输电线路导线舞动在线监测系统设计

介绍基于ARM+Linux和单片机的嵌入式导线舞动在线监测系统的设计。     

针对导线舞动探究输电线路的在线监测技术

阐释了传送电路舞动远程监测装置的构成和效能,研讨了当今国际范围内在针对电力传输导线舞动实施远程监测的手段及其所面临着的问题.构建了依托于惯性力感应装置的电力导线晃动远程监测体系,经过实验测试,能增强现今电力导线晃动监测体系位移显示的精确性.其更高一级的发展趋势是完善各类监测工艺,达到导线晃动检测体系、光纤感应系统及重合性工艺在传送电路远程监测中的高效运用.     

基于RFID加速度传感器标签的导线舞动在线监测

针对目前各种导线舞动无线监测方式存在高功耗、高成本和不适于长期监测的缺陷,提出了一种基于射频识别(RFID)加速度传感器标签的导线舞动长期在线监测的设计方案,设计了一种RFID加速度传感器标签结构,因其工作在无源模式下,可以实现导线舞动的长期在线监测.介绍了加速度信号的处理方式,提出了基于小波变换的趋势项去除算法.在实验室环境下,对加速度传感器标签进行了通信性能测试和模拟导线舞动监测实验.测试结果表明:标签通信性能良好;模拟实验结果表明:经过处理后得到的位移信号能够准确反映模拟导线的舞动情况,实现了导线舞动的在线监测.     

虚拟现实技术及其在导线舞动模拟中的应用

本文简要介绍了虚拟现实技术及其基本原理、虚拟现实系统组成和关键技术,着重就虚拟现实技术在输电导线舞动模拟中的应用进行了分析,并以此为例探讨了虚拟与现实技术在工程模拟中的应用。     

考虑多种影响因素的导线舞动三维有限元分析

利用三维有限元方法,分析了风速、攻角、导线分裂、磁场力和防舞装置等各种因素对导线舞动的影响．结果表明：风速、攻角和导线分裂等对导线舞动的影响很大;磁场力的影响很小．为减轻和防止导线舞动,在导线距离杆塔1／3和2／3处施加压重,可以获得明显的防舞效果．     

基于倾角的输电线路弧垂三维模型算法研究

架空输电线路的弧垂高度是线路安全运行的关键指标。为了实现有效的输电线路弧垂监测,基于悬链线方程、力学模型和几何学模型,建立导线在三维空间内的监测模型。使用Matlab工具实现计算模型,实时监测输电线路的弧垂变化,根据导线倾角计算出的弧垂高度判断导线的运行状态,由监控人员进行统一管理,指挥巡检人员进行线路检修和导线防舞处理。实验结果表明,建立的舞动模型能够快速准确地计算出弧垂高度和偏移量,精确地反映了弧垂的变化趋势,极大地提高了计算效率,可以保证输电线路的安全运行。     

66kV覆冰导线的舞动仿真分析

针对偏心覆冰导线在风的激励下极易诱发舞动对输电线路造成损坏,对整个供电系统的安全运行造成严重危害的问题,采用Fluent软件中的SSTk-ω模型对覆冰导线的空气动力参数进行了仿真,得到了各攻角下不同冰厚的升力、阻力系数以及邓哈托系数,并依据此结果判定覆冰导线是否发生舞动。仿真结果表明:在风速相同的情况下,覆冰厚度大的易发生驰振,在冰厚度相同的情况下,风速变大气动力系数变得平稳,不易发生驰振;6mm以下的覆冰导线不会发生驰振。仿真验证了覆冰导线模型的有效性,其数据结果对覆冰导线防舞工具的设计和安装都具有重要的参考价值。     

浅谈输电线路覆冰舞动治理技术

架空输电线路在运行中会因自然条件作用发生多种灾害事故,舞动就是其中危害严重的一种。舞动问题在本质上是非线性动力学问题,加之各种复杂的随机因素作用,彻底治理难度很大,是架空输电线路机械力学领域公认的世界难题。本文结合我国线路导线舞动的特点,深入比较了当前防舞动技术的具体效用,并对今后该技术的发展提出了可行建议。     

基于互补滤波的输电导线舞动轨迹还原算法

方向余弦矩阵算法(DCM算法)是工业级MEMS惯性传感器姿态解算常用算法;但由于受到外部机械振动和电磁环境影响,MEMS陀螺仪输出数据的漂移较大,导致陀螺积分解算得出的姿态角误差会随着时间累积增长,因此常须结合DCM算法与GPS或磁罗盘对陀螺计算出的角度进行误差修正;然而电网的导线舞动监测仪是直接安装于高电压架空输电线路表面,仪器处于很强的工频电磁干扰环境中,GPS和磁罗盘传感器完全失效,所以若要实现实时准确输出高压导线的运动轨迹,有必要研究一种改进的DCM算法,即MEMS陀螺和加速度计的互补滤波算法;并且设计出高电压导线舞动轨迹适用的解算流程,最后在专用的舞动监测实验平台上验证此新型舞动监测仪样机的有效性。     

基于边缘计算和多传感器融合的输电线路监测研究

为了提高输电线路运行的安全性,研究设计了一种基于边缘计算和多传感器融合的输电线路监测系统;研究利用多种传感器采集数据,采用Edge X Foundry平台作为系统构架,对数据进行处理,从而通过边缘计算实现低延迟、高可靠性的实时监测、在线查看现场、无线通讯等功能;实验结果显示,优化后的ARIMA模型的最小MAE为0.476,最小MSE为0.623,最大为0.984;监测系统在白天和夜晚对线路舞动的最高预警准确率分别达到了97.1%和93.5%,说明设计的监测系统对导线舞动的预警性能具有显著的准确性和可靠性,为输电线路的安全运行提供了实践依据。     

三稳态风致振动能量俘获系统分析

使用具有指数相关性的色噪声近似外界环境干扰,研究色噪声激励下驰振能量采集器(GEH)的稳态响应.首先,介绍了系统的理论机电耦合运动方程,并对其进行无量纲化处理.其次,通过广义谐波变换对方程进行等效解耦,然后使用能量包线随机平均法得到系统稳态响应的解析解.最后,使用四阶龙格库塔算法进行数值模拟,在验证解析解有效性的同时分析了风速、色噪声参数对系统稳态响应的影响.研究结果表明,较大的噪声强度有利于提升系统的能量采集性能,且在风速较低时效果更明显；噪声相关时间对系统稳态响应的影响与噪声强度相反.当系统的振动模式由风激励主导时,系统的响应表现为带有附加噪声的周期性振动；随着风速增加,增强的风激励削弱了色噪声激励对系统稳态响应的影响.此外,本文还研究了系统结构参数和电气参数对平均输出功率的影响,研究结果为优化系统设计提供了有效的理论指导.     

色噪声激励下一类驰振能量采集器的稳态响应研究

使用具有指数相关性的色噪声近似外界环境干扰,研究色噪声激励下驰振能量采集器(GEH)的稳态响应.首先,介绍了系统的理论机电耦合运动方程,并对其进行无量纲化处理.其次,通过广义谐波变换对方程进行等效解耦,然后使用能量包线随机平均法得到系统稳态响应的解析解.最后,使用四阶龙格库塔算法进行数值模拟,在验证解析解有效性的同时分析了风速、色噪声参数对系统稳态响应的影响.研究结果表明,较大的噪声强度有利于提升系统的能量采集性能,且在风速较低时效果更明显；噪声相关时间对系统稳态响应的影响与噪声强度相反.当系统的振动模式由风激励主导时,系统的响应表现为带有附加噪声的周期性振动；随着风速增加,增强的风激励削弱了色噪声激励对系统稳态响应的影响.此外,本文还研究了系统结构参数和电气参数对平均输出功率的影响,研究结果为优化系统设计提供了有效的理论指导.     

基于图像处理的输电线路导线表面损伤特征研究

导线表面损伤是影响架空输电导线力学性能和电气性能的重要因素,研究导线表 面损伤特征对输电导线耐久性设计和安全性评估具有重要意义。为此选取不同地区实际输电线 路中截取的不同电压等级的典型导线 (钢芯铝绞线) 作为研究对象,利用图像处理技术提取了 不同导线损伤表面图像信息。针对传统像素点覆盖法的不足提出一种改进的像素点覆盖算法, 给出了导线表面损伤特征与分形维数间的关系。研究结果表明,导线表面形貌具有明显的分形 规律,分形维数能够度量架空输电导线表面的损伤特征。导线表面损伤程度越低,二维分形维 数越小;导线表面不平整度的增加将使得三维分形维数增加。导线表面损伤特征为伤痕时,二 维分形维数介于1.5~1.7 之间;损伤特征为磨损时,二维分形维数介于1.2~1.4 之间;损伤特征 为锈蚀时,二维分形维数介于1.4~1.5。     

基于多惯性传感器姿态的输电线舞动监测算法研究

针对目前使用惯性(MARG)传感器还原输电线舞动形状存在很多原理性的问题,如位置积分起始点未知、容易丢失输电线低频运动信息等,提出了一种基于惯性传感器姿态的输电线舞动形状还原算法,采用融合同一根输电线上多个MARG的姿态求取每个MARG真实位移以及输电线整体形状.算法能够避免加速度积分时的累积误差,解决了输电线长度约束问题且使用较少MARG即可还原舞动图像.仿真结果表明:算法可以有效地降低导线舞动振幅的误差,且还原误差不随时间增长.     

Dynamic characteristics and stability criterion of rotary galloping gait with an articulated passive spine joint

Based on the simplified planar quadruped model with a passive spine joint, this paper focuses on studying the effect of the spine joint on the dynamic performance and the stability of the rotary galloping gait. The stable, periodic, and symmetric rotary galloping gait is achieved by the particle swarm optimization method without any parameter symmetry for leg motion and without any limitation for spine motion. By analyzing the symmetric pattern of the rotary galloping gait, the stability criterion is derived: the closer to zero is the pitching angle at peak time of the center of mass, the better is the stability of the galloping gait. Then, we study the effect of rear leg touchdown angle and spine stiffness on the stability. Moreover, the unstable rotary galloping gait can be stabilized by adjusting one or more of the touchdown angle, spine stiffness, and leg stiffness. Furthermore, the effect of the spine stiffness on the key kinematic and kinetic properties is also studied for different initial values and mechanical parameters. The presented stability criterion and the achieved dynamic performance analysis results will be instructive for the design and control of the quadruped robot.     

基于数字图像处理技术的输电线路舞动监测

为了对输电线路舞动情况作出监测和预警,提出了运用数字图像处理技术对输电线路现场图片进行处理的方法．从而测算出输电线路舞动本身的诸如振动幅度、频率等特征参数。为输电线路舞动防治与监测提供依据。     

A network model and conductor shape classification scheme for the macro-routing of digital printed circuit cards

A conductor routing network model is defined for rectangularly arrayed digital printed circuit boards. Portions of various conductor pathways in the network are partitioned into two mutually exclusive and collectively exhaustive subsets. The macro-routing process classifies conductors in terms of these subsets and this classification scheme is used to generate (1) an ordered list of conductors and (2) an initial (macro) shape. Built-in adaptive shaping policies are included which can subsequently modify the conductor shapes so as to minimize the creation of conductor congestion. This enhances the chances of obtaining a feasible layout, if one exists. The output of this algorithm is utilized by a PC designer as a conductor routing schedule and map as he fills in the micro-routing details.