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基于FPGA的波形数据压缩算法设计与实现

自动化与仪器仪表 2022年第12期 1-5页

作者：张成哲张迎春曹中清何肖蒙鲁彩江西南交通大学机械工程学院成都610031 中国仪器仪表学会北京100088 贵州电网有限责任公司贵阳550005

波形信号在高采样频率下产生的大量数据,对数据存储和传输都提出了极大的挑战,并带来了系统功耗和成本的提升,因而需要在采集端对采样数据进行无损压缩。本文通过硬件方式压缩波形数据,针对连续波形特点改进了LZSS压缩算法,使用哈希函... 详细信息

波形信号在高采样频率下产生的大量数据,对数据存储和传输都提出了极大的挑战,并带来了系统功耗和成本的提升,因而需要在采集端对采样数据进行无损压缩。本文通过硬件方式压缩波形数据,针对连续波形特点改进了LZSS压缩算法,使用哈希函数提高算法效率,并优化编码格式。经过实验测试,本文改进的算法相较传统的LZSS算法大大提高了对于波形数据的压缩率,降低了压缩时间,具备一定的实际应用价值。

关键词：无损压缩 LZSS 哈希函数 FPGA

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基于磁电复合材料的开合式大电流传感器研究

自动化与仪器仪表 2022年第1期 226-229页

作者：辛明勇徐长宝祝健杨王宇欧正宇鲁彩江贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳550002 四川率维智能科技有限公司成都610001 School of Mechanical Engineering Southwest Jiaotong UniversityChengdu 610031China

通过间接测量由电流所激发的磁场,基于磁电材料的磁场传感器件可以被用作电流传感器。但目前的闭环磁电电流传感器在测量时,由于聚磁环无法开合,需要穿芯才能测量,不利于实际应用。基于Terfenol-D/PZT/Terfenol-D磁电敏感元件制备了一... 详细信息

通过间接测量由电流所激发的磁场,基于磁电材料的磁场传感器件可以被用作电流传感器。但目前的闭环磁电电流传感器在测量时,由于聚磁环无法开合,需要穿芯才能测量,不利于实际应用。基于Terfenol-D/PZT/Terfenol-D磁电敏感元件制备了一种可以开合的磁电大电流传感器,并测试了其相关性能。实验结果表明,在50 A-1000 A测量范围内,传感器的灵敏度为52.79 mV/A,其R^(2)值即拟合直线的相关系数到达0.9988;同时,具有较小的测量角差。由此,提出的传感器可以用于实际的大量流测量。

关键词：磁电材料电流传感器开合磁芯有限元仿真

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电力铁塔攀爬机器人系统研究

自动化与仪器仪表 2020年第4期 199-204页

作者：庄红军李军王威周海吴瑀候永洪莫刚鲁彩江贵州电网有限责任公司毕节供电局贵州毕节330006 西南交通大学机械工程学院机电测控系成都610031 贵州电网有限责任公司贵阳550002

研制一类具有越障功能的电力铁塔攀爬机器人。该攀爬机器人在机械主体方面,创新性地利用电力铁塔检修人员作业时使用的攀爬脚钉,采用电磁吸附与机械挂取相结合的方式,使其具备对复杂环境电力铁塔的攀爬越障能力,并且在到达作业地点后能... 详细信息

研制一类具有越障功能的电力铁塔攀爬机器人。该攀爬机器人在机械主体方面,创新性地利用电力铁塔检修人员作业时使用的攀爬脚钉,采用电磁吸附与机械挂取相结合的方式,使其具备对复杂环境电力铁塔的攀爬越障能力,并且在到达作业地点后能对指定横材悬挂安全钩;在控制系统方面,采用机器视觉对脚钉进行识别挂取,结合多种传感器的模糊分类方法对铁塔障碍进行鉴别分类,完成对机器人伺服运动控制。

关键词：电力铁塔攀爬机器人自主越障机器视觉模糊分类

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全光纤电流互感器谐波传变特性研究

电力科学与工程 2016年第12期32卷 43-48页

作者：王宇鲁彩江高吉普徐长宝徐知芳刘东伟贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵州贵阳550002 易能乾元(北京)电力科技有限公司北京100093

全光纤电流互感器(FOCT)理论上具有优异的谐波测量性能,但闭环控制系统以及数据处理方法限制了其测量带宽。分析了FOCT传递函数的组成,给出了系统幅频特性与相频特性的表达公式。结合电力谐波测量的要求,设计了FOCT系统主要参数并进行... 详细信息

全光纤电流互感器(FOCT)理论上具有优异的谐波测量性能,但闭环控制系统以及数据处理方法限制了其测量带宽。分析了FOCT传递函数的组成,给出了系统幅频特性与相频特性的表达公式。结合电力谐波测量的要求,设计了FOCT系统主要参数并进行仿真。提出快速闭环、带宽稳定等关键技术,研制了高频测量FOCT样机。实验结果表明,在50 Hz^2 500 Hz谐波电流下,样机测量误差小于3.28%,满足电力系统电能品质测量的需求。研究结果为FOCT在电力领域宽频测量、谐波测量等应用提供参考意见。

关键词：全光纤电流互感器传递函数谐波传变特性带宽品质测量

采用预绞丝修补作业的高压输电线断股修补装置设计

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自动化与仪器仪表 2021年第10期 236-239页

作者：徐梁刚时磊王时春史洪云谢云鹏华强鲁彩江贵州电网有限责任公司输电运行检修分公司贵阳550002 西南交通大学机械工程学院成都610031

为了保障高压输电线路的正常运作,对输电线出现的断股和损伤等故障进行及时地修补具有重大的意义。为了解决人工修补导地线作业难度高、效率低、强度大、可靠性差等问题,设计一种替代人工安装的高压输电线导地线断股修补装置,本装置采... 详细信息

为了保障高压输电线路的正常运作,对输电线出现的断股和损伤等故障进行及时地修补具有重大的意义。为了解决人工修补导地线作业难度高、效率低、强度大、可靠性差等问题,设计一种替代人工安装的高压输电线导地线断股修补装置,本装置采用开合式旋转结构,可以携带预绞丝修补条并实现自动的高压输电线导地线断股预绞丝修补条安装,为输电线断股修补机器人整体结构的设计提供了设计方向和解决方案。

关键词：高压输电线断股预绞丝修补条修补装置结构设计

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输电线路双向除冰机器人系统设计

自动化与仪器仪表 2020年第10期 141-144页

作者：庄红军杨永谦陈友坤侯永洪李克明肖文鲁彩江贵州电网有限责任公司毕节供电局毕节330006 西南交通大学机械工程学院机电测控系成都610036

严重的电力线覆冰事故会引起导线断股、杆塔倒塌等事故,给国家带来巨大的经济损失,因此及时、高效地去除电力线覆冰对保障电力的安全供应具有重要意义。针对传统非越障型电力线除冰机器人只能单向除冰且除冰效率不高的特点,提出了一种... 详细信息

严重的电力线覆冰事故会引起导线断股、杆塔倒塌等事故,给国家带来巨大的经济损失,因此及时、高效地去除电力线覆冰对保障电力的安全供应具有重要意义。针对传统非越障型电力线除冰机器人只能单向除冰且除冰效率不高的特点,提出了一种可双向除冰电力线除冰机器人结构;同时对该机器人的控制系统进行了设计,利用无线通信的方式对机器人的运行状况进行监控和远程控制;并用图像处理的方法实现了线路覆冰与否的检测,为除冰机器人提供决策。

关键词：电力线除冰机器人控制系统图像处理视觉系统

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配电线路绝缘包裹机器人样机研制

自动化与仪器仪表 2020年第1期 1-5页

作者：鲁彩江施景皓夏文超余飞虎王雨樊磊毛先胤西南交通大学机械工程学院成都610081 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳550002

为了解决架空裸露导线存在的安全隐患,提出了一种用于架空裸露导线的配电线路自动绝缘包裹机器人。该机器人将机构紧凑地配合在一起,在多传感器的辅助下,能够完成在裸露导线上自主行走、包裹;采用CAN总线架构进行电机管理,PID控制算法... 详细信息

为了解决架空裸露导线存在的安全隐患,提出了一种用于架空裸露导线的配电线路自动绝缘包裹机器人。该机器人将机构紧凑地配合在一起,在多传感器的辅助下,能够完成在裸露导线上自主行走、包裹;采用CAN总线架构进行电机管理,PID控制算法实现各个电机的精确配合;IMU的引用实现了机器人在不同运行环境下更高效稳定的运行;机器视觉的应用实现包裹结果的实时传输与自主判断。试验表明,包裹机器人运行效果理想,具有广阔的应用前景。

关键词：绝缘包裹机器人架空配电线路绝缘皮裸露导线视觉检查

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输电线路断股捋线装置结构设计

自动化与仪器仪表 2021年第10期 240-243,248页

作者：时磊徐梁刚冯文斌杨渊张天翼华强鲁彩江贵州电网有限责任公司输电运行检修分公司贵阳550002 西南交通大学机械工程学院成都610031

高压输电线路中的线路断股是线路故障的主要形式之一,目前市面上更多还是采用人力高空修补,这种传统修补方法风险大,强度高。介绍了一种修补机器人的线路断股捋线装置,通过机器人沿线前进,将断股沿螺旋凹槽捋回。分别对被动式和主动式... 详细信息

高压输电线路中的线路断股是线路故障的主要形式之一,目前市面上更多还是采用人力高空修补,这种传统修补方法风险大,强度高。介绍了一种修补机器人的线路断股捋线装置,通过机器人沿线前进,将断股沿螺旋凹槽捋回。分别对被动式和主动式进行了设计,通过试验比较其优劣,选择了主动式结构,最终确定了其可行性与稳定性。

关键词：线路断股主动式被动式试验

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基于压电驻极体的倒置旗帜式风能采集器研究

自动化与仪器仪表 2021年第9期 9-12页

作者：江雪玲辛明勇杨爱超李林峰鲁彩江吴宇西南交通大学机械工程学院成都610031 贵州电网有限责任公司电力科学研究院贵阳550005 国网江西省电力有限公司南昌330077

在气流作用下,倒置旗帜式结构展现出优异的振荡特性,被广泛应用在风能采集器中,其结构简单、体积小、在微型化方面具有极大的优势。压电驻极体作为新型高性能压电材料,在能量采集领域有很大的应用前景。提出一种基于压电驻极体的倒置旗... 详细信息

在气流作用下,倒置旗帜式结构展现出优异的振荡特性,被广泛应用在风能采集器中,其结构简单、体积小、在微型化方面具有极大的优势。压电驻极体作为新型高性能压电材料,在能量采集领域有很大的应用前景。提出一种基于压电驻极体的倒置旗帜式风能采集器。对采集器的原理进行了分析;搭建了小型风洞实验系统,对倒置旗帜式风能采集器的性能进行了实验研究。结果表明,采集器具有较宽的有效风速范围(5 m/s-14 m/s);在9.5 m/s的风速,10 kΩ的负载电阻下,可获得187.66μW的最大输出功率,其功率密度为3.61 mW/cm^(3)。采用压电驻极体作为换能材料,该倒置旗帜式风能采集器实现了风能的有效采集,且具有较好的输出性能,在无线传感器网络节点、低功耗电子设备供电等方面有极大的应用潜力。

关键词：压电驻极体倒置旗帜能量采集风能