机械与电子

非对称振荡并联扑翼能量采集特性数值模拟研究

2023年09月25 00:00

针对目前并联扑翼装置采集性能优化手段单一、提升效果不佳的问题,提出并联扑翼非对称振荡模式。采用动网格技术,建立一套非对称振荡模式下并联扑翼振荡控制与仿真程序,实现对多种复杂非对称俯仰振幅振荡过程的准确模拟,揭示多种非对称冲程下并联扑翼的能量采集性能及气动特性变化规律,阐明并联扑翼附近的涡结构与压力场演变规律。研究表明,随着俯仰振幅增大,扑翼平均功率系数及采集效率均呈现先增大后减小的趋势,验证了通过非对称振荡模式有效提升并联扑翼装置性能的可行性。

污秽与串偏斜对劣化绝缘子空间电场的影响研究

宋恒东,韩学春,陈轩,鲍奕 — 2023年09月25 00:00

针对输电线路绝缘子串中容易产生劣化绝缘子,从而导致闪络、爆裂和串掉落事故的问题,建立三维的劣化绝缘子串空间电场仿真计算模型,研究污秽与串偏斜对劣化绝缘子空间电场的影响。结果表明:无污秽与偏斜情况下,在瓷、复合绝缘子串中劣化绝缘子附近的空间电场值均发生了明显的畸变;但是在污秽条件下,依托电场进行劣化绝缘子检测存在一定问题,表现为 Ⅱ 级污秽状态下虽可开展劣化检测,但 Ⅳ 级污秽对劣化检测影响较大;此外,在上下表面不均匀污秽状态下依然不适宜开展劣化绝缘子的检测;最后,串偏斜情况下,检测路径对绝缘子串劣化曲线分布的影响较为明显,是应用无人机进行基于空间电场的劣化绝缘子检测必须考虑的因素。

基于地理信息云平台的变电站虚实交互技术研究

郝蛟,张宗包,邓彬 — 2023年09月25 00:00

将变电站系统与地理信息云平台和虚拟现实交互技术相结合,在地理信息云平台( GICP )上加装基于变电站实景三维重建模型的 AR 设备以实现虚拟现实展示功能,对地理潮流信息、电力巡检信息和电网潮流等数据进行多视场可视化表达,弥补传统视频流方案可视化信息单一的缺陷。便于管理者更加直观、立体、便捷地获取变电站场景的运作实况,提升变电站系统监控和作业效率。

基于改进 k-means 算法的有源配电网网格化规划方法

梅笑妍,郝思鹏,嵇天烨 — 2023年09月25 00:00

针对高渗透光伏大规模接入配电网可能引发电压越限和配电网峰谷差大等问题,提出一种考虑负荷互补特性的有源配电网网格划分方法。首先,分析各类配电网网格化规划方案和负荷峰谷互补特性;然后,以网格化规划后子网格负荷曲线与总负荷曲线的形状相似度最高为目标,充分考虑配电网运行约束条件,以改进 k-means 聚类算法为基础构建网格划分方案,并根据评价指标对划分结果进行评估;最后,以江苏省某县级市城区为例,验证所提网格划分方案的可行性和有效性。

基于检定数据自相关性的低压智能电能表局部异常点检测方法

李佳莹,杨娴,王丕适,黄雪玫,黄开来 — 2023年09月25 00:00

低压电能表在运行过程中,若不能及时找出局部异常点故障,会直接影响智能电网的电力传输质量。为保证低压电能表的安全运行,提出基于检定数据自相关性的低压智能电能表局部异常点检测方法。该方法首先对电能表内部结构展开具体分析,获取电能表运行影响因素,并基于分析结构,结合检定自相关函数实施电能表数据的去噪处理;通过对低压智能电能表状态特征值的提取,利用 BP-AdaBoost 复合神经网络建立电能表的局部异常点检测模型,将获取的特征值输入模型中,根据模型输出实现低压智能电能表局部异常点的精准检测。实验结果表明,利用该方法开展低压智能电能表局部异常点检测时,可靠性高,检测效果好。

110 kV 变电站主变过载联切优化控制方法

2023年09月25 00:00

为避免主变过载引起 110 kV 变电站运行出现不稳定的情况,提出 110 kV 变电站主变过载联切优化控制方法。根据 110 kV 变电站的供电结构,设计变电站的站间联切架构,制定主变过载联切方案。利用变电站主变线路的容量矩阵,构建约束判断矩阵,通过调整主变负荷转移量,计算主变线路需要切除的负荷量,完成主变线路容量的约束。利用改进和声搜索算法生成主变过载联切和声记忆库,通过主变过载的预防性部署,更新和声记忆库,通过制定主变过载联切优化控制方案,实现变电站主变过载联切的优化控制。实验结果表明,所提方法能够有效控制 110 kV 变电站的主变线路功率、母线电压和发电机功角,并将控制精度提高到 85% 以上,且在该方法的控制下变压器过载跳闸次数明显降低。

感应交流电机变频调速器自动化稳态控制技术

吕强 — 2023年09月25 00:00

针对变频调速器控制电路中参数动态变化特性较强、电机稳定特性难以捕捉及固有互感关系较差问题,提出一种基于变频调速器的自动化稳态控制技术。根据电机内定子及转子的感应矩阵,建立电机内部电力参数的动态变化数学模型,计算二者间互感关系变动时对电路稳态的影响,推导互感矩阵。以变频控制器作为自动化控制应用载体,根据电路的实时数据,调节变频参数,用于反馈不稳定性信号,并采用变频控制器自动输出控制数值,建立无功补偿函数,根据功率、电压及电流值的减少量,进行定量补偿,完成感应交流电机变频调速器自动化稳态控制。实验数据表明,所提方法应用下,电压和电流分布较为规律,功率输出结果较为稳定、均衡,对电路稳定改善效果较佳。

基于机械手搬运工件的生产线高效智能拣配系统

2023年09月25 00:00

为提高企业生产线的拣配效率和质量,设计了基于机械手搬运工件的生产线高效智能拣配系统。在构建系统整体结构的基础上,建立机械手运动学方程,获得机械手关节角信息及其坐标状态,将其输入伺服电机中,控制机械手搬运工件时的轨迹,完成机械手轨迹规划。然后,在建立机械手欧拉方程的基础上设计 PI 控制策略,根据规划的机械手轨迹控制机械手完成工件搬运,实现生产线的高效智能拣配。实验结果表明,应用该系统后,机械手规划轨迹、角位移和运动位移的误差较小,能够可靠地完成生产线高效智能拣配。

AUV 避障路径动态快速规划算法研究

苏祥宇,何燕 — 2023年09月25 00:00

为提高 AUV 避障路径规划的快速性,提出一种基于最小安全会遇距离的避障路径动态快速规划算法。根据 AUV 和目标船的会遇态势动态评估碰撞风险,通过设定最小安全会遇距离实时解算避障航路点位置。为验证算法的有效性,针对某型 AUV 设计空间制导与控制算法,并基于 MATLAB / Simulink仿真平台构建仿真环境。仿真结果表明,所提避障路径动态快速规划算法能够实现复杂会遇局面下的快速路径规划,有效提高了 AUV 航行安全性。

基于混合滤波的无人机抗干扰轨迹跟踪控制

张凯华,吴磊,刘煜星,李一峰,黄阿强 — 2023年09月25 00:00

提出基于混合滤波的无人机抗干扰轨迹跟踪控制方法。构建无人机轨迹跟踪模型,结合采用混合滤波算法消除强耦合性、非线性和外界环境等带来的干扰,提高轨迹跟踪精度。通过串联终端滑模控制器实现无人机的位置控制与姿态控制,实现无人机抗干扰轨迹跟踪控制的目标。实验结果表明,所提方法的无人机抗干扰轨迹跟踪误差小、轨迹控制效果好及抗干扰能力强。

基于深度视觉传感的巡检机器人行进轨迹跟踪控制

郭建仙 — 2023年09月25 00:00

巡检机器人面对不同路况时反应速度的时间差使其行进轨迹跟踪控制容易产生误差。为了提高巡检机器人复杂操作环境中的行进轨迹跟踪控制效果,提出基于深度视觉的巡检机器人行进轨迹跟踪控制方法。根据巡检机器人移动位姿和轴向运动轨迹产生的角速度和线速度,建立巡检机器人运动学方程;利用 Kinect 深度视觉传感器创建贴合实际环境的三维地图;利用滑模控制器约束巡检机器人运动学方程,实现巡检机器人行进轨迹自动化跟踪控制。实验结果表明,所提方法在障碍物环境和非障碍物环境的跟踪控制效果均较好。

基于三自由度液压小车的总段低应力调姿技术

2023年09月25 00:00

针对液压小车在执行部分指令时球头可能会发生滑移,且现场制定的调姿指令存在局部受力不合理的问题,设计一套具备三自由度油缸协同运动能力的液压系统。对常见调姿工况进行了有限元分析,在此基础上提出保证总段低应力状态的调姿指令计算准则及具体计算方法,最终通过实验验证了该液压系统和相应调姿控制算法的可行性。

基于电流模型预测的虚拟同步发电机控制策略

2023年09月25 00:00

提出一种应用于 T 型三电平并网逆变器的基于电流模型预测的虚拟同步发电机控制策略,构建电流离散预测控制模型,通过进一步优化分区,增加小矢量的选择,在减少控制器计算量的同时,兼顾中点电位平衡的控制效果并改善并网电流质量;根据转子角速度的偏差和角速度变化率来自动调整转动惯量和阻尼系数,缩短暂态调节时间,实现对频率和频率波动的有效抑制。最后通过 MATLAB / Simulink 平台搭建仿真模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。

无铁氧体同步磁阻电机的最大转矩电流比控制

2023年09月25 00:00

针对同步磁阻电机控制中因电感变化带来的系统稳定性及可靠性问题,提出一种基于离线电感参数更新的同步磁阻电机最大转矩电流比控制方法。首先设计了无铁氧体同步磁阻电机的最大转矩电流比控制方法,其次通过实验获得全工况下 d 、q 电感参数生成离线电感参数表,并将其引入控制算法中,实现 d 、q 轴电感的实时更新。实验结果表明,传统的最大转矩电流比算法引入实时更新的电感值后,能够快速响应由电流变化所引起的电感变化,及时调整系统控制参数,相较于传统的最大转矩电流比控制方法具有更快的动态响应能力和更小的稳态误差,提高了系统的稳定性和可靠性。

林果机械振动采收机异常共振模态仿真分析

巫均平 — 2023年09月25 00:00

为了提升林果机械振动采收机异常检测的精准度,对采收机的异常共振模态进行分析,并设计相应的模态分析方法。构建林果机械振动采收机结构模型,在该模型下分析其工作模式。设置林果机械振动采收机的振动标准,并实现对采收机异常共振的检测。针对存在异常共振的采收机,分别从共振频率、阻尼比和共振振型 3 个方面,得出采收机异常共振模态的分析结果。实验结果表明,共振模态分析方法能够更加精准地反映出林果采收机的异常情况。