一种机械臂在线标定装置开发（英文）

提出一种名为MultiCal的新型接触式三维测量装置,可用于机械臂的现场标定和在线精度测量,具有使用方便、成本低（低于5000美元）、性能可靠等优点。该设备可灵活地设置在机械臂的工作环境中进行微米级精度三维测量。在标定过程中,通过一个三维位移测量装置,让机械臂的工具中心点运动至一个固定点,之后再绕该点旋转运动至不同姿态角并测量各关节角度（单点约束测量）。然后采用一个创新设计的夹具,将三维位移测量装置精确地安装在该夹具的不同工位上,并重复上述测量过程,从而实现多点约束测量。夹具上不同工位的相对位置在标定前已被精确测量,并作为标定的先验信息,以提高标定的精度与鲁棒性。理论分析表明,在相同水平的测量误差下,MultiCal的理论标定精度与传统的非接触式三维或六维测量设备（如激光跟踪器）相比降低10%—20%。而在StaubliTX90机械臂上进行的实际标定实验结果表明,MultiCal实际标定精度仅比带激光扫描仪的测量臂低7%—14%,时间效率比六维双目视觉测量系统低21%—30%,标定后的机械臂的最大和平均绝对定位误差分别为0.831mm和0.339mm。     

基于图卷积神经网络的电力系统暂态稳定评估

随着新能源高渗透、特高压输电互联及电网数字化智能化等新兴技术的高速发展,电力系统结构变得更加复杂,因此对电力系统的安全稳定运行工作提出了更高要求。基于此,给出一种以图卷积神经网络模型为基础的暂态稳定分析方法,将短时模拟与神经网络预测相结合,减少暂态稳定分析所需周期,该方法适用于多种仿真分析场景。同时,将图卷积神经网络代理模型与遗传算法相结合,快速稳定地完成针对预想故障集的暂态稳定中预防控制优化策略的求解。与传统暂态稳定分析方法相比,提出的方法所需运行时间短、效率高。基于IEEE-30和IEEE-39节点系统的测试结果验证了所提方法的适用性、高效性和优越性。     

室内无线传感器网络及其应用

介绍了传统无线传感器网络的起源、发展和现状,分析了室内环境对传统无线传感器网络技术的挑战,提出了一种新颖的室内无线传感器网络节点的构架设计方案;最后展望了室内无线传感器网络技术的应用前景。     

基于UKF的永磁直线电机进给系统位置与速度估计

Unscented卡尔曼滤波器(UKF)在许多非线性估计及控制问题中取得了成功的应用.针对永磁直线同步电机(PMLSM)进给系统的特点,将UKF引入PMLSM的位置与速度估计中,建立了基于UKF的无位置传感器PMLSM进给系统.通过迭代搜索分析滤波器参数对UKF估计性能的影响,并对噪声方差阵参数进行了优化.分别对PMLSM有位置传感器进给系统和无位置传感器进给系统进行了仿真研究.仿真结果表明,UKF具有较高的估计性能,基于UKF的的无位置传感器PMLSM闭环控制系统在宽的速度范围内具有较好的速度响应特性,对初始位置误差具有较快的收敛特性.最后通过实验验证了UKF算法在PMLSM的状态估计中的有效性.     

扩轧管电液伺服系统非线性建模与控制

为了研究阀控缸机构的非线性对电液伺服系统控制性能的影响,以钢管生产过程中的扩轧管电液伺服系统为背景,首先通过分析非对称比例(伺服)阀的电信号输入到阀芯位移和阀芯位移到非对称液压缸活塞位移输出过程的非线性特性,建立非对称阀控非对称缸机构的非线性数学模型以描绘实际系统;其次根据实际系统模型的级联性特点,提出了一种融合定量反馈控制理论和扰动估计理论的非线性控制策略,实现了对负载运动和负载压力非线性的分级控制;最后以常规PID控制为基础,对提出控制策略的有效性进行相应的仿真和实际控制对比.结果表明,该控制策略具有更好的系统稳态和动态响应性能,可应用于解决工程实际问题.     

基于能量等效的行波型超声波电动机解析模型

提出一种基于能量等效的行波型超声波电动机稳态特性分析计算的解析模型.首先通过能量等效原则将压电复合定子环简化成复合等直梁模型,综合考虑压电复合定子的转动惯量和剪切变形的影响,利用铁木辛柯梁振动理论得到电动机定子振动的频率方程和强迫振动稳态解:其次,对电动机定、转子接触面的滑动状况进行分析,利用弹性接触理论确定了定、转子接触面的力传递模型和效率表达式,通过把定、转子接触面的摩擦损耗和转子的输出功率视为定子强迫振动的等效阻尼损失,由此建立电动机的机械特性和输出功率表达式;最后,仿真和试验分析了不同电动机结构和材料参数以及定子预压力、驱动频率和摩擦层厚度等对电动机振动特性和机械特性的影响,试验证明了该模型的有效性和适用范围.     

微网逆变器的分层控制策略分析

传统的逆变器下垂控制方法能够实现多电压型的逆变器并联,但在逆变器阻抗或线路阻抗产生变化时难以精确调节。现提出一种基于下垂控制方法的分层控制理论,首先引入虚拟阻抗来调节逆变器阻抗以抑制逆变器系统间的环流;然后对逆变器的输出功率进行监督,当输出功率产生变化时计算得出阻抗的变化,通过电流反馈再次调节;在不同环境下线路阻抗的性质也大不相同,考虑了线路阻抗对于逆变器输出功率的影响;最后通过Matlab/Simulink仿真,验证这种方法对环流抑制和功率均分的效果明显好于传统的下垂控制方法。     

数字孪生及其应用探索

数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。随着数字孪生车间概念的提出,数字孪生在智能制造中的应用潜力得到越来越多的关注。分析了数字孪生在企业应用和理论研究上的进展,基于前期提出的数字孪生的五维结构模型,提出数字孪生驱动的6条应用准则,探索了数字孪生驱动的14类应用设想与实施过程中所需突破的关键问题与技术,为未来开展数字孪生的进一步落地应用提供理论和方法论参考。     

含新能源接入的多应急电源组网系统功率自适应控制策略

随着配电网大量分布式新能源的接入,功率倒送的现象时有发生,为了在检修供电、应急及保电等特殊场景下实现安全稳定的持续供电,对柴油发电机组和新能源逆变器等多类型应急电源的组网控制及功率分配进行了研究.应急组网系统中柴油发电机组采用下垂控制实现无通讯并联,若新能源逆变器始终保持最大功率输出则难以避免功率倒灌,根据锁相环检测的...     

基于移动FFT的PD在线检测中正弦干扰抑制方法

为剔除局部放电在线检测中干扰信号,尤其是连续正弦干扰(continuous sine interference,CSI),应用移动(fast Fourier transform,FFT)算法,以递推的方式求取信号的离散傅里叶变换(discrete Fouriertransform,DFT),提高信号处理的实时性。通过对频域信号进行阈值处理,来抑制局部放电测量中的CSI干扰,并通过离散傅里叶反变换(inverse discrete Fourier transform,IDFT)获得处理结果。另外,每次提取处理结果的中间数据(大小等于步长)作为本步的处理结果,避免了DFT的边沿效应和窗函数的影响。实验结果表明,所提出的方法能够很好地滤除局部放电中的连续正弦干扰,且使局部放电脉冲衰减很小,实时性好。将该方法应用于地铁牵引变电站馈线电缆绝缘性能的在线检测中,取得良好的效果。