本质安全型仪表瞬态过电压的保护方法研究

雷电、静电等各种瞬时电磁干扰在本质安全型仪表中产生的附加能量严重威胁生产安全。通过对本质安全型电源中稳压管器件瞬时保护特性的实验方法和结果,描述了瞬态电压抑制器(TVS)器件的工作原理,分析和研究了利用TVS器件对本质安全型电源、电缆和安全栅进行保护的可行性。     

Zn/Sn共掺杂MgO功能层对AC PDP放电性能的影响

采用化学共沉淀法制备出Zn/Sn共掺杂MgO纳米粉末，利用旋涂法将其涂覆在等离子体显示器（AC PDP）的前基板上作为功能层，以改善AC PDP的放电性能。X射线衍射（XRD）、光电子能谱（XPS）和扫描式电子显微镜（SEM）的分析结果表明，Zn和Sn原子被成功掺入MgO晶格中。紫外-可见分光光度计的测试结果显示，Zn/Sn共掺杂MgO功能层的加入使基板的可见光透过率降低了4%~7%。在200~450 torr、7% Xe+Ne的放电条件下，与传统AC PDP相比，新型功能层的加入有效降低了AC PDP的着火电压和维持电压。因此，该功能层对于提高AC PDP的放电效率和降低其功耗具有重要意义。     

焊缝表面缺陷激光扫描三维重构测量

为检测工件焊缝表面缺陷，采用点激光位移传感测距法和数据拟合技术进行焊缝表面缺陷检测试验研究. 首先采集缺陷表面轮廓数据点，利用高斯滤波对原始数据降噪处理. 再对处理后的数据点进行Delaunay三角剖分，使散乱点连接并结合其空间坐标重构出缺陷的三维模型. 结果表明，基于点激光位移传感测距技术及焊缝表面缺陷三维重构方法可以准确判断焊缝成形情况.     

单线激光雷达与GNSS/INS的空间重构

为了解决多线激光雷达在三维空间重构任务中数据吞吐量过大导致运算负担过重以及扫描俯仰范围有限的问题,本文提出了一种利用单线激光雷达与惯性测量单元GNSS/INS相互结合的多站点扫描空间重构方案及相应解算方法。首先使用单线激光雷达扫描待测空间获取三维尺度信息,然后将点云数据与对应的任意方向的航向角相结合,再利用四元数姿态解算获取各站点扫描的点云图像。为提高计算效率,使用迭代最近点算法实现站点间点云配准时,对待匹配点云数据筛选并更新。实验结果表明在保留点云数字特征前提下,单线激光雷达与GNSS/INS系统能够提高76%的运算速率。本文提出的硬件方案和解算方法不但能够实现较高的配准精度,与多线激光雷达方案相比工程成本也得到显著下降。     

压缩感知改进探地雷达回波信号时延估计

针对探地雷达回波受环境及多径干扰而导致时延估计的精度和速度不满足应用需求的问题,提出了基于改进快速匹配追踪的时延估计算法,算法首先基于压缩感知理论对雷达探地回波进行稀疏分解和重构,以提高信号的信噪比,消除回波中强干扰信号对时延估计的影响,然后采用QR分解优化的快速正交匹配追踪对时延估计模型进行求解,降低基函数错选概率,提高模型收敛速度.仿真实验表明,算法能够有效均衡回波信号中强信号分量和弱信号分量,具有较高的回波时延估计精度.     

可重构智能表面辅助的四元数调制无线通信系统

四元数调制(Quaternion Modulation,QMod)是一种新型高传输速率的极化调制(Polarized Modulation,PMod)技术,是未来卫星通信系统中极具潜力的多元调制方案之一。QMod将数据块分成4块,其中两块是传输数据信号,另外两块则映射到极化状态部分。每个极化状态块均有一位比特,那么它们可以产生4个极化状态组合。这些状态组合可以用来确定传输数据块在四元数4个不同维度中的位置,从而获得两位额外的传输比特。相比于传统的PMod技术,QMod有着更高的频谱效率。为了进一步挖掘QMod的潜力,介绍了由可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface,RIS)辅助的QMod系统,同时推导了该系统的平均误码率理论上界,并在瑞利信道下进行了BER性能仿真。仿真结果表明,RIS辅助的PMod或者QMod系统即便在较低的SNR情况下仍有良好的BER性能,并且随着RIS单元数的增多,其BER性能会逐步提升。     

基于相参量重构的逆变系统输出功率分析

逆变器的输出功率对逆变系统的功率控制、无功补偿和输出电能质量监测具有重要意义.将瞬时功率理论应用于逆变器输出功率分析,提出了一种基于三相电参量重构的功率分析方法.该方法只对直流信号进行采样,避免使用交流传感器,减小了装置体积,便于集成,降低了系统成本.针对电压源型脉宽调制(PWM)逆变器,建立了由直流电参量表征的相电压和相电流模型.以电机驱动控制为实验对象,搭建了逆变器功率分析实验平台.在此基础上,对比测试了3种转速条件下的重构法和直接法,计算出瞬时有功功率、瞬时无功功率、视在功率和功率因数的最大误差分别为3.25％,3.09％,1.46％和3.66％,验证了重构功率分析方法的可行性.     

4.5 kV非对称GCT阻断电压失效分析

介绍了4.5 kV非对称门极换流晶闸管(GCT)阻断电压失效现象,并进行分析.通过对GCT工艺流程的梳理,找到了GCT阻断电压失效的原因.制造过程中,铝扩散工艺中受到污染导致了少子寿命的大幅降低,从而造成GCT漏电流过大的特性.最终通过在铝氧化推进工艺中引入二氯乙烯(DCE)清洗或在铝扩散后增加磷吸收工艺,解决了GCT阻断电压失效的问题.     

脉冲电压下电力电子装备绝缘电荷特性研究综述

电力电子装备长期处于高频、陡脉冲电压的运行工况下,其绝缘系统易发生早期失效,可能会威胁电力系统运行的安全性和可靠性.因此,探究脉冲电压下绝缘劣化机理对保障电力系统安全稳定运行具有重要意义.该文综合国内外研究现状,介绍了几种常见电力电子装备及其运行工况,通过对绝缘体击穿与沿面闪络影响机理的论述,揭示了电荷行为对绝缘劣化的重要作用,阐述了脉冲电压参数对电荷特性影响的研究进展,并对目前研究存在的不足进行了总结与探讨.未来应提升脉冲电压下电荷测试技术,明确脉冲边沿时刻电荷动态特性,以阐明绝缘劣化机理.这些研究成果将为脉冲电压下电力电子装备绝缘材料和电力系统的优化设计提供参考和理论指导.