摘要：探测距离和测距精度是雷达的关键性能指标,在实际服役工况下受雷达系统内部信号传输损耗、外部信号干扰等不确定性因素的影响较大,提高其准确性已成为雷达研究领域的重要课题。为了评估上述不确定性因素对雷达性能的影响程度,开展了雷达探测距离和测距精度的不确定性分析。首先,建立了考虑信号传输损耗和信号干扰的雷达探测距离和测距精度模型;其次,采用区间模型量化不确定性参数,实现内外部参数统一框架下的不确定性度量;然后,构建准确的探测距离和测距精度响应面模型,并采用Sobol'全局敏感性分析方法实现多维参数对探测距离和测距精度影响的排序;最后,采用子区间分解分析方法获取了雷达探测距离和测距精度区间,并与通过蒙特卡洛模拟得到的结果进行对比,验证所提方法的有效性。将雷达探测距离和测距精度设定合理的容限与阈值,可提高雷达性能分析效率,降低性能分析成本。

摘要：用于电动汽车的永磁同步电机不仅需要考虑额定工况的性能,还需要考虑整个路谱下的综合效率。基于此,介绍了一种基于新标欧洲循环测试(NEDC)路谱的非对称V型内嵌式永磁同步电机优化设计方法。将上述非对称电机中永磁体上下两部分的几何参数分别作为独立参数进行参数化建模,然后以NEDC效率和转矩成本比为优化目标,采用遗传算法分别对对称和非对称V型永磁同步电机进行多目标优化。最后,选取帕累托前沿上的最佳设计点进行电磁性能仿真比较。仿真结果表明,与对称结构相比,非对称转子结构由于磁场偏移效应而表现出更强的转矩性能。因此,非对称V型永磁同步电机具有更加优异的电磁性能和更低的制造成本,在电动汽车领域具有广阔的应用前景。

摘要：针对低压交流断路器用涡流斥力操动机构多参数、多目标优化设计最优解集分布性问题,提出一种改进型NSGA-Ⅱ算法的多目标优化设计方法。首先,分析涡流斥力操动机构原理及建立操动机构有限元分析仿真模型,根据应用需求确定涡流斥力操动机构优化目标与优化变量。其次,采用循环拥挤度排序算法替代原有的拥挤度排序算法,以提升Pareto最优解集的分布性;采用基于反三角函数的自适应策略更新交叉变异概率,以提升算法的适应性;经ZDT系列函数测试,证明其具有良好的适应性和解的分布性。最后,利用改进型NSGA-Ⅱ算法对涡流斥力操动机构进行多目标优化,获取Pareto最优前沿,取得了较好的效果。

摘要：近年来,自发电装置在生产生活中得到广泛应用,结构形式多样。基于大学生科技创新训练计划、毕业设计、实验室开放项目等实践活动,通过调研及实验室拆解,总结了现有自发电装置的结构形式及应用方向。建立了不同结构自发电装置的有限元分析模型,对自发电过程进行了模拟,总结了不同结构自发电装置产品设计的优缺点。为减少簧片、撞击等对自发电装置结构可靠性产生的影响,分别提出了旋转按压式、“跷板”式自发电装置并取得了有效的结果。通过项目实施也为大学生实践创新、提升复杂工程问题解决能力提供了参考途径。

摘要：防弹头盔是单兵作战时不可缺少的重要防护装备。防弹头盔的防护性能主要受其选材和结构设计的影响。通过总结国内外防弹头盔的选材,结构设计及对应防护机理的相关研究进展,对目前防弹头盔广泛使用的纤维增强复合材料的纤维类型和织物组织结构进行了探讨;概述了现有防弹头盔的盔体、紧固和减震等各方面的结构设计,并通过总结测试实验和仿真模拟,多角度分析了其防护性能。考虑到复杂多变的战场环境,未来的防弹头盔的材料研发和结构设计要向兼具高防护性能和轻量化发展,还需集成更多的智能化装备。

摘要：面向金属丝电爆炸中快前沿脉冲电流测量,设计了一种体积小、易安装的纳秒级自积分罗氏线圈。由于前进匝易受到平行于待测导体方向磁场的干扰,在罗氏线圈中增加了回线部分。基于每匝线圈的电磁参数提出了一种考虑回线的罗氏线圈的新型改进集总参数电路模型。将改进集总参数电路模型在MATLAB中进行仿真分析,探讨了线圈参数对罗氏线圈在不同频率范围内响应特性的影响规律,设计出满足纳秒级上升沿测量的自积分罗氏线圈。为了验证模型的准确性,设计出一种高幅值、快前沿的电流标定源并对实验标定电流进行仿真分析。罗氏线圈标定实验结果表明,相比于集总参数模型,改进集总参数电路模型更加准确,为设计和分析高精度的带回线的罗氏线圈提供了新思路。

摘要：传统的三相四线制逆变器存在拓扑结构与控制复杂、工频变压器导致体积庞大等问题。以一种简单的基于LCC网络的三相四线制逆变器为研究对象,深入分析了其构造原理与工作特性,其每一相输出电压独立于负载,因此在为多种不平衡负载供电时具有输出电压自平衡功能。LCC网络的增益还可以提高直流母线电压利用率,满足电气化交通领域的应用需求。给出了LCC网络的参数设计流程。针对LCC网络内部复杂的耦合关系,采用双序αβ坐标系与单序dq坐标系结合的解耦控制方法,对其进行计算机仿真,并且搭建了1 kW/105 V的原理性实验平台,与4种典型三相四线制逆变器进行对比,验证了理论分析的正确性与所提控制方法的有效性。

摘要：同步磁阻电机因其结构简单、调速范围宽,且无需永磁体励磁,与永磁同步电机相比具有成本低、可靠性高等优势。与此同时,同步磁阻电机存在转矩脉动较大和功率因数较低等缺点。针对同步磁阻电机转矩脉动高的问题,提出一种形状优化方法对同步磁阻电机的转子磁障形状进行优化,以降低其转矩脉动。首先提出分段线性插值方法确定转子磁障的边界,使获得的同步磁阻电机磁障形状具有任意性。然后结合序贯田口法和拟牛顿法对同步磁阻电机进行优化,进而减少优化所需时长。最后以降低转矩脉动和提高平均输出转矩为目标,对同步磁阻电机进行优化,与传统同步磁阻电机对比结果表明,应用所提出方法获得的磁障形状能够有效降低同步磁阻电机的转矩脉动。

摘要：非晶合金用于电抗器铁心可有效降低损耗,但其磁致伸缩系数较大,将引起电抗器剧烈的振动。该文提出一种应用于非晶合金铁心减振结构设计的电磁-机械耦合拓扑优化算法。首先,基于固体各向同性材料惩罚(SIMP)模型,将优化区域材料的相对磁导率和杨氏模量用材料密度的插值函数表示,并采用有限元方法构建电抗器优化模型;其次,以电感值为约束条件,振动最小为优化目标,对非晶合金铁心进行拓扑优化,并采用全局收敛移动渐近线法,将电磁拓扑优化的解作为机械拓扑优化的初始值,缩短电磁-机械耦合拓扑优化的收敛时间;最后,对优化模型进行仿真及实验验证,结果表明:在保证电抗器电感值不变的前提下,优化后铁心气隙区域沿主磁路方向的振动加速度幅值降低24%。证明了提出的电磁-机械耦合拓扑优化算法在减振动结构设计中具备有效性。

摘要：针对直流组网中并联Boost DC/DC变换器带恒功率负荷的“源-荷”级联系统稳定性问题,利用特征值法和阻抗比法重点分析了并联Boost DC/DC变换器系统的稳定性和带恒功率负荷的能力,并通过时域仿真法验证理论分析的正确性,系统性比较了V-I和I-V下垂控制在并联Boost DC/DC变换器系统应用中的优缺点。多台并联Boost DC/DC变换器带阻感负荷时,控制器参数的稳定域基本不随并联台数的增加而改变,V-I下垂系统随虚拟阻抗减小(I-V下垂系统随虚拟阻抗增加)系统稳定性变差;带恒功率负荷时,系统带载能力大小变化与稳定性方向一致。相同虚拟阻抗下,多台并联V-I下垂系统带载能力大于I-V下垂系统。为V-I和I-V两类下垂控制在并联Boost DC/DC变换器实际工程中的应用提供了一般设计规律。