在极端工况下Boost电路的光伏MPPT可靠性分析

Boost电路是最常用的进行光伏最大功率点追踪(MPPT)的阻抗变换电路,但在高太阳辐照度和低太阳辐照度工况下,存在无法实现光伏MPPT的情况。针对该问题,通过对Boost电路进行工作原理理论分析和实际应用分析,开展了在极端工况下Boost电路的光伏MPPT可靠性研究,并通过实验证明了特殊工况会造成Boost电路光伏MPPT的不可靠性,最后根据研究结果有针对性地给出了解决Boost电路存在问题的建议。研究结果表明：基于Boost电路的光伏MPPT会受限于3个主要因素：一是脉冲宽度调制(PWM)信号的极限占空比;二是Boost电路的阻抗变换范围受到所带负载大小的影响;三是Boost电路能够实现的最大升压比。在低太阳辐照度下,Boost电路带大负载时与光伏组件内阻的匹配效果不佳;在高太阳辐照度下,Boost电路带小负载时与光伏组件内阻的匹配效果不佳。     

非均匀磁场下磁流变液剪切屈服应力的温度特性

利用自行研制的非均匀复合场(温度、磁场)下磁流变液剪切屈服应力实验装置,测试、研究了非均匀磁场、不同剪切速率下磁流变液剪切屈服应力的温度特性。结果表明,磁流变液在17~150℃温度范围内粘度温度性能稳定,剪切屈服应力-温度特性曲线在17℃和150℃时发生突变:在低于17℃时剪切屈服应力随着温度的上升而下降,17~150℃温度范围内剪切屈服应力近似不变,温度超过150℃时,磁流变液的剪切屈服应力随温度的升高而下降。     

随钻测井用井下发电机系统的涡轮设计

对随钻测井系统中井下涡轮发电机的关键部件进行了研究.首先,建立了一种水力性能较高的涡轮模型;然后,基于计算流体力学(CFD)理论,采用Fluent软件对不同叶片参数的涡轮模型进行了紊流流场研究,并分析了流量、转速对涡轮流场的影响;最后,通过涡轮发电机地面单向水利实验验证了流量、转速、负载与涡轮发电机输出电压的关系.仿真结果表明:15叶片、叶片进口角30°以上、出口角45°以下、中弧线圆弧半径40mm以内对应的涡轮模型水力性能较好,但水力效率过高也会降低涡轮的工作寿命,因此,在一定范围内增大流量、转速对提高涡轮水力效率具有积极影响.所建立的涡轮模型能够提高涡轮的输出功率并保证其工作寿命.     

太阳自动跟踪机构的设计和位姿分析

设计了一种新型三自由度并联跟踪机构,以使太阳能板全方位地跟踪太阳并最大限度地输出有效发电量.采用三角平台上的万向节使太阳能板的大部分重量传递到支架上,通过3条细钢丝绳的协调动作使太阳能板的姿态发生变化,达到跟踪机构驱动电机耗能小,输出有效发电量多的目的.利用坐标变换理论建立了该三自由度并联跟踪机构的位置正解方程,然后用牛顿迭代法数值求解正解方程组;最后,依据空间投影理论对该并联跟踪机构的空间位姿进行实测分析,并对设计的跟踪机构与传统二轴跟踪机构进行驱动耗能对比实验.结果表明:本文建立的位置正解方程与实测结果的趋势基本相同,输出位姿空间角α、β和距离zB的平均误差分别为1.8％、2.6％、0.84％,满足跟踪机构的误差要求,设计的跟踪机构的耗电量约为传统二轴跟踪机构的25％.     

磁场作用下磁流变液的挤压与拉伸特性

为研究磁流变液在不同磁场作用下的挤压与拉伸力学性能,建立了用于测试磁流变液挤压与拉伸特性的实验装置,并通过ANSYS/Multi曲ysics对此实验装置磁路的磁感应强度分布进行了仿真分析.利用此装置研究了磁流变液在不同外加磁场强度下的挤压和拉伸特性,并建立了拉伸屈服应力与剪切屈服应力之间的关系.挤压实验表明,磁流变液在...     

玻璃陶瓷材料与轴承钢表面摩擦磨损的试验研究

在盘销式摩擦磨损试验机上考察了氟金云母玻璃陶瓷与轴承钢的摩擦磨损性能,在不同载荷条件下,测试了摩擦因数和玻璃陶瓷的磨损率,用金相显微镜观察和分析磨损表面形貌,并探讨了玻璃陶瓷材料的磨损机制。结果表明：在低载荷条件下,摩擦因数较低;随着载荷的增加,摩擦副的摩擦因数比较稳定,氟金云母玻璃陶瓷与轴承钢的平均摩擦因数为0.095。玻璃陶瓷和轴承钢的磨损率存在波动,其对磨过程以磨料磨损为主。     

机械手姿态识别的立体视觉匹配

为了提高机械手姿态识别的精度,提出了区域边缘线段立体匹配算法。该算法利用图像中包含边缘线段区域的颜色特性和边缘线段的几何特征进行线段匹配,其中,区域的颜色特征包括边缘线段的左右颜色和梯度方向,边缘线段的几何特征包括长度、方向和角度。由于充分利用了图像提供的颜色信息,特别是颜色梯度方向信息,使得边缘线段的匹配不仅依靠其自身的几何特征(如长度,方向和位置),而且依靠直线段所在图像区域的所有信息。因此,匹配的判据可以做得更准确。使用该算法进行机械手姿态识别实验,结果验证了该算法能够在复杂背景下识别机械手的姿态,识别精度高,其相对误差达到1.7%,该结果满足机械手在姿态识别中的精度要求。     

随机纹理图像的色差检测

针对随机纹理图像在实际生产环境下的色差检测问题,提出了基于CIELAB均匀颜色空间的色差检测算法.首先在HSV颜色空间中计算聚类数目,在CIELAB颜色空间中确定初始聚类中心,然后进行模糊C均值聚类,最后进行颜色特征的提取.以雨花石墙地砖为例,分别在光照、粉尘、振动3种典型干扰环境下进行了实验.实验结果表明,本文提出的色差检测算法检测结果受粉尘、振动干扰影响较小,色差值＜1.5,认为无色差,而受光照干扰影响较大,色差值＞1.5,认为有色差.这一结果与人眼的视觉判断相一致.建议在实际应用中应对光照条件、光源稳定性进行合理的控制.本算法对其它随机纹理产品的颜色检测也有实用价值.     

粗糙表面精度测量系统的研究

设计了一套粗糙表面精度测量系统,采用线边缘激光三角法实现了亚像素级测量,在图像算法上采用改进的阈值法进行边缘检测,用形态滤波法对被测物表面图像进行处理。研究结果表明,该系统能较好地提高测量精度,并得出较满意的图像边缘,可达到5 m的测量精度要求,且具有一定的通用性,实现了对具有粗糙表面的电池极片涂敷层的厚度及均匀性的测量。     

工矿机车自动变速三参数模糊控制系统研究

针对工矿机车自动变速的复杂性和难以建立准确的数学模型的特点,以JX115型工矿机车为研究对象,开发研制一种以PLC为控制核心的,基于发动机转速、涡轮转速和油门开度的模糊自动变速控制系统.仿真及试验结果表明:该系统可使被控变速器根据工况(负载变化)自动换挡,系统工作稳定、抗干扰能力强、换挡品质理想、可嵌入和可移植程度较好.