考虑温度效应的永磁机构及其控制系统多物理域联合仿真与设计EI北大核心CSCD

电流/位移闭环控制能够有效抑制永磁机构分合闸时间分散性,提高断路器相控操作质量,延长开关使用寿命。可信的仿真模型能够在闭环控制系统设计验证阶段分析、比较、检验不同控制方法的动态特性和分散性抑制能力,指导实际控制器选型和设计,缩短研发周期。该文建立了永磁机构及其驱动控制系统多物理域联合仿真模型,实验分析并获得了关键敏感元件的温度效应数据库,同时考虑涡流效应的影响,论证了不同温度下联合仿真模型的可信性与有效性。在此基础上,设计了反馈线性化控制系统,通过联合仿真平台对比分析了该系统与现有典型控制系统的跟随特性、振荡超调以及分散性抑制能力。基于嵌入式系统的双闭环控制实验结果表明,多物理域联合仿真具备有效的控制器设计指导作用。     

[工程应用]智能制造场景的5G应用展望

为满足智能制造领域物联网当前发展的需求，研究了相应制造场景的5G应用技术。介绍了5G的关键技术，包括5G支持的应用场景、网络切片、网络功能虚拟化（NFV）/软件定义网络（SDN）、多接入边缘计算、设备对设备通信技术等；给出了基于扩展的信息物理系统5层框架，基于该框架分析了多个智能制造场景的5G应用（包括人机界面和生产信息技术、流程自动化、工厂自动化、物流和仓储、设备监控和维护等）；给出了以上应用的5G边缘计算开发框架，以集成上述场景；探讨了5G应用于智能制造场景所面临的多个挑战，以助于5G使能智能制造的落地应用。     

基于决策树的羽流追踪机器人自主决策方法研究

针对无法获得可靠羽流流向信息不利于实现羽流追踪的问题，提出了一种基于决策树的羽流追踪移动机器人自主决策方法。该方法通过移动机器人两侧的浓度传感器采集到的浓度信息，利用追踪的行为规则建立决策树模型，获得行为决策信息，使机器人高效地追踪到羽流并精确地定位。由于浓度变化关系蕴含了羽流的流向及流速信息，从而取代了传统方法中流向及流速传感器。在扩散环境下，通过移动机器人羽流追踪实验，实现了良好的源定位效果。     

双陷波开关频率滤波器LCLDT的设计

传统LCL滤波器及其改进拓扑无法保证在PWM变换器输出的不同频段均具有良好的滤波特性。针对此问题本文提出一种应用于有源滤波器的双陷波开关频率滤波器LCLDT,其兼具LCL滤波器、LLCL滤波器、多调谐陷波滤波器等优点。文中给出了LCLDT滤波器的参数优化设计方法,为其实际工程应用提供理论指导。对各个滤波器在相同背景和成本情况下进行对比研究;仿真和实验验证所提出的LCLDT滤波器的滤波特性优于相关高阶滤波器,能满足电网谐波标准对高次谐波的要求。     

永磁机构真空断路器合闸特性受温度影响的研究

同步关合工作中,环境温度变化会造成开关动作分散性的加大。文中研究环境温度改变时,影响断路器合闸动作特性的主要因素的变化规律及机构合闸特性的变化。拟合实验数据,得到该结构参数下单稳态永磁机构真空断路器合闸时间与影响因素间的经验公式。研究表明:环境温度改变时,断路器运动部件静态受力(包括静态吸合力及阻尼)是影响断路器合闸特性的主要因素;同时,电容等效串联电阻低温下对断路器合闸特性也有着较大影响。经验公式可以很好地表征各变量与合闸时间的关系,对同步关合技术研究有一定帮助。     

基于激光诱导击穿光谱的真空灭弧室真空度在线检测实验研究

真空断路器真空度在线检测经历了半个多世纪的研究,现在仍没有很好的技术投入到实际应用。文中采用激光诱导击穿光谱技术(LIBS),在实验室条件下初步研究了10-3 Pa至105 Pa气压下真空灭弧室屏蔽罩铜材料及周围气体元素元素的LIBS信号,得到了不同真空度下谱线强度随真空度的变化规律。进而通过主成分分析(PCA)和人工神经网络(ANN)算法对多种元素的谱线强度进行分析,获得了主成分因子在相空间的分布和神经网络预测结果。分析结果表明10-3 Pa至105 Pa这10个气压等级下的LIBS信号在PCA相空间中呈现良好的分类聚集,神经网络预测结果准确率达到96.67%。笔者提出了一种真空度在线检测的新方法,克服了传统方法抗电磁干扰能力差、检测限低的难题,具有良好的应用前景。     

主动配电网源荷协调多目标阻塞调度

随着电动汽车的规模化发展,其所具备的灵活充放电时间转移能力,使得电动汽车充放电秩序的选择成为影响主动配电网出现负荷尖峰的一个重要因素,大量电动汽车无序集中用电,甚至会引起网络阻塞。文中基于中国电力市场的实际情形,结合电动汽车群充放电的柔性与主动配电网中可控分布式电源发电出力的灵活性,将电动汽车群、可控分布式电源,以及从大电网的购电量作为调度对象,以电动汽车群充放电费用最少和系统发电成本最低为目标,提出一种充放电服务费调整策略下的主动配电网源荷协调多目标阻塞调度模型。算例验证表明,所提出的阻塞调度策略可降低系统阻塞效应、提高电网运行安全性和经济性。     

罗氏线圈电子式电流互感器积分特性研究

为降低电子式电流互感器(ECT)的暂态误差、提高稳态电流的测量准确度,提出了一种应用于罗氏线圈ECT信号采集系统的压频变换器模数混合积分器(VFC-ADI)方法。对罗氏线圈输出信号进行压频数值转换,由脉冲计数器完成数值计数,微处理器对计数值处理后得出被测电流的积分波形。选取VFC芯片AD7742进行仿真分析,仿真结果显示VFC-ADI方法能准确地反映一次侧暂态电流波形。对罗氏线圈ECT暂态故障电流及稳态电流进行试验测试,结果表明VFC-ADI方法能准确反映暂态故障电流特征;对于稳态电流测试,比差的变化范围为-0.15%~0.15%,角差的变化范围为-1′~1.5′,其输出值完全满足0.2 s级基本准确度测试要求。VFC-ADI方法在模数转换过程中实现了积分功能,数据处理结果表明其更接近于理想积分器。