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防爆电动车锂电池管理系统设计

工矿自动化 2017年第4期43卷 5-9页

作者：李起伟煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 北京市煤矿安全工程技术研究中心北京100013

根据GB 3836—2010系列标准和《矿用隔爆(兼本安)型锂离子蓄电池电源安全技术要求(试行)》的相关要求,设计了一种防爆电动车锂电池管理系统。该系统以STM32F105VCT7主控制器、LTC6804-2电池管理芯片为核心,基于RT-Thread实时操作系统设... 详细信息

根据GB 3836—2010系列标准和《矿用隔爆(兼本安)型锂离子蓄电池电源安全技术要求(试行)》的相关要求,设计了一种防爆电动车锂电池管理系统。该系统以STM32F105VCT7主控制器、LTC6804-2电池管理芯片为核心,基于RT-Thread实时操作系统设计,采用电池被动均衡策略来均衡电池电压。测试结果表明,采用该系统前后,12串锂电池之间的最大压差分别为0.237,0.025V,电池电压均衡效果明显。

关键词：防爆电动车电池管理系统锂电池电池均衡

基于LoRa通信的无线液压支架压力传感器设计

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工矿自动化 2020年第12期46卷 111-115页

作者：李起伟煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 北京市煤矿安全工程技术研究中心北京100013

针对煤矿顶板压力监测系统中的无线ZigBee传感器使用时间达不到设计预期、需频繁更换电池的问题,设计了一种基于LoRa通信的无线液压支架压力传感器。内嵌LoRa模块的无线液压支架压力传感器安装在液压支架上,采集液压支架前支柱、后支柱... 详细信息

针对煤矿顶板压力监测系统中的无线ZigBee传感器使用时间达不到设计预期、需频繁更换电池的问题,设计了一种基于LoRa通信的无线液压支架压力传感器。内嵌LoRa模块的无线液压支架压力传感器安装在液压支架上,采集液压支架前支柱、后支柱及前伸梁的压力值。被测液体介质通过导压孔加压到传感器压阻元件上,压阻元件受压发生形变,产生与压力线性相关的阻值变化;传感器的微控制单元测量加在电阻上的电压,将其换算成实际压力值。该传感器实现了煤矿顶板压力监测信号的远距离、低功耗、高可靠性无线传输:通过高扩频因子的直接序列扩频技术提高接收端灵敏度,获得较高的信号增益,从而增加通信距离;通过前向纠错编码技术提高传输可靠性;采集液压支架压力值并成功发送数据后进入休眠模式,以降低功耗。测试结果表明,该传感器1h的平均功耗为1.18mA·h,容量为5000mA·h的锂电池理论续航时间为141d,满足煤矿使用要求;与ZigBee技术相比,LoRa有效通信距离更远,可靠性更高。

关键词：顶板压力监测液压支架无线压力传感器 LoRa通信

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有源电力滤波器谐波检测技术的应用研究

有源电力滤波器谐波检测技术的应用研究

作者：李起伟东北大学

学位级别：硕士

传统谐波治理手段只能滤除特定次谐波和可能与电网发生串并联谐振,将逐步被新型装置所取代。有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)被公认为治理电网谐波污染、改善电能质量的最有效手段。相关算法和理论的不断提出和改进及电力电... 详细信息

传统谐波治理手段只能滤除特定次谐波和可能与电网发生串并联谐振,将逐步被新型装置所取代。有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)被公认为治理电网谐波污染、改善电能质量的最有效手段。相关算法和理论的不断提出和改进及电力电子技术的发展推进了APF的实用化。在国外,小功率的APF已经有成型产品,大功率的APF的谐波治理效果并不理想;在国内,APF仍然处于实验研究阶段,因此APF成为国内外电力电子技术应用中的研究热点。本文首先简要介绍了APF的发展及应用情况,随后从主电路结构、接入电网方式和供电系统形式等三个方面,对APF进行了的分类,并介绍了其结构及适用场合;以最具代表性的三线三相制电压型并联APF为研究对象,详细介绍了其结构和工作原理。叙述了提取基波分量法、传统的傅立叶和FFT算法、基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测法等常用的谐波电流检测方法,并对比了它们优点和缺点。针对三相三线制电路,详细研究了基于瞬时无功理论的p-q和ip-iq两种谐波电流检测方法,由于ip-iq算法具有检测速度快、不受电压质量影响等优点,因此本文选取ip-iq算法作为本文和科研项目中所要实现的谐波检测方法。搭建了针对ip-iq算法的谐波电流硬件检测模块。此模块主要是由DSP外围电路、模拟信号调理电路、AD采样电路、过零检测电路及锁相倍频电路等五部分组成。采用了可以6通道同时采样的16位A/D转换芯片AD7656,提高了采样精度和硬件电路的可靠性,使用DSP TMS320F2812作为控制核心对AD7656发出采样命令。针对过零信号与正弦信号的相位差提出了相应的解决方法,保证了采样点数,减少了累积误差。锁相倍频电路的暂态特性关系与有源电力滤波器快速响应的关键。为此建立了锁相倍频电路的数学模型,研究其暂态特性,并利用自动控制理论计算出了锁相倍频电路的调节时间及最大超调量。针对在一个电网周期内,过零信号上升沿与倍频电路输出的12.8kHz方波信号的第一个上升沿不同步现象,提出软件修正的方法。完成了主程序、AD采样子程序、谐波电流计算子程序的设计,绘制了相应的程序流程图,并叙述了各部分的程序流程。使用专业的电力电子仿真软件PSIM与Matlab对APF的谐波电流检测模块进行了联合仿真。在PSIM中搭建了检测模块的硬件模型和部分软件模型,使用Matlab工具箱中的Filter Design & Analysis Tool设计了数字低通滤波器,使用PSIM与Matlab的接口模块在两者之间进行数据传递APF的谐波电流检测模块进行了联合仿真,得到了有功电流及其直流分量、无功电流及其直流分量、A相基波及谐波的仿真结果。使用我们搭建的谐波电流硬件检测模块得到了A相有功电流及其直流分量、无功电流及其直流分量、A相基波及谐波实验图像和相关数据,并与仿真结果进行了比较,发现了实验结果的一些误差,分析了造成误差的原因,并提出了相应的改进方法。通过实验结果与仿真结果的对比,证明本文所搭建的谐波电流硬件检测模块是稳定可靠的,相关算法是正确有效的。在本文最后对所做的工作进行了总结,指出了将来需要改进的方面和研究的方向。

关键词：谐波有源电力滤波器瞬时无功理论谐波检测联合仿真

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沥青路面结构的试槽试验研究

沥青路面结构的试槽试验研究

作者：李起伟重庆交通大学

学位级别：硕士

根据室内试槽沥青路面结构的重复加载试验,总结了路用电阻应变片的选择依据和粘贴工艺,同时对比分析了压路机压实方式对应变片存活率的影响;利用惠斯登电桥电路测试了在不同温度和加载次数下沥青路面的动力响应,分析了动态应变响应特征... 详细信息

根据室内试槽沥青路面结构的重复加载试验,总结了路用电阻应变片的选择依据和粘贴工艺,同时对比分析了压路机压实方式对应变片存活率的影响;利用惠斯登电桥电路测试了在不同温度和加载次数下沥青路面的动力响应,分析了动态应变响应特征,比较不同结构组合的沥青层6cm处最大横向弯拉应变;构建了应变与温度、加载次数之间的预估模型,揭示了不同沥青路面结构在温度和加载次数耦合作用下的沥青层6cm处应变响应规律;通过路面温度分布确定不同层位沥青混合料的弹性模量,并建立有限元模型,与测试结果对比研究。研究表明：路用电阻应变片栅长应大于80mm,并与集料的最大公称粒径相关;电阻应变片在压路机静压的方式下有较理想的存活率,而在强振作用下却极难存活;不同路面结构沥青层6cm处的应变响应变化与其结构组合、温度和加载次数等因素有关,并对温度和加载次数表现出明显的敏感性差异;有限元计算结果与测试结果比较吻合,并且在对比的结构中,不论是测试结果,还是理论分析结果,半刚性基层沥青路面结构沥青层6cm处的横向弯拉应变最大,ATB-25基层沥青路面结构次之,级配碎石基层沥青路面结构最小;有限元计算表明,沥青层同一水平位置不同深度处的横向弯拉应变分布复杂,在4～12cm深度范围内会出现横向弯拉应变的峰值。

关键词：沥青路面动力响应应变应变片有限元

基于三轴极限峰值偏应力的岩石非线性破坏强度准则

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煤炭学报 2019年第S02期44卷 517-525页

作者：李修磊李起伟杨超李金凤重庆交通大学交通运输学院重庆400074 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002

根据岩石三轴试验强度的变化规律,提出了一种基于三轴极限峰值偏应力的岩石非线性破坏强度准则。将本文强度准则的预测值与15种岩石的三轴试验强度值进行对比,得到的平均绝对误差为2.964%,所有15种岩石的相关性系数均大于0.96,说明本文... 详细信息

根据岩石三轴试验强度的变化规律,提出了一种基于三轴极限峰值偏应力的岩石非线性破坏强度准则。将本文强度准则的预测值与15种岩石的三轴试验强度值进行对比,得到的平均绝对误差为2.964%,所有15种岩石的相关性系数均大于0.96,说明本文强度准则具有普遍的适用性,能够较好地预测不同岩石类型的强度。通过与几种典型强度准则的比较发现,本文准则的预测精度略优于目前岩石力学界认为较好的指数型准则,要远好于Hoek-Brown(H-B)准则以及基于临界状态改进的Hoek-Brown(MH-B)准则和改进的Mohr-Coulomb(MM-C)准则。本文准则克服了高围压下H-B准则的预测值与试验强度偏差较大的局限性,避免了MH-B和MM-C准则在围压达到临界围压后不再随围压变化的缺陷。另外,基于应力空间建立了岩石的瞬时黏聚力和内摩擦角与本文强度准则参数k,a和m之间的关系,岩石的瞬时黏聚力随围压的增加而增大,并最终增加到0.5(k+1)σc;岩石的瞬时内摩擦角随着围压的增加而减小,并逐渐减小到0;内摩擦角减小到0的同时黏聚力增加到最大值0.5(k+1)σc。本文强度准则中岩石的三轴极限峰值偏应力取决于参数k和单轴抗压强度σc,岩石三轴剪切强度随围压在初始段的增大幅度取决于参数a和m;参数k和m的取值范围较大,其中k>0,m>1.0;而a为<1.0的正值,取值范围相对集中,为了便于计算可取a=0.95。

关键词：岩石力学强度准则强度参数三轴试验

基于位置指纹的井下电磁超声联合精确定位算法

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煤炭技术 2016年第7期35卷 267-269页

作者：李起伟煤炭科学技术研究院有限公司北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013

根据井下巷道的空间结构特点,提出一种基于位置指纹的井下电磁波超声波联合精确定位方法。使用训练节点生成位置指纹数据库,移动节点通过超声波测距同时与锚节点进行无线通信,得到位置指纹特征信息,通过位置指纹匹配运算找到与移动节点... 详细信息

根据井下巷道的空间结构特点,提出一种基于位置指纹的井下电磁波超声波联合精确定位方法。使用训练节点生成位置指纹数据库,移动节点通过超声波测距同时与锚节点进行无线通信,得到位置指纹特征信息,通过位置指纹匹配运算找到与移动节点所在位置最近的参考点的二维坐标,定为移动节点的二维坐标。

关键词：井下定位位置指纹超声波测距

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基于断裂及高温损伤的岩石蠕变模型研究

水文地质工程地质 2019年第6期46卷 46-56页

作者：李修磊李起伟李倩重庆交通大学交通运输学院重庆400074 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075 四川大学锦江学院四川眉山620860

为了反映热-力耦合作用下岩石蠕变变形的全过程,依据断裂力学原理提出了岩石裂纹扩展的临界损伤应力和一个新的可描述岩石在稳态蠕变阶段与临界损伤应力相关的非线性黏性分量,在传统西原模型和Burgers模型的基础上,将指数形式的损伤变... 详细信息

为了反映热-力耦合作用下岩石蠕变变形的全过程,依据断裂力学原理提出了岩石裂纹扩展的临界损伤应力和一个新的可描述岩石在稳态蠕变阶段与临界损伤应力相关的非线性黏性分量,在传统西原模型和Burgers模型的基础上,将指数形式的损伤变量、临界损伤应力以及与其有关的非线性黏性分量引入到流变微分方程,通过叠加原理推导了考虑温度效应的单轴和三轴压缩条件下岩石的流变本构关系,建立了岩石的热-力耦合损伤蠕变本构模型。利用不同温度、不同应力条件下花岗岩的三轴蠕变试验曲线和本文蠕变模型的计算曲线进行比较,结果表明本文蠕变模型能够较好地模拟岩石在初始瞬态、稳态和加速蠕变阶段全过程的变形规律,验证了所建模型的有效性和合理性。该模型为分析高温、高应力环境下岩石工程的长期变形和稳定情况提供了理论依据。

关键词：岩石力学蠕变模型热-力耦合临界损伤应力本构关系

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乌干达KE公路中央分隔带混凝土护栏的设计

中外公路 2015年第S1期35卷 177-180页

作者：李起伟李可周培通中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075

通过总结美国、英国、法国、中国等四国中央分隔带护栏设置标准和影响形式选择的因素,得出在东非欠发达地区,以新泽西为代表的混凝土护栏更有优势。对比分析美国、英国、法国、中国等四国混凝土护栏的构造特征,提出适用于东非欠发达地... 详细信息

通过总结美国、英国、法国、中国等四国中央分隔带护栏设置标准和影响形式选择的因素,得出在东非欠发达地区,以新泽西为代表的混凝土护栏更有优势。对比分析美国、英国、法国、中国等四国混凝土护栏的构造特征,提出适用于东非欠发达地区的混凝土护栏结构设计。

关键词：公路中央分隔带混凝土护栏

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柔性基层沥青路面动力响应试槽试验

重庆交通大学学报（自然科学版） 2012年第4期31卷 777-780页

作者：李起伟黎晓梁乃兴重庆交通大学土木建筑学院重庆400074

根据室内试槽柔性基层沥青路面结构的重复加载试验,总结了路用电阻应变片的选择依据和黏贴工艺,对比分析了压路机压实方式对应变片存活率的影响;利用惠斯登电桥电路测试了柔性基层沥青路面的动力响应,并与数值计算进行对比。研究表明:... 详细信息

根据室内试槽柔性基层沥青路面结构的重复加载试验,总结了路用电阻应变片的选择依据和黏贴工艺,对比分析了压路机压实方式对应变片存活率的影响;利用惠斯登电桥电路测试了柔性基层沥青路面的动力响应,并与数值计算进行对比。研究表明:路用电阻应变片栅长应大于80 mm,并与集料的最大公称粒径相关;电阻应变片在压路机静压的方式下有较理想的存活率,而在强振作用下却极难存活;在移动荷载作用下沥青面层底部横向应变交替出现拉、压应变,其最大值比层状弹性体系模型计算值小。

关键词：沥青路面柔性基层动力响应应变片