摘要：为解决内置式永磁同步电机径向电磁力引起的电磁振动问题,提出一种分段永磁体采用Halbach充磁方式同时转子开设辅助槽的电机拓扑结构。首先,对电机气隙磁密、径向电磁力、电磁振动原理进行推导与分析,并建立有限元模型。其次,提出基于电磁场和机械场耦合的电磁振动分析方案,对电机径向电磁力进行时间空间阶次傅里叶分解,在机械场中,分析电机定子在不同频率下的振动加速度幅值大小,并计算出定子各阶模态。在此基础上,基于响应面法和多目标遗传算法构建电机参数敏感度分层优化方案,并求得样本点帕累托前沿从而确定电机最优参数,将优化后的电机与普通V型内置式电机进行比较。最后,在机械场中仿真得到转子所受等效应力和总变形,验证得所提电机结构符合机械设计要求。分析结果表明:所提出结构电机在不损失电磁转矩的基础上,径向电磁力幅值大幅度降低,抑制了齿槽转矩,改善了气隙磁密和反电势的正弦度,在提高电机电磁性能的同时抑制了电磁振动的发生。

摘要：随着“双碳”目标的提出和我国铁路里程的高速增长,节能增效已成为铁路未来的发展趋势。作为提升系统韧性与降低系统能耗的关键手段,储能大规模接入电气化铁路势在必行。为此,针对电气化铁路储能系统开展了系统性的研究工作,旨在为电气化铁路储能系统大规模工程应用提供一定的参考。首先,分析了电气化铁路储能系统选型原则,在实际应用过程中需结合牵引负荷功率特性、安装位置等多方面因素进行综合选型。其次,对不同供电方式下电气化铁路储能系统接入方案进行对比分析,为满足铁路系统大功率需求,储能系统的接入方案设计应满足更加高效、可靠、模块化、智能化的特点。然后,对基于储能的电气化铁路供电系统电能质量问题治理方案及控制策略进行了分析,储能系统的接入可有效改善电气化铁路供电系统电能质量。最后,总结了轨道交通储能技术示范项目的建设成果并对电气化铁路储能系统未来研究的关键问题进行展望。

摘要：针对内置式永磁同步电机齿槽转矩和转矩脉动大引起的振动噪声问题,提出一种转子开辅助槽的内置式Halbach永磁同步电机结构。首先,计算电机电磁转矩、气隙磁密、齿槽转矩的解析函数,并建立电机仿真模型。其次,利用参数敏感度和中心复合设计响应面相结合的分析方法对电机结构参数进行分层优化,两层分别采用最大最小蚁群算法和参数扫描法寻优。最后,将优化后的结构与相同永磁体体积的普通V型、倒三角型和倒三角开槽型3种电机的电磁性能进行对比。结果表明:所提出的内置式Halbach开槽型永磁同步电机在不损失电磁转矩的基础上,大幅度降低了齿槽转矩,抑制了转矩脉动,改善了气隙磁密和反电势波形的正弦度,有效提升了电机的电磁性能。

摘要：为了在10Gb/s+40Gb/s混合系统中提高光学奇偶交错滤波器的带宽利用率,提出了基于两级级联马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的全光纤型不等带宽光学交错滤波器的设计方案。通过对耦合器分光比、干涉仪臂长差等结构参量的选择,详细分析了两级级联MZI的不等带宽交错滤波器的传输特性,并选取了理论优化计算的一组数据进行实验。数值分析和实验结果表明,该器件将50GHz的输入信号分离成信道间隔为100GHz的奇偶两路输出信号,其中在3dB处,奇数信道带宽大于30GHz用于10Gb/s传输,偶数信道带宽大于60GHz用于40Gb/s传输。该滤波器较传统的等带宽交错滤波器有更高的带宽利用率,在10Gb/s向10Gb/s+40Gb/s升级过程中作为复用/解复用器具有很大优势。

摘要：针对目前输电杆塔结构应力-应变监测方法中存在较大测量误差的问题,从提高输电杆塔角钢应变的测量精度出发,基于光纤光栅传感器提出一种考虑传感器在角钢表面安装位置及安装方式的输电杆塔角钢应变精准在线监测方法。首先,对输电杆塔角钢表面不同位置的应变分布特性进行有限元仿真分析;其次,根据输电杆塔结构中L角钢的形状特点,设计了一种可拆卸手环式的L型传感器固定夹具,对比分析了传感器不同安装方式对角钢应变测量精度的影响;最后,利用该方法设计了输电杆塔角钢应变在线监测系统。对某220 kV输电线路杆塔薄弱位置角钢进行应变数据实测分析,结果表明:实测数据和有限元仿真数据应变测量误差小于1.5×10^(-5),相对误差小于6.28%。研究结果为输电杆塔结构健康状态精准在线监测提供了参考依据,具有较高的工程实用价值。

摘要：大风作用下输电铁塔杆件会发生变形和失效,导致其结构承载力下降,准确识别铁塔结构中薄弱杆件具有重要的工程意义。为了精准定位风荷载作用下输电塔中的薄弱杆件位置,提出了一种基于修正系数的薄弱杆件识别判定方法。利用ANSYS有限元软件建立了塔线体系的三维精细化模型,考虑塔线系统之间的力学耦合特性,通过施加不同工况的风荷载,对输电铁塔进行有限元力学分析。结果表明:输电铁塔的薄弱杆件是位于塔身和塔腿的部分单元;风荷载为30 m/s,90°时,位于塔身主材部分的薄弱杆件已经超过钢材的承载极限值。针对塔材薄弱杆件位置特点,提出了对铁塔结构局部加固设计的措施,同时验证了加固措施的有效性,为大风作用下输电铁塔的稳定运行提供了一定的理论指导。

摘要：针对四旋翼飞行器姿态控制问题,设计一种Anti-windup PID姿态控制器。结合四旋翼飞行器简化的数学模型,在飞行器在垂直速率、俯仰速率、翻滚速率、偏航速率4个独立通道上分别设计了PID控制器和Anti-windup PID控制器。在MATLAB/SIMULINK环境下,对控制四旋翼飞行器姿态的两种算法进行仿真分析。仿真结果表明,Anti-windup PID控制方法在性能上明显优于PID,对飞行器有良好的控制效果。用Anti-windup PID算法搭建的四旋翼飞行器的物理实验平台更好地验证了该算法的有效性。

摘要：针对基于三个2×2单模光纤耦合器的全光纤级联Mach-Zehnder干涉仪型(CMZI)不等带宽光学梳状滤波器在实际制作过程中存在的问题,提出了由一个2×2和两个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤不等带宽光学梳状滤波器,并进行了详细的分析。通过对光纤耦合器分光比、干涉仪臂长差等结构参量的选择,详细分析了其传输特性,并选取了理论优化计算的一组数据进行实验。数值分析和实验结果表明:该器件将50GHz的输入信号分离成信道间隔为100GHz的奇偶两路输出信号,一路信道用于10Gb/s传输,另外一路信道用于40Gb/s传输。与全光纤CMZI型不等带宽光学梳状滤波器相比,其最大的优点是在实际制作时可以对每个光纤耦合器的分光比进行准确的监视和控制,降低了全光纤不等带宽光学梳状滤波器的制作难度。最后进行了实验研究,实验所得结果与理论结果相吻合。

摘要：可再生能源的综合利用对社会经济的可持续发展和环境保护有着十分重要的作用,太阳能和风能作为两种应用广泛的可再生资源,在资源条件和技术应用上都具互补性。本文介绍了以PIC18F4520单片机为控制核心的风光互补路灯系统的硬件结构、工作原理与软件设计方法,实现了对风光互补路灯系统的智能化管理和控制,系统运行可靠,成本低,易于实现,便于维护升级。

摘要：可再生能源的综合利用对社会经济的可持续发展和环境保护有着十分重要的作用，太阳能和风能作为两种应用广泛的可再生资源，在资源条件和技术应用方面都具互补性。本文介绍了以PIC18F4520单片机为核心的风光互补路灯控制系统的硬件结构、工作原理与软件设计方法，实现了对风光互补路灯系统的智能化管理和控制。该系统运行可靠，成本低，易于实现，而且便于维护升级。