高压输电线路巡线机器人障碍物视觉检测识别研究

障碍物的检测识别与定位是高压输电线路自主巡线机器人中的关键技术之一.针对220 kV单分裂输电线路的结构特点,提出了一种基于视觉传感器的障碍物检测识别方法.首先,对采集的图像进行膨胀、腐蚀和高斯平滑等处理,以减少图像噪声;然后,利用Otsu算法对Canny算子进行改良来提取图像边缘,以减少光线变化带来的影响;最后,提取边缘图像中某些图形基元并施加结构约束,实现障碍物的检测识别.大量的试验研究表明,该方法能有效地检测识别高压输电线路的导线、防震锤、悬垂绝缘子和耐张绝缘子等结构物.     

含侧隙非线性齿轮传动系统的分岔与混沌分析

建立了包含齿侧间隙的齿轮传动系统非线性动力学模型,引入相对啮合位移将模型降为单自由度系统,并对模型进行无量纲化处理.计算了系统随外载荷和齿侧间隙变化的分岔图与对应的最大李雅谱诺夫指数图,分析了系统动力学特性的变化情况,并计算了周期状态和混沌状态下的相空间轨线、Poincare截面和关联维数,以不同的定性与定量分析方法对系统进行了细致地研究.     

塔式起重机起重臂优化分析

目前，在塔机起重臂设计中，采用类比试算较多，其设计方案虽能满足要求，但因参数不匹配，起重臂受力和应力分布不合理，从而增加了起重臂重量。随着塔机的广泛应用和大型化，起重臂的参数匹配和结构优化愈加重要。本文利用有限元方法对起重臂的建模、约束处理作了探讨，在此基础上对QTZ630塔机起重臂进行了优化分析，得到了起重臂优化后的结构参数，并对获得的成果进行了分析。     

基于BP神经网络的输电线路山火风险评估模型

近年来,输电线路因山火引起的跳闸停电事故越来越多,严重影响了电网的安全稳定,山火风险防控俨然已成为电网防灾减灾的重要研究课题。考虑到输电线路山火风险的影响因素多而复杂,提出了一种基于BP神经网络的山火风险评估模型。通过研究分析220 kV及以上输电线路山火灾害高发的实际情况,确定山火主要影响因子作为模型的输入,将山火风险等级作为模型的输出,利用Matlab建立基于BP神经网络的山火风险评估模型。实验结果表明该模型能有效地预测山火风险,对及时发布预警消息具有重要意义。     

巡检机器人行驶轨迹定位方法

针对机器人在架空地线上的无人监控的自动巡检,提出了一种在杆塔档间测绘巡检机器人行驶路径轨迹并定位的方法,为自动巡检任务奠定了基础。依赖优化后的里程计及倾角传感器实时测量由重力或张力引起的具有悬链线附加弧垂的行走里程与倾角数据并融合,得到机器人在悬链线上运行时不同时刻不同位置相对于杆塔基准点的位姿关系。为了提高定位精度,根据地线的悬链线特征对倾角数据进行平滑处理,降低外在因素对定位的影响程度。通过多次模拟实验以及现场实际运行结果发现该定位方法满足现场自动巡检的应用。     

9%Cr钢厚壁管道局部焊后热处理温度场的数值模拟

基于热源追踪法开发了一个能够根据控温点温度自动调整热输入的有限元程序. 使用该程序模拟了9%Cr钢管道的局部焊后热处理温度场分布,并进行了试验验证. 结果表明,模拟结果与试验结果吻合良好. 热处理温度场沿管道轴向呈近似抛物线状分布,沿径向呈近似线性分布. 距焊缝中心两倍壁厚范围内,管道内外壁温差均约为17~18 ℃. 按照目前国内焊后热处理规程推荐的参数进行热处理,均温区宽度能够满足要求,可以保证整个接头的热处理效果. 根据温度场分布,还确定了与管道内壁焊缝中心温度相同的外壁等效点位置,以监测热处理过程中管道内壁温度的变化.     

岩石钻掘过程钻头受力动力学解析模型

为深入研究钻头在岩石钻掘这一动力学过程中的受力变化规律,对钻头的钻掘过程进行了系统的动力学分析,建立了描述钻头在岩石钻掘过程中力与运动间关系的微分方程组,归纳了运动条件下影响钻头受力变化的各种影响因素。在对钻头钻掘岩石的运动过程进行解析的基础上,提出了运动条件下钻头压入力和切削力的解析计算方法,并分别给出了压入力和切削力的动力学解析方程。进行岩石钻进力学测试实验,结合相关实验结果对动力学计算模型和静力学计算模型进行了对比分析,研究表明：钻头在钻掘岩石过程中的受力与其运动状态密切相关;在其它条件一定情况下,钻头所受的压入力和切削力均随钻头推进速度V的增加而增加。计算结果显示动力学解析模型比传统静力学计算方法更接近实验测量值,而且更有利于直观方便地指导工程实践。     

浅析汽轮机通流部分改造对辅机性能的影响

汽轮机通流部分改造是否可以达到预期效果在某种程度上取决于辅机系统对改造的适应性,因此分析与探讨关键辅机的适应性对确保机组增容改造后的安全经济运行具有重要意义.以某型300MW汽轮机的通流部分改造为实例,分析其部分辅机设备主要参数在改造前后的变化趋势,重点讨论关键辅机在汽轮机通流部分改造后其固有特性对机组性能的潜在影响,进而为优化改造方案提出建议,以期为同类机组增容改造提供参考.     

基于约束的协同设计冲突检测模型

针对协同设计冲突无法准确全面检测的问题,提出了一种基于约束的冲突检测模型。在分析了协同设计中约束分层和约束满足问题的基础上,该检测模型将约束划分为已知约束关系集合和未知约束关系集合两部分,分别对其进行冲突检测。采用区间传播算法验证已知约束关系集合;提出用免疫算法优化反向传播(BP)神经网络来模拟未知约束关系集合进行冲突检测,并与遗传算法优化BP神经网络进行对比,收敛速度提高了62.96%,证明了算法具有较快的收敛速度和较强的全局收敛能力。为实现计算机支持的冲突检测,研究了基于可扩展标记语言(XML)文档的约束关系集合表达方法,设计了基于约束满足的冲突检测系统的架构体系,并以C#和Matlab为平台开发了行星齿轮箱协同设计冲突检测系统。最后,通过实例验证了冲突检测模型的可行性和有效性。     

电力系统仿真水轮机模型研究

目前电力系统仿真计算中水轮机模型均采用简化模型,难以准确反映水电机组的实际特性。通过分析水轮机调节系统数学模型,提出了一种递推水轮机线性模型,给出了其计算框图,并利用MATLAB/Simulink进行递推水轮机线性模型、非线性水轮机模型、IEEE推荐水轮机模型的仿真试验和对比分析。结果表明,递推水轮机线性模型可较好地描述水轮机的非线性与动态特性,计算结果与非线性模型及现场试验结果具有高度一致性。递推水轮机线性模型计算速度快、计算精度高,可作为电力系统动态仿真用模型。