矿井机车无人驾驶系统周期性消息实时性能研究

矿井机车无人驾驶系统在国内外尚未广泛使用,相关技术也不成熟,大巷内环境恶劣、人员复杂且劳动强度大、轨道路况差、信息化程度不高、运输调度多变等,要求系统具有高级别的可靠性、安全性、可信性等级。针对矿井机车无人驾驶系统中机车位置和机车信息等周期性消息传输的实时性问题,设计了基于时间有色Petri网的周期性消息实时性能建模与验证方法,对消息实时性能进行形式化建模与验证,通过模拟周期性AP切换和突发中断两类失效,经不同机车车速下丢包率和时延统计验证矿井机车无人驾驶系统周期性消息传递满足系统设计要求。     

基于干扰管理的高吞吐无线多跳网络基站选址算法

为减少无线节点数据并发传输干扰,提高网络数据传输效率,在多跳无线网络中,设计了基于干扰管理的高吞吐基站选址算法。首先根据网络中节点位置的稀疏程度确定基站坐标的可行区域.然后通过对串行干扰消除技术特点的研究,发现基站位置应尽可能远离两两节点之间的中垂线。基于此,设计相关算法实现将可行区域划分成若干小区域,并提出通过一种"收缩"的方式在每一小区域内确定一点,作为基站选址的备选位置。最后,从备选位置中选出对网络吞吐量改善效果最好的一点作为基站的最终位置。仿真显示该算法能使网络整体性能提升10%~70%。     

受端分层接入的特高压直流系统无功控制策略分析

特高压鲁固直流是世界上首批受端分层接入的输电工程,受端广固换流站高、低压换流器分层接入500 kV/1 000 kV两个不同交流系统,直流控制应对两个交流系统实现独立的无功控制,分别配置500 kV和1 000 kV系统无功控制系统,两个系统的无功控制可在同一硬件装置中实现。500 kV和1 000 kV系统无功控制以各自交流母线的无功交换或电压作为控制目标。分析分层接入系统无功控制配置与控制策略,为今后分层接入特高压直流系统研究设计提供参考。     

应对风电接入的分级控制策略研究

针对由风功率的随机性和波动性导致电网侧电压稳定性问题,提出基于改进五区图的分级控制策略。通过以改进五区图作为动作判据并缩小其"0"区范围,在多种控制方式组合中采用经典遗传算法选取最优组合作为上级控制策略,将电网侧系统电压调节并保持在限制值内;对于风功率预测值和实际值的偏差可能导致的电压越限问题,下级控制策略采取以改进五区图中动态无功补偿装置的动作区作为动作判据制定出相应的控制方式,做到快速跟踪,实时响应,最后经仿真试验验证了控制策略的实用性和可行性。     

基于干扰管理的矿井机车动态功率调度方法

现有研究很少有直接适用于矿井机车的无线网络通信模型。针对矿井机车不断移动的特性,提出基于干扰管理的矿井机车动态功率调度方法。首先根据传统矿井机车通信过程,建立一种基于SIC的动态功率调度模型。为了使该模型可以在多项式时间内求解,提出SIC集合和最大SIC集合概念,并设计了一个求解所有最大SIC集合的算法,有效的降低求解问题的复杂度。仿真显示,该方法优化效果较之采用普通SIC方法改进率在20%~35%,相比于传统方法改进率在40%~50%。     

电气化铁路牵引供电用光伏发电系统的接入拓扑及其电流控制策略

提出了电气化铁路牵引供电用光伏发电系统的接入拓扑及其电流控制策略。首先,利用V/V变压器将两相牵引电压转换为与电网电压幅值、相位相同的三相电压,为光伏发电系统的接入提供三相平衡电网环境。然后,提出实施于三相静止坐标系中的分相电流控制策略。该策略利用相电流替代正、负序电流作为被控对象,通过对相电流的闭环控制,可在无需正、负序分离提取的条件下完成不对称与三相对称电流的注入,实现光伏发电为牵引负荷供电的自发自用运行和为电网输送功率的全额上网双模式运行。最后,仿真结果验证了所提出接入拓扑与电流控制策略的有效性。     

适用于分层接入的特高压直流输电控制策略

随着中国特高压直流的广泛应用,多馈入直流集中落入受端负荷中心将成为未来中国电网发展所面临的重要问题。特高压直流分层接入方式有助于提高多馈入直流系统电压支撑能力,已经列入国家电网规划。分层接入的特高压直流输电在电路结构上发生了变化,在阀组电压平衡控制、阀组退出后直流功率控制、逆变侧最大触发延迟角控制和无功功率控制等方面需要研究适用于分层接入的特高压直流控制策略。在阀组电压平衡控制方面,两个阀组各运行在逆变侧最大触发延迟角控制,通过换流变压器分接头来平衡电压;在阀组退出后直流功率控制方面,研究阀组退出后限制的功率分配策略;在逆变侧最大触发延迟角控制方面,大扰动下采用实际电流计算最大触发延迟角;在无功功率控制方面,连接不同交流电网的换流器分别控制各自的无功功率。     

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略

越来越多的风电并入电网后,对接入地区的电压影响也越来越大,为此,系统要求风电场能够对接入地区提供电压/无功支撑。文中提出了一种兼顾风电接入地区电压/无功需求的风电场无功控制方法。该方法以接入变电站低压侧电压作为控制电压,将风电场无功控制区分为正常控制区、异常控制区、紧急控制区和脱网控制区,并给出3种控制模式,即异常控制模式、紧急控制模式和故障控制模式。利用某一时段的控制电压平均值作为选择无功控制区的依据,并综合相邻2个时段的平均控制电压差值和接入变电站与风电场之间的通信情况选择无功控制模式。实际系统算例分析结果表明:所提出的方法能够合理调整风电场的输出无功功率,在很少的控制周期内将控制电压调整到合格范围,使一个测量周期内的平均电压合格,有效地为风电接入地区提供无功支持。     

随机接入技术ALOHA协议在胎压报警系统中的应用

在越来越受重视的汽车电子中,胎压报警系统是一个很重要的环节.其中,将4个轮胎的气压监控模块放置在轮胎内部,分别作为4个发射从机,而中央接收器模块作为主机.这样,在数据的无线收发过程中,当有两个以上的轮胎气压同时发生异常需要报警时,就存在冲突发送的问题,即多点接入技术.本文首先分析了各种随机接入技术及其解决方案的比较;接着确定了在该系统中使用随机接入技术--ALOHA协议;分析了协议在系统中的具体应用.最后经过试验证明该协议是可行的.     

EKF在机车最优黏着控制中的应用

为了使机车工作在最优黏着状态,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的滑模控制算法。首先以轮轨动力学及机车黏着模型为基础,利用EKF对机车的轮对速度和车体速度进行近似估计;然后为了克服外界干扰对系统的影响,提出了一种基于指数收敛干扰观测器的滑模控制算法;同时考虑轮轨最优蠕滑速度未知的问题,根据机车黏着模型设计一种搜索算法用于跟踪搜索当前路况的最优蠕滑速度。仿真试验结果表明,基于EKF的滑模控制算法可以有效提高机车运行的稳定性并且提高黏着利用率。     

蓄电池式矿用电机车PWM斩波调速控制系统的研制

针对工作在煤矿井下恶劣环境中的电机车在换向和调速方面的不足,研制了一种新型矿用电机车直流斩波调速系统.该系统以STC15W4K32S4为控制核心,配合基于HCPL-316J的H桥式IGBT驱动电路,在实现电机车调速和换向的同时完成对硬件电路的各种保护功能.系统通过采集电机电枢端电压和电流瞬时值算法对无速度传感器直流电机进行转速控制,并加入回馈制动功能,可以有效延长蓄电池的使用时间,提高电机车工作效率.实验室数据表明该控制系统操作简单,换向稳定,调速过程平滑无振动,运行安全可靠,应用价值较高.     

小型无人直升机分布式飞控系统的设计与实现

基于总线的分布式结构以其结构简单、易于扩展、可维护性强的优点已开始应用于无人机领域。以无人直升机为研究对象，在原有的集中式飞行控制系统的基础上进行技术升级改造，提出了一种基于CAN总线的分布式飞行控制系统设计方案。描述了基于CAN总线的分布式系统总体设计方案、硬件设计、通信机制、软件开发和实现，并进行了半物理仿真验证。测试结果表明，CAN总线实际占用带宽为10.5%，未出现丢帧现象，通信基准时钟同步精度小于150 μs，完全可以满足飞控系统的要求。通过进行全过程飞行半物理仿真，证明基于CAN总线的分布式飞控系统能够满足无人直升机飞控系统的实时性、可靠性等控制需求，设计达到了工程化的要求。     

变电站远程维护系统的多用户接入控制

随着无人变电站自动化程度的提高,充分利用变电站的网络通信的硬件资源,完善自动化系统．变电站远程维护系统RMS(Remote Maintenance System)已经在某些地区实现。变电站自动化对信息互换的需求．使得远程用户的Internet接入成为可能。因此RMS多用户的安全接入成为迫切需要解决的问题。通过分析RMS的多用户结构。提出了利用远端拨号认证RADIUS(Remote Authentication Dial In User Service)协议的网络接入方案。开发了基于角色的权限控制RBAC(Role Based Access Control)模型的权限分配．严格限制用户的权限。     

Research of user access control for networked manufacturing system

An integrated user access control method was proposed to address the issues of security and management in networked manufacturing systems (NMS). Based on the analysis of the security issues in networked manufacturing system, an integrated user access control method composed of role-based access control (RBAC), task-based access control (TBAC), relationship-driven access control (RDAC) and coalition-based access control (CBAC) was proposed, including the hierarchical user relationship model, the reference model and the process model. The elements and their relationships were defined, and the expressions of constraints authorization were given. The extensible access control markup language (XACML) was used to implement this method. This method was used in the networked manufacturing system in the Shaoxing spinning region of China. The results show that the integrated user access control method can reduce the costs of system security maintenance and management. __________ Translated from Journal of Zhejiang University (Engineering Science), 2005, 39(11): 1735–1739 (in Chinese)     

调度台录音系统声控变压控的处理

调度录音系统是电力系统事故调查取证的重要依据之一,因此,调度录音系统的工作质量直接关系到对电力调度系统安全维护的成败。文章针对黄冈电力调度台声控录音系统因受调度员讲话时的随意性控制,出现了将一次性通话记录硬分割成数段文件存储,易造成遗漏字句,使录音走样的现象,提出用压控取代声控启动录音的整改方案。其中,压控电路设计是这项整改的技术关键,文章着重对此进行了描述,并对实施步骤进行了介绍。     

基于模糊PID 的直升机增稳控制系统设计与实现

针对小型无人直升机开环不稳定,通道耦合性较强以及控制较难的问题,设计并实现了基于模糊PID的增稳控制系统。首先从理论上分析了小型无人直升机的操控原理,设计了基于模糊PID控制方法的飞行控制律;然后,分别设计了基于DSP芯片的增稳控制系统硬件平台和软件并具体实现;最后,通过试飞验证了基于模糊PID增稳控制系统的可行性和有效性。实验结果表明文中设计的模糊PID增稳控制系统能够很好地改善小型无人直升机动稳定性,并且系统运行稳定,可靠性高。     

卫星通信中媒体接入控制协议的研究

媒体接入控制协议设计的基本目标是协调包的传输,实现高的信道吞吐量,低的传输时延,低复杂度的控制算法,信道的稳定性,协议的可扩展性和信道的再配置性。本文对卫星通信中的MAC协议进行了概括,分类和性能分析,并且研究了一组性能优越的混合式协议。最后针对下一代宽带卫星网络支持的业务特点,提出了一种适合多业务的高轨卫星媒体接入控制协议。对于恒定比特率的业务(CBR)采用固定分配的方式;对于实时/非实时可变率业务(rt/nrt-VBR)采用选择性轮询预约和捎带预约相结合的按需分配和加权自由分配的方式;对于非限定比特率业务(UBR)采用自由分配的方式。通过分析表明,协议在时延和吞吐量性能上能取得好的性能。     

基于RFID技术的门禁系统设计

射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。本设计是基于无线射频识别系统（RFID）的门禁系统,采用无线身份识别的方法,对进出车辆实现自动识别,并自动开启和关闭道闸,将出入FI的控制从被动防守变为主动监控,从而加强对小区车辆和重要单位停车场的管理。本设计分硬件与软件两部分：硬件是设计Reader2022读写器的相关应用电路,将Reader2022的继电器用于产生触发电平,控制大功率继电器,进而控制道闸的开关,实现自动道闸控制;软件是在Delphi7．0的软件环境中给Test程序添加应用程序,分成寻找ID、显示ID、连接Access和控制继电器四个步骤。当ADO Table连接Access数据库成功后,将硬件与软件结合调试,实现道闸的自动开启和关闭的应用功能。     

全数字电控系统在矿井提升机中的应用

以煤矿副井提升机电控系统为例 ,对模拟控制系统和数字控制系统进行比较 ,阐述了数字控制系统的优越性 ,并介绍了原系统改造方案及数字控制系统的硬件及软件配置。