水平轴潮流能装置变桨启动控制特性研究

针对水平轴潮流发电装置的变桨启动问题,建立基于叶素-动量理论的动力特性仿真模型,利用小比例模型试验对仿真模型进行检验;在此基础上,对水平轴潮流发电装置的启动特性进行研究,梳理启动阶段变桨控制的关键技术参量及其影响。研究结果表明:初始桨距角和变桨速度是影响水平轴潮流发电装置启动性能的关键因素,合理设置2个参量,能有效改善装置的启动性能。     

面向直线类目标图像测量的对焦算法

针对直线类边缘图像测量中的对焦问题,文章提出了一种利用被测边缘梯度信息的对焦算法。在包含被测边缘的区域内,该算法计算各行或列中被测边缘点的梯度值,求出这些梯度值的平均值;根据聚焦时边缘梯度相对达到最大的成像特点,将所求得的边缘梯度平均值作为聚焦程度的评价准则。该算法与两种常用对焦算法——灰度差分法和灰度方差法的对比试验表明,在保持平滑性不变的情况下,该算法的单峰幅值比灰度方差法大10倍;它克服了灰度差分法依赖阈值的缺点,而且平滑性明显优于后者,其局部波动平均幅值仅为灰度差分法的1/10。     

浮力摆式波浪能发电装置水动力性能优化研究

以浮力摆式波浪能发电装置为研究对象,以其摆板的时均输出功率和一级转换效率为优化目标,通过理论分析和数值模拟的方法,对摆板的起始出水高度、迎浪宽度、质量、质量分布、摆板结构形式等进行水动力性能优化分析。结果表明:改变摆板结构形式的优化方案更为高效、经济,更具可行性。     

中国南极中山站太阳能资源及光伏阵列最佳倾角研究北大核心CSCD

针对极区太阳能资源开发利用问题,文章研究了南极中山站地区太阳辐射的逐月、逐日分布情况,分析了太阳能资源状况;建立了适合极昼环境条件的斜面太阳辐射计算模型和中山站地区光伏阵列最佳倾角分析模型;确定了光伏阵列的最佳倾角。研究结果表明:夏季中山站地区太阳能资源较为丰富,在分析光伏阵列倾角时应重点考虑3月份和9月份的太阳辐射量;最佳倾角为64°,光伏阵列的前后距离应不低于8.7 m。     

小型温差能发电装置发电特性分析与试验

针对自主升降海洋观测平台的电能供给问题,设计一种小型化温差能发电装置,建立热能转换和蓄能发电仿真模型;针对南海海域温度分布情况,对装置的温差热能转换性能和发电性能进行仿真分析。在此基础上,制作小型温差能发电装置,并在北黄海冷水团进行温差换热和发电性能验证试验。试验结果表明:温差发电装置达到设计要求,热能转换系统能在高温环境(温度高于24.5℃)、低温环境(温度低于13.6℃)的条件下完成热能转换,一次热能转换中换热系统能输出约360 mL的液压油,发电机最大输出功率达298 W,发电量约为939.9 J。     

显微测量系统外参数标定的研究

在介绍了Tsai氏标定方法的基础上提出了一种应用于显微测量系统的标定方法。该方法不需要标定出摄像机的绝对坐标，而是通过实验的方法测量出两摄像机系统之间的角度关系，得到其旋转矩阵，进而标定出整个系统的外参数。在显微测量应用中，这种新的标定技术比传统的Tsai氏标定法计算量更小，实用性更强，并能保证较高的标定精度。     

一种显微图像测量系统的标定方法

提出了一种显微图像测量系统的标定方法。该方法通过同一对平行边缘在垂直和水平方向的两幅图像,计算水平比例因子;利用标定物直线边缘的图像,并运用优化的方法来计算成像系统的畸变系数和主点位置。在上述计算的基础上,利用量块来标定系统的放大倍数。标定过程所需的标定物为量规和带有平行刻线光学器件,如分辨率板等,因此方便实用。试验结果表明,该方法标定精度较高,标定后的实验装置的极限误差3σ为2.26μm。     

极区集成式光伏供电装置结构设计与分析

太阳能独立供电是解决南极野外长周期观测活动供电问题的重要途径之一。针对极区特定环境,设计了一种基于集装箱的可移动光伏供电装置。首先,构建了在结构集成化约束条件下光伏组件斜面上太阳辐射量计算模型,确定了光伏组件最优安装倾角;其次,利用CFD （computational fluid dynamics,流体动力学）方法分析了在最优安装倾角、不同风向角时光伏组件的风载荷,并确定了光伏组件的典型风载荷工况;最后,通过有限元方法分析了在典型工况下光伏支架的力学性能。结果表明,对于集成式双排光伏组件,上、下排光伏组件的最优安装倾角分别为29°、39°。光伏组件存在3种典型工况：当风向角为20°时,2排光伏组件均受到下压作用;当风向角为120°时,一排光伏组件受下压作用,另一排受上抬作用;当风向角为140°时,2排光伏组件均受到上抬作用。在3种典型工况下,光伏支架的最大应力为103.93 MPa,安全系数达2.98,满足强度要求;2排光伏支架铰接处的变形较大,最大值为4.33 mm;支架变形分布受风向影响较大,其中来风侧变形量达3.7 mm,另一侧变形量小于1 mm。研究结果可以为解决极区野外长周期独立观测活动的电能供给问题提供一定的参考。     

玻璃小球直径的图像测量方法

提出了一种基于数字图像处理技术的微小玻璃球直径的测量方法。该方法采用Sobel算子计算目标的梯度图像,取阈值对其进行二值化处理;根据边缘成像特点,通过数学规划法计算小球边缘的初始位置;在此基础上,采用空间矩亚像素定位算法对目标边缘进行精确定位;通过拟合这些边缘点,即可求得目标直径。实验结果表明,该方法对二值化阈值的依赖性小,抗噪声能力强：在一定的范围内,阈值的不同对该算法重复精度的影响小于0．06个像素;由于采用交互方式选定处理区域,算法的计算速度较快,完成一次计算的时间不到1S。     

汽车制动阀内底面质量检测仪的设计

制动阀的性能关系到汽车制动的安全性,对其内底面的缺陷必须及时予以剔除。设计和实现了一种计算机自动检测和分类的方法,不仅可以排除主观因素的干扰,而且还能对指标进行定量描述。首先．根据内底面检测的特点,设计了光电成像系统．得到了．检测面的清晰图像;然后,在软件设计方面,根据缺陷的特点,运用图像处理和计算机视觉的理论,有效地提取特征参数,实现了内底面缺陷的自动检测。实验结果表明,该检测仪具有实时高效、准确可靠的优点,大大优于传统的人工检测。