摘要：变流器是实现光伏发电适用于制氢系统的重要器件,因此,研究变流器相关技术具有十分重要的使用价值和理论意义。该文研究了光伏制氢变流器及双环控制方法。首先,根据光伏制氢系统要求分别计算Boost电路和Buck-Boost电路的元件参数。然后,设计了光伏发电模块的控制回路,通过控制Boost电路中IGBT的导通和关断来升高光伏阵列的输出电压,使其能够达到最大功率点。设计基于电流环和电压环相结合的双环控制策略,控制电路中开关的导通和关断,保证系统输出电压和功率的稳定。储能模块的控制回路通过控制Buck-Boost电路中IGBT的导通和关断,实现蓄电池的充电和放电使得母线电压保持稳定。蓄电池的控制回路采用双环控制,使得光伏制氢系统的控制精度更高。完成设计后搭建光伏制氢系统仿真模型,观察系统在不同情况下的输出波形,验证设计的可行性。

摘要：由于未考虑到退火炉温度偏差值的影响，导致超调量较高，调节效果欠佳。为此，提出基于改进模糊自整定PID算法的真空退火炉温度动态调节技术。依据真空退火炉的工作机理，分析退火炉在工作中的温度变化曲线，采用双曲正切函数求取温度调节过程中的温度偏差值，从而对其动态温度进行设定，采用改进模糊自整定PID算法构造温度模糊控制器，通过对设计的温度模糊控制器内部控制参数进行优化，从而对控制器结构进行更新，并将退火炉的相关参数作为输入量，目标温度作为输出量，由此实现对退火炉温度的动态调节。实例应用结果显示，所提方法可以有效实现对真空退火炉温度的动态调节，且超调量较低，调节效果较好。

摘要：在隧道设计与施工中,超浅埋隧道的埋深较浅,岩土常常表现出不同程度的风化状况,在开挖过程中难以形成有效的支撑拱形结构,从而引发隧道的不稳定或坍塌。基于某新建高速铁路隧道工程案例,通过模型试验来探讨不同施工方法对隧道稳定性的影响。结果表明,开挖方法能够显著影响主支护结构中主应力的分布和幅度,进而影响围岩压力对初始支护的作用。扩大管棚布设范围可有效减少初始支撑结构在拱顶和隧道底部的最大拉应力,增强结构稳定性,而不对主要应力值产生负面影响。

摘要：空间复合力测量是空间感知技术的重要发展方向之一。六维力传感器作为主要的空间复合力测量装置,被广泛应用于火箭发动机推力测试、航天器对接等领域。目前,轻量化已成为六维力传感器的主要研究方向之一,但由于其设计指标多且各项指标间存在相互制约,故采用理论推导、数值仿真及实验验证相结合的方法进行研究。首先,利用螺旋理论建立Stewart式六维力传感器在理想条件下的力映射模型,通过求解综合性能目标函数来确定其各向同性度理论最优时的结构参数。然后,利用ABAQUS有限元分析软件构建Stewart式六维力传感器仿真模型,并对其初始样机的质量、刚度、强度和灵敏度进行了详细分析;在此基础上,分析了上、下加载盘主要结构参数对传感器质量、刚度和强度的影响,进而对加载盘结构参数进行了优化并设计了一种具有正四面体特征的半球形减重结构,实现了传感器的轻量化设计。最后,对优化后Stewart式六维力传感器的性能进行了仿真分析和实验验证。结果表明,基于多目标参数优化结合数值仿真、实验验证可有效提高设计效率和降低设计成本;所设计的减重结构可有效改善Stewart式六维力传感器的质量分布和提高其质量利用率,优化后传感器的质量减小了17.65%且综合性能优异。研究结果可为六维力传感器的轻量化设计和综合性能优化提供参考。

摘要：针对当前牙周探针在探诊力控制方面的不足,提出一种基于悬臂梁挠曲效应的差动电容式力感知牙周探针解决方案,设计了探针验证结构,建立了探诊力作用下具有不规则形状的探针工作尖的挠曲模型,导出了探诊力和差动电容之间的求解方程,并通过仿真和实验对模型与方程进行了验证。结果表明,所建立的探针工作尖挠曲模型与静应力仿真结果的最大相对误差不超过±4.5%,所设计的力感知牙周探针多次重复探诊力检测实验的标准差小于均值的0.1%,所导出的求解方程的计算值与实验数据之间趋向一致,以探诊力为拟合权重进行修正后全量程的平均偏差为2.49%,具备进一步产品开发的可行性。

摘要：为保障矿区岩土施工的安全性,设计基于多源异构数据的矿区岩土施工安全监测系统。结合矿区岩土施工特征分析其施工中可能存在的安全风险,针对此类安全风险设计包括施工现场多源异构数据采集层、数据融合与传输层、远程监测预警层的矿区岩土施工安全监测系统。通过采集层的异构设备采集模块与FPGA可编程控制模块,并行采集施工安全参数的多源异构数据,经由数据融合与传输层融合后,通过GPRS通信传输至远程监测预警层,该层依据接收数据完成存储、监测、呈现及预警等功能。应用结果表明,该系统可实现快速平稳的岩土施工现场安全参数多源异构数据并行采集,具有稳定可靠的数据传输性能,可有效监测岩土施工各安全参数,为提升施工的安全性提供保障。

摘要：为实现针对井下钻进设施的实时控制,研究设计了一套基于无线测量技术的煤矿工程随钻设备,综合运用倾角传感器、工具面向角传感器、磁方位角传感器等小型传感设备来采集钻井设施当前的姿态参数,通过防爆计算机对各项参数实施编码与计算,并在视频器上实现钻进轨迹参数的图形化显示。经应用试验后发现,研究所提出的煤矿工程随钻设备信号传输距离长、解调准确率高,可充分兼容结构较为简单的钻杆,控制过程稳定。

摘要：为了更加实时呈现施工进度监控结果,为管理者及时做出调整、保障工期奠定基础,设计了基于BIM技术的煤矿工程施工进度监控系统。设计包括数据采集层、数据处理层、BIM模型层及应用层的监控系统,由采集层采集现场施工数据,经处理层处理并提取有用信息实施匹配与识别后,由BIM模型层构建BIM实时模型,向应用层导入该模型信息并实施运算,可视化展现所得进度与成本监控报告,实现施工进度监控。结果表明,该系统可有效监控煤矿工程各项目各阶段施工进度与成本,监控结果显示A1、B1、B2阶段现实与预计施工费用一致,其余阶段超出预计费用;A1—A5、B1、B2等阶段现实与规划进度一致,B6、B7、A8阶段现实施工进度延迟严重,延迟时间为3~4 d,监控结果可为保障工期提供帮助。

摘要：城市人行天桥多采用钢结构设计,避免共振,其自振频率应不小于3 Hz;以某一字形钢结构人行天桥为研究对象,从理论计算方法确定影响自振频率的3个影响参数,通过有限元建模分析计算不同跨径、梁高及铺装各参数扰动下,天桥的一阶模态自振基频变化规律特点,并对结构的前5阶自振频率及振型特征研究。结果表明:不同模态下结构的自振频率首先出现在刚度较小的方向和部位,竖向和横向刚度均应符合设计要求;天桥设计阶段,应从减小跨径、增加梁高以及减小铺装质量对桥梁自振频率加以控制,使其满足规范动力特性要求,提高安全性。

摘要：为提升三维激光扫描点云数据的有效性,降低点云数据中的噪声点干扰,设计小波变换技术的三维激光扫描点云数据分类和去噪系统。系统采用三维激光扫描仪获取三维点云数据,并进行精度校验后,利用可编程门阵列和乒乓RAM等硬件将其传送至数据处理。数据处理阶段通过K-Means优化的自组织映射神经网络对接收到的三维点云数据进行分类,通过双树复小波变换技术处理点云数据中的噪声点。处理后的点云数据通过虚拟接口传送至可视化及输出中,实现点云数据的可视化。测试结果显示:该系统可有效完成点云数据的分类处理,获取点云数据类别,并有效处理点云数据中的噪声点,提升点云数据的清晰度,分类和降噪后的点云数据拟合相关系数和决定系数均在0.933和0.927以上,应用效果较好。