摘要：随着海上风力发电和光伏发电的快速发展,海洋输电工程的地位越来越重要,海底电缆的应用也越来越广泛.获得精确的海底电缆位置不仅有利于日常巡检,而且提高了故障检测的效率,因此,海底电缆的路由定位和故障检测将会是未来维护和维修的重要环节.由于海底电缆的小直径和内部电流的变化性,导致定位准确度的下降以及定位难度的上升.针对上述问题,首先,基于海底环境和水下机器人,利用三芯铠装海底电缆的电缆结构推导海底电缆外磁场的近似方程;然后,水下机器人根据检测到的磁感应强度值进行姿态调整,在此基础上,提出一种基于改进灰狼优化算法(improved grey wolf optimization,IGWO)的海底电缆定位算法,利用基于磁通密度模的适应度函数,设计一种用于海底电缆探测的在线路径定位方法;最后,通过仿真实验验证了IGWO算法实现海底电缆定位的精确性和有效性.

摘要：油纸绝缘作为电力变压器中的主绝缘设备,在工业生产和电力传输应用中尤为重要,为验证油纸绝缘的性能状态,该文研制了基于介质响应原理的现场可编程电力电子控制实验平台。平台以LabVIEW编程环境和三电极测试装置作为载体,采用状态机框架设计了回复电压谱与极化谱测量流程,并嵌入聚类云模型算法实现油纸绝缘状态精准分类。该实验平台可促进理论知识与实践经验相结合的教学模式革新,满足实验探索、科学研究等多层次需求。

摘要：目前在工业流水线生产过程中主要采用人工检测的方法来剔除不合格纸板,这种方法效率低下,因此在生产过程中实现高能效的、准确的对纸板表面缺陷进行自动检测具有实际意义;依据YOLO系列网络在目标检测领域的优异表现和FPGA部署网络模型的高能效性,提出了一种基于FPGA的高能效纸板缺陷检测系统,通过YOLOv7-Tiny网络训练纸板缺陷数据集,并采用QAT对网络模型进行再训练和量化,在检测精度仅损失0.36%前提下,将权重和特征图数据量化为8位,降低了硬件资源的消耗;设计了一种复用型多节点可配置架构的硬件加速器,通过多个配置节点实现对不同网络层的推理加速,对各个网络层在硬件层面进行了优化设计,并采用了层内和层间协同的流水线化设计;整个硬件加速系统通过软硬件协同设计实现,合理划分软硬件任务,实现了硬件加速器与软核处理器高度并行工作;最终在Xilinx VC707 FPGA评估板上,以200 MHz的工作频率实现了177.96 GOPS的吞吐量,同时仅消耗了6.5 W的功耗,实现了27.38 GOPS/W的高能效,分别为I5-10400F CPU的19.7倍和GTX 2070S GPU的8.6倍,兼顾了检测速度和功耗,满足了纸板生产的工业环境需求。

摘要：【目的】在电力系统中,线损率是衡量电网系统设计、运维和管理水平的重要经济技术指标,对于保障电网的稳定经济运行、提高供电效率具有重要意义。然而,在用户数量激增、用能特征多样化的大数据背景下,线损率的计算评价工作面临较大挑战。传统线损计算方法依赖于电网参数,精细化程度偏低,计算准确率不佳。【方法】针对该问题,提出了一种基于改进循环神经网络(RNN)的低压配电网线损智能分析方法,旨在通过智能化手段提高线损计算的准确性和效率。方法利用K-means算法对智能配电网的海量用户数据进行分类预处理,以降低数据冗余度。采用层次分析法(AHP)从分类数据中提取线损指标,这些指标随后被输入到深度学习模型中,其中,核心深度学习模型是由卷积神经网络(CNN)和改进长短时记忆网络(LSTM)模型融合而成,该模型能够挖掘配电网数据特征,实现线损的智能分析。通过IEEE33节点的仿真模型进行实验验证,充分展示所提方法的有效性。【结果】实验结果表明,所提方法的均方误差(MSE)和相对误差百分数(RE)分别为3.15 MW和2.43%,计算精度较高。与现有方法相比,所提方法在大数据背景下的配电网线损智能分析中具有明显优势,能够全面考虑各种配电网的影响因素,获得更精准的线损计算结果。此外,通过与两种经典文献方法进行对比实验,进一步验证所提方法的性能优势。【结论】基于改进RNN模型的低压配电网线损智能分析方法通过K-means算法和AHP预处理提取线损指标,再利用CNN-LSTM模型进行深入分析,有效提高了线损计算的准确性和效率。该方法主要针对低压配电网线路侧的线损进行分析,对于更高等级电压的线损分析尚未深入研究,但其在低压配电网线损智能分析中显示出优异的结果,具有实际应用价值。未来的研究将扩展到更广泛的校验分析,以提高方法的全面性和可靠性。此外,该方法的提出也为智能配电网的进一步研究和应用提供了新的思路和工具,有助于推动智能电网技术的发展和应用。通过这种方法,不仅可以提高线损计算的准确性,还能为电网的优化管理提供科学依据,对于提升电网运行效率、降低能源损耗具有重要的实际意义。随着技术的不断进步和数据量的日益增加,智能化的线损分析方法将成为电力系统运维中不可或缺的一部分。

摘要：针对高空台进气环境模拟系统(IESS)存在压力与温度双变量强耦合及发动机快速过渡态试验带来的强总和扰动问题,设计一种新型固定时间滑模控制器(FxTSMC)并结合固定时间扩张状态观测器(FxTESO),提出一种固定时间自抗扰复合解耦控制(FxT-ADRCDC)方法。具体地,采用静态解耦方法将IESS解耦为两个单输入、单输出系统,实现IESS温度和压力的独立控制。在总扰动估计与抑制方面,利用固定时间扩张状态观测器快速准确估计系统状态与包含系统动态耦合在内的总扰动,并提出一种能够避免奇异问题且快速收敛的新型FxTSMC,将总扰动补偿到FxTSMC中,得到FxT-ADRCDC方法。设计Lyapunov函数证明了闭环控制系统的固定时间稳定性,得到不依赖于初始条件的稳定时间上限。搭建高置信度IESS仿真平台开展发动机过渡态飞行任务试验,对比了本文所提出方法与线性自抗扰解耦控制(LADRDC)方法。结果显示,FxT-ADRCDC方法控制下的进气压力、温度的绝对积分误差比LADRDC方法平均减少约70.3%和70.7%,且阀门摆动量符合实际工程要求,有效实现了进气压力、温度的高品质解耦控制,为提升IESS的快速、精确的动态模拟能力提供有力的技术支撑。

摘要：针对光伏电池板安装位置复杂,不利于人工统计的特点,文中设计了一款基于改进YOLOv5的光伏电池数量无人机检测系统,通过无人机拍摄光伏板电池图像并进行数量统计,从而计算区域光伏电池组发电量。文中采用ECA注意力机制对MobileNetV3网络进行改进,使用改进后的网络替换YOLOv5的骨干网络,并引入GSConv模块进一步替换YOLOv5的标准卷积,通过Alpha-EIOU对训练损失函数进行优化,提高模型性能。实验证明,文中提出的模型相比YOLOv5具有更高的检测精度和更快的检测速度。

摘要：振镜作为高端激光装备不可或缺的一环,其中振镜电机驱动电路对于电机快速精确的摆动起着至关重要的作用。目前国内大多品牌的振镜依旧采用纯模拟式的振镜电机驱动电路架构,相较于数模混合驱动电路,其工作带宽低,控制精度易受温度影响。设计了一种基于数字信号处理器(DSP)的振镜电机数模混合驱动电路,该电路首先采用两片高精度的模数转换芯片,分别设计电流采样电路和位置采样电路,将电流和位置信号转换为数字信号传输到DSP处理,然后利用高精度数模转换芯片输出电压控制信号,最后经线性功率放大器调理输出为电机电压控制信号。其中,电流和位置采样的精度达到1 mA和1μrad,输出控制信号的精度为1 mV。经自主搭建实验平台测试,验证了该驱动电路能够在保证控制精度的同时,提高振镜电机系统的工作带宽。

摘要：在多路交错拓扑电压调节模块中,耦合电感的方案与设计已经成为协调模块动态和稳态性能的重要措施。在引入动态和静态等效电感的电路模型基础上,提出了耦合电感气隙参数的设计指导原则,使得工程师对如何从耦合电感设计上兼顾动态和稳态性能有直观、清晰和深刻地认识,以更好地指导耦合电感设计。通过对一个两路电压调节模块的各种气隙设计实例和实验,验证了所提出的设计指导原则的便捷性和实用性。

摘要：为了实现多电平逆变器的控制,研制了一种基于同相载波层叠技术的多路正弦脉宽调制（SPWM）波形发生器。设计的波形发生器通过数字信号处理（DSP）的外部接口向现场可编程门阵列（FPGA）发送调制波数据,在FPGA内将调制波与多路载波进行比较产生多路SPWM信号。同时为了验证多路SPWM波形发生器设计的正确性,提出了一种新颖的离线半实物仿真验证方法,该方法通过逻辑分析仪获取波形发生器输出的多路SPWM信号,并作为多电平逆变器仿真模型的控制信号,并将半实物仿真结果与仿真结果进行比较分析以此验证设计的正确性。仿真和实验证明了设计和验证方法的正确性,并且该验证方法具有有效、实用、快速等优点。

摘要：该文提出具有双向储能、释能工作模式的馈能去磁方案,设计可级联的控制模块实现大容量智能接触器动作过程中的电磁能量闭环管理。释能模式通过控制线圈去磁速率,实现触头分断速度的在线调节,适应不同的分断电流等级,减小电弧能量对触头的侵蚀;采用重复激磁控制,抑制触头分断反弹危害;储能模式实现电流闭环控制的同时,对吸合切换过程中回馈的多余磁能进行有效利用。构建两种工作模式的小信号模型,进行补偿网络设计,验证控制方案的稳定。