显著提高,摩擦因数、磨损率和磨损体积均降低(分别降低约63.5%、54.7%和54.7%),这是由于在摩擦磨损过程中其氧化膜相较于粗晶粒氧化膜表现更加稳定。在中性、酸性和碱性溶液中,细晶样品的自腐蚀电位分别提高0.041、0.005和0.049 V;而自腐蚀电流则分别降低2.88×10-8、0.34×10-5和2.82×10-8A,且其表面形成更致密、更厚的钝化膜。因此,细晶样品在中性、酸性和碱性溶液中具有更优异的耐腐蚀性能。这是由于细晶导致晶界长度增大,从而减小自腐蚀电流,而且晶界密度的增加有利于Cr元素的扩散,产生更多的形核位置形成钝化膜。

基于三矢量的并网逆变器模型预测直接功率控制

并网逆变器采用双矢量模型预测直接功率控制策略时,存在输出电压矢量覆盖范围受限、并网电流谐波含量高、功率脉动大的问题。对此,提出了一种基于三矢量的并网逆变器模型预测直接功率控制策略,通过构建αβ坐标系下预测功率模型,在每个控制周期进行2次电压矢量选择,用相邻2个非零电压矢量和1个零电压矢量合成出期望电压矢量,使输出电压矢量方向与幅值均可调,同时对有功功率和无功功率进行无差拍控制,有效改善并网电能质量及减小功率脉动,并通过空间矢量脉冲宽度调制使开关频率固定。仿真和实验结果表明,相比单、双矢量模型预测直接功率控制策略,所提方法并网电流谐波含量低、功率脉动小,具有良好的动稳态性能。

三相矩阵式隔离整流器的最优调制比模型预测控制策略

以三相矩阵式隔离整流器(Three-phase matrix isolation rectifier,3MIR)为研究对象,为减小网侧电流畸变率、维持输出电压恒定、加快系统动态响应速度,对传统模型预测控制策略改进,提出一种基于最优调制比的模型预测电流控制策略。首先,通过3MIR离散化数学模型预测网侧电流值,以最小网侧电流误差作为控制目标构建评价函数;其次,为了实现系统固定开关频率、减少运算量,利用评价函数求导最小电流误差对应的最优调制比,并结合双极性电流空间矢量调制策略产生脉冲信号驱动功率开关工作;最后,将所提模型预测控制与传统双闭环PI控制、传统模型预测控制进行仿真对比,仿真结果验证了所提控制策略可行性和有效性。

Mg-8.5Gd-4.5Y-0.8Zn-0.4Zr稀土镁合金室温包套压缩变形行为及变形机制

在室温条件下对固溶处理的热挤压态Mg-8.5Gd-4.5Y-0.8Zn-0.4Zr稀土镁合金分别进行单轴压缩与包套压缩实验,采用光学显微(OM)、电子背散射衍射(EBSD)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微(TEM)等研究了该合金在变形后的微观组织。合金在单轴压缩条件下的最大变形量为18%,而在包套压缩条件下的最大变形量高达32%。结果表明:该合金在两种变形条件下的微观组织演化规律类似,即均会因协调塑性变形的需要而产生{1012}拉伸孪晶和{1121}拉伸孪晶,且前者的数量多于后者。同时,在变形过程中晶粒c轴向压缩方向的聚集程度逐渐增大。在18%变形量条件下,包套压缩试样的位错密度(0.2728 nm^(−2))明显高于单轴压缩试样的位错密度(0.1796 nm^(−2));在18%变形量条件下的单轴压缩试样中,主要激活的位错类型为〈a〉位错,而〈c+a〉位错数量较少;而在包套压缩试样中,〈c+a〉位错被大量激活来承载塑性应变,进而导致Mg-8.5Gd-4.5Y-0.8Zn-0.4Zr稀土镁合金的室温塑性显著提升。

改进YOLOv5s的轻量化目标检测算法研究

针对当前YOLOv5s目标检测网络复杂、参数多、部署所需配置高,难以在嵌入式平台上获得优质识别结果的问题,设计了一种轻量化目标检测算法YOLOv5s_GCB。算法使用GhostNet作为主干特征提取网络,充分发挥其计算量少、特征图不冗余的优势,从而降低算法的复杂度,提高检测速度;引入CA(coordinate attention)注意力机制,将空间坐标信息与注意力图有效整合,有助于网络快速提取有用特征,进一步增强算法的特征提取能力;借助双向特征金字塔网络(Bi-FPN)结构代替原始算法的路径聚合网络(path aggregation network)结构,对多个尺度的特征进行融合,以此构建新轻量化网络模型YOLOv5s_GCB。与原始算法相比,改进后的算法在保持目标检测精确的同时精简了模型参数,降低了运行YOLOv5算法所需的硬件要求。在VOC2007数据集中,YOLOv5s_GCB算法的平均准确率(mAP)达到75.2%,模型体积为10.6 MB,浮点计算量11.3GFLOPs(giga floating-point operations per second),与原始算法相比,参数量降低了30%,权重模型减少了20%。实验结果表明:YOLOv5s_GCB算法在保证检测精确度的同时实现了模型的轻量化,为其在性能较弱的嵌入式平台上的部署与应用提供了一定的理论依据。

网格型螺线管线圈单管逆变无线电能传输系统研究与设计

无线电能传输系统磁耦合机构发生偏移和偏转时,存在耦合系数和效率急剧下降的问题。该文面向中小功率无线充电应用,设计了一种单磁通回路网格型螺线管(GFSP)磁耦合机构,磁场均匀分布兼具抗偏移和抗偏转性能。此外针对补偿拓扑构建了一种单管逆变P#LCC-S谐振网络拓扑结构,在保留传统LCC-S补偿网络性能的同时有效简化电路结构。首先,建立磁动势模型,揭示机构不同空间位置磁场分布规律,并对机构参数进行优化;其次,建立双路P#LCC-S谐振网络电路等效模型,推导出在发射线圈激励电流恒定及输出电压恒定状态下的谐振元件参数配置条件;最后,搭建一台300 W实验样机,分别在XOY平面偏移±120 mm,Z轴偏移50~100 mm,绕Z轴偏转0°~90°范围内,样机的耦合系数保持率始终高于50%,传输效率大于80%,从而验证了所提出系统的有效性与可行性。

不平衡下电流源型PWM整流器无网侧电流传感器功率反馈控制策略

三相脉宽调制电流源型整流器在电网电压不平衡时,传统直接功率控制会导致功率脉动、直流侧输出低频波动和网侧电流畸变严重等问题,影响整流器性能。针对上述问题,提出一种无需采集网侧电流的改进型直接功率反馈控制策略,使得整流器在理想电网和不平衡电网下都能够获得良好性能。首先建立电流源型整流器在电网电压不平衡时的数学模型,推导出直流侧输出电流与网侧电流的关系表达式,然后在有功控制环中增加反馈控制直接抑制低频脉动,同时在调制环节中引入陷波器,以此减小网侧电流谐波。最后通过Matlab/Simulink仿真和试验样机测试,比较两种功率控制方案,验证了所提改进控制策略的正确性和优越性。