低温半导体温差发电单元数值模拟与仿真研究

为精确计算分析半导体温差发电单元内部温度场分布及发电特性,构建了常物性和变物性计算模型。在160~280 K温度区间下,分别利用常物性、变物性计算模型对温度场及发电特性进行数值计算,并与ANSYS有限元仿真结果比较。结果表明:在此工作条件下,变物性模型对温度分布的数值计算具有较高的精确性;对发电特性的计算存在一个特定的特征温差能够让变物性模型取代常物性模型,此变物性模型在大于特征温差范围内具有较好的精确度,有效改进了原有的常物性模型。     

湍流值对风电功率预测的影响与分析

风电功率预测是缓解弃风现象的有效手段。文中针对风电波动性,提出了一种在模糊C均值聚类算法(Fuzzy C-Means algorithm,FCM)中引入湍流值IT的风电功率预测方法。在FCM算法中引入湍流值IT对训练样本进行聚类,可以进一步增强训练样本与预测样本间的相似性,避免因训练样本减少,导致风电功率波动性影响能力增大的情况。以山西某风电场实测数据为依据,在MATLAB平台上通过支持向量机(Support Vector Machine,SVM)对FCM的聚类结果进行训练和预测,仿真结果表明,FCM-IT-SVM能有效增强风电功率的相似性,减小预测误差。     

步履式全地形六足机器人

为解决机器人复杂崎岖地形难以行进的问题,设计了步履式全地形六足机器人。系统以STM32F407ZGT6单片机为控制核心,通过EPM1270T144I5舵机和直流减速电机驱动板,控制DS3120MG型舵机带动机器人的运动关节以及控制5GA370型直流减速电机驱动履带小车;同时引入H083-0605TC型导电滑环与挂胶履带,实现履带小车360°回转无死角,进而可以在各种复杂地形下灵活运动。步履式全地形六足机器人具有优越的越野能力,可轻易翻越障碍物,且抗干扰能力强,灵活度高,安全可靠,具有较高的实用价值。     

层析成像在冰水两相流参数测量中的应用

提出将电阻层析成像(ERT)技术应用于冰水两相流相含率、相分布等特征参数的测量,并设计了ERT测量系统,研究了基于图像的相含率计算方法.阐述了ERT系统的工作原理,提出了16电极ERT系统的设计方案.介绍了线性反投影图像重构算法(LBP);并结合数字图像处理技术,提出了截面相含率的计算方法.最后,通过一组实验验证了电阻层析成像技术应用于冰水两相流检测的可行性.实验结果表明:通过ERT系统可以获得管道内冰柱在水中的位置以及实时运动结果,直观反映冰水两相介质的相分布;另外,通过ERT系统可以近似地真实反映冰柱的相对大小,两次截面相含率测量误差分别为6％与2.8％.研究表明,ERT技术可以实现冰水两相流的实时在线监测,而且具有良好的测量准确度.     

磁致伸缩-磁翻板一体化强酸强碱罐液位检测装置的研究

基于磁致伸缩液位传感器和磁翻板液位检测装置的工作原理,将磁致伸缩传感器和磁翻板液位计组合,通过实验再将磁致伸缩和磁翻板装置共用一个磁浮子,并结合单片机缓和GSM技术实现了磁致伸缩-磁翻板一体化液位检测装置对强酸、强碱罐酸碱液位的非接触式测量.     

基于MSP430的数据采集技术在水文无线监测系统中的应用

以水文监测为背景,介绍了基于无线通信GPRS模块和单片机技术的智能数据处理终端的设计方法：阐述了其系统的组成、功能、原理、电路硬件设计框图、数据采集软件流程图;并提出了该数据处理终端在水文无线监测系统中的应用前景。     

北极野外监测装置光伏发电系统控制策略研究

针对北极野外监测装置终年随海冰漂移,主要依靠电池供电的现状,提出了一种用于风光海流供电系统中的主要发电单元——光伏发电系统的控制策略.采用改进的自适应变步长最大功率跟踪保证跟踪速度和稳态精度;输入功率冗余时,使用恒压控制母线电压保证供电系统的稳定;利用Matlab/Simulink对低温下光伏发电系统的两种控制方式及其切换过程进行仿真.仿真验证了该控制策略能够使处于突变环境条件下的光伏发电系统稳定地可控地输出.     

南极低温环境下铅酸蓄电池充放电的研究

阐述了铅酸蓄电池的工作原理,利用低温实验柜模拟南极低温环境对铅酸蓄电池在不同的低温环境下进行了放电实验,分析了放电曲线图。在不同低温的环境下恒流阶段采用不同的电流对铅酸蓄电池进行充电实验,分析了充电曲线图。通过分析实验数据,得到结论,随着环境温度的降低,铅酸蓄电池的容量会随之减小,在-10、-20和-30℃以7.5 A电流放电,放出的电量分别占常温下的80%,64.1%,46%。在温度过低时,使用小电流充入的电量比大电流充入的电量更多。     

极地多点低温低功耗高精度柔性温度链的设计

为有效提高极地冰盖低温环境下温度测量的精度,设计了一款基于Pt1000的多点低温低功耗高精度铂电阻柔性温度链。温度链由主机和多个从机组成,主机用于读取整条温度链的数据并与外界进行数据交互,从机用于采集和上传温度数据,主机和从机之间采用RS485总线通讯方式。每个单点铂电阻温度测量单元都采用软件校正,单点测温误差不超过0.006 9℃。室内低温实验和现场试验表明,该温度链对低温环境下多点同时测温整体可靠性较高,适用于在极地环境下对冰川冰雪的温度场剖面检测。