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电动汽车无线充电系统中弯道互感优化研究

电测与仪表 2024年第1期61卷 91-98页

作者：骆强胥飞上海电机学院电气学院上海201306

针对采用感应耦合电能传输技术的电动汽车无线充电过程中,汽车内部的能量拾取线圈在转弯过程中互感下降问题,提出使用内嵌入圆形线圈进行补偿,并通过遗传算法、理论推导和仿真验证,得到了补偿线圈最优化匝数和统一规格参数。通过搭建COM... 详细信息

针对采用感应耦合电能传输技术的电动汽车无线充电过程中,汽车内部的能量拾取线圈在转弯过程中互感下降问题,提出使用内嵌入圆形线圈进行补偿,并通过遗传算法、理论推导和仿真验证,得到了补偿线圈最优化匝数和统一规格参数。通过搭建COMSOL Multiphysics平台、MATLAB/Simulink平台结合的仿真平台和实物实验平台,实验数据证实:在转弯时采用内嵌圆形线圈进行补偿,优化补偿后互感波动保持在±0.4%左右,由于互感波动的平稳,使得电动汽车能量拾取系统电压优化补偿后波动为3.6%。

关键词：动态无线充电圆形补偿线圈弯道互感电动汽车

基于改进鲸鱼优化算法的轮式移动机器人路径规划

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机械设计与研究 2024年第5期 167-175页

作者：吴峥傅晓锦李莎庄瑜上海电机学院

轮式移动机器人路径规划算法存在精度低、稳定性低、迭代周期长、容易陷入局部最优解。针对以上问题，提出了一种基于改进鲸鱼优化算法的轮式移动机器人路径规划技术。首先引入Logistic混沌映射，增加初始解分布的均匀性，降低陷入局部... 详细信息

轮式移动机器人路径规划算法存在精度低、稳定性低、迭代周期长、容易陷入局部最优解。针对以上问题，提出了一种基于改进鲸鱼优化算法的轮式移动机器人路径规划技术。首先引入Logistic混沌映射，增加初始解分布的均匀性，降低陷入局部最优解的概率。其次融合共生生物搜索算法优化全局搜索性能，提高算法的收敛速度和鲁棒性。最后，利用高斯变异策略扩展搜索的多样性、提高全局搜索能力、加快收敛速度、增强算法的鲁棒性。研究结果表明：与传统鲸鱼优化算法相比，改进后的算法在路径长度、收敛速度、拐点数和鲁棒性方面具有明显优势，为轮式移动机器人路径规划提供了一种新的方法。

关键词：路径规划鲸鱼优化算法 Logistic混沌映射共生生物搜索算法高斯变异

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等离子喷涂YSZ热障涂层的工艺研究

表面技术 2024年第7期53卷 217-229页

作者：李荣斌邢悦张志玺何峰上海理工大学材料与化学学院上海200093 上海电机学院材料学院上海201306

目的优化大气等离子喷涂工艺,提高热障涂层的耐腐蚀性能与热循环寿命。方法设计正交试验,制备出不同工艺参数的YSZ涂层。用共聚焦显微镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对涂层的表面粗糙度、表面与截面形貌、元素组成与分布进行表征,用Image... 详细信息

目的优化大气等离子喷涂工艺,提高热障涂层的耐腐蚀性能与热循环寿命。方法设计正交试验,制备出不同工艺参数的YSZ涂层。用共聚焦显微镜、X射线衍射仪、能谱分析仪对涂层的表面粗糙度、表面与截面形貌、元素组成与分布进行表征,用ImageJ软件分析涂层的孔隙。根据试验数据优化工艺参数,对比分析工艺优化前后涂层的耐腐蚀性与热循环寿命。对涂层进行热震水淬试验,分析涂层的热震寿命与失效行为。结果不同工艺下制备的涂层在孔隙、耐熔盐腐蚀与热循环寿命方面存在明显差异,工艺参数W3X3Y1Z3组合为优化出的喷涂工艺。采用优化后工艺所制备的涂层TBC-1,孔隙率为9.65%,平均孔隙尺寸为6.18μm^(2),未观察到明显的大孔与裂纹。涂层表面粗糙度为3.48μm,粉末熔化状态较好。热腐蚀之后,涂层截面熔盐元素V的质量分数为2.03%,无熔盐积聚现象。涂层经20次热腐蚀与热冲击联合试验后,质量损失率为0.25%,表面完整,无明显剥落。TBC-1在热震试验中的失效形式为涂层大面积剥落,失效次数为172次。结论等离子喷涂的工艺参数对涂层的综合性能有重要影响,涂层中较大的裂纹和孔隙可作为熔盐的渗透途径,加速涂层的腐蚀,同时使热循环寿命变差。经优化后工艺制备的涂层,内部孔隙分布均匀,且平均孔隙尺寸较小,表现出良好的耐腐蚀性与热循环寿命。涂层中热生长氧化物(TGO)的生长应力、陶瓷层与黏结层的热失配应力是涂层中裂纹扩展和涂层失效的重要原因。

关键词：等离子喷涂 YSZ热障涂层工艺优化孔隙热腐蚀热循环寿命

氮气流量对VNbMoTaWN_(x)薄膜作为PEMFC不锈钢双极板改性层性能的影响

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表面技术 2024年第6期53卷 90-98页

作者：李荣斌黄从发周滔张如林上海理工大学材料与化学学院上海200093 上海电机学院材料学院上海201306

目的降低SS316L表面的接触电阻,提高耐腐蚀性能。方法采用非平衡场磁控溅射离子镀技术在SS316L不锈钢表面制备VNbMoTaW和不同氮气流量的VNbMoTaWN_(x)薄膜。使用场发射扫描电镜、XRD衍射仪、XPS光电子能谱仪、电化学工作站、接触电阻测... 详细信息

目的降低SS316L表面的接触电阻,提高耐腐蚀性能。方法采用非平衡场磁控溅射离子镀技术在SS316L不锈钢表面制备VNbMoTaW和不同氮气流量的VNbMoTaWN_(x)薄膜。使用场发射扫描电镜、XRD衍射仪、XPS光电子能谱仪、电化学工作站、接触电阻测试装置,研究了改性涂层的组成和结构对接触电阻和耐腐蚀性能的影响。结果扫描电子显微镜结果表明,所有薄膜表面致密且连续、与基体结合良好。随着氮气流量的增加,氮化物相逐渐增多、柱状晶结构减少、薄膜更加致密紧凑。XRD结果表明,未通氮气的高熵合金薄膜具有高熵合金体心立方结构,并沿(110)晶面方向生长。随着氮气流量的增加,氮化物相逐渐增多,薄膜晶体结构开始从体心立方结构转变为面心立方结构。结合XPS分析结果可知,VNbMoTaWN_(x)薄膜表面主要由金属氮化物和少量高熵合金BCC相组成,并且随着氮气流量的增加,金属氮化物相逐渐增多。与单层VNbMoTaW薄膜相比,VNbMoTaWN_(x)薄膜具有更好的耐腐蚀性和导电性能。氮流量为12mL/min的高熵合金氮化物薄膜具有最优异的综合性能。表面改性后的薄膜接触电阻大幅度降低,在1.4MPa的压力下,与碳纸的接触电阻仅为12.2 mΩ·cm^(2),接近美国能源部(DOE)的技术目标。由动电位极化曲线测得VNbMoTaWN_(x)-12mL/min在模拟PEMFC阴极环境下的腐蚀电流密度为0.040μA/cm^(2),与SS316L基体相比,薄膜的耐腐蚀性得到了很大提升。在0.6 V恒电位模拟阴极环境下,VNbMoTaWN_(x)-12 mL/min的电流密度稳定在1.01μA/cm^(2),接近美国能源部1μA/cm^(2)的目标。结论VNbMoTaW和不同氮气流量的VNbMoTaWN_(x)薄膜能显著提高SS316L基体的耐腐蚀性和导电性能。

关键词：质子交换膜燃料电池双极板高熵合金薄膜耐腐蚀性接触电阻

基于质量4.0的印制电路板智能缺陷检测研究

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系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1682-1690页

作者：刘虎沉李珂王鹤鸣施华同济大学经济与管理学院上海200092 上海电机学院材料学院上海201306

新一代信息技术的高速发展为制造业的转型与发展提供了机遇,同时也推动了制造质量管理方式的重大变革。本文结合制造业发展实际情况,概述了质量4.0的基本理论及关键技术,并进一步探讨了质量4.0的实施与落地应用。具体而言,将印制电路板(... 详细信息

新一代信息技术的高速发展为制造业的转型与发展提供了机遇,同时也推动了制造质量管理方式的重大变革。本文结合制造业发展实际情况,概述了质量4.0的基本理论及关键技术,并进一步探讨了质量4.0的实施与落地应用。具体而言,将印制电路板(printed circuit board,PCB)缺陷检测作为研究案例,设计了基于质量4.0的PCB智能缺陷检测方案,并提出了缺陷检测的5个关键评价标准;提出的检测方案可有效帮助PCB制造企业过滤缺陷假点、控制产品良率、获取缺陷解决建议,并为员工掌握专业检测技能提供学习和培训平台。本文旨在研究质量4.0环境下的智能缺陷检测及其PCB中的应用,以推动制造业质量管理数字化和智能化转型。

关键词：质量4.0 质量管理印制电路板制造缺陷检测智能制造

BOA-NCF-AW混合算法在光伏最大功率跟踪的运用

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电源学报 2024年第S1期22卷 134-142页

作者：李梦达郑旭彬王洋梁智超姚林萍上海电机学院电气学院

在局部遮荫下，针对传统最大功率跟踪MPPT(maximum power point tracking)算法不能跳出局部最优找到全局最大功率，及传统蝴蝶优化算法BOA(butterfly optimization algorithm)存在搜索震荡大和收敛慢等问题，提出一种新型的MPPT控制算... 详细信息

在局部遮荫下，针对传统最大功率跟踪MPPT(maximum power point tracking)算法不能跳出局部最优找到全局最大功率，及传统蝴蝶优化算法BOA(butterfly optimization algorithm)存在搜索震荡大和收敛慢等问题，提出一种新型的MPPT控制算法。该算法在传统蝴蝶算法上加入收敛因子，来加快全局搜索速度；引入自适应权重系数，来提高蝴蝶优化算法在局部搜索的搜索速度及追踪精度等性能。通过仿真，对比混合算法(INBOA)与BOA、粒子群优化PSO(particle swarmoptimization)算法、灰狼优化算法GWO(graywolfoptimization)的函数收敛曲线，验证所提算法具有收敛速度快、搜索精度高的优点；对比INBOA、BOA、PSO、GWO的MPPT算法在静态与动态环境下的性能指标可知，INBOA的MPPT算法具有更高追踪效率、更快收敛速度以及更小的搜索震荡。从而进一步验证混合算法的优越性。

关键词：最大功率跟踪自适应权重系数收敛因子蝴蝶优化算法

基于多注意力机制的双通道模型对风机叶片表面目标识别

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复合材料科学与工程 2024年

作者：柯灿阳文传博上海电机学院电气学院

目前，风机叶片缺陷的识别主要依赖于望远镜和停机吊篮这两种方法，但这些方法存在准确率和安全性方面的问题。随着无人机技术的广泛应用，利用无人机进行风机叶片表面缺陷的目标识别成为备受瞩目的选择。本文采用计算机视觉的方法，提... 详细信息

目前，风机叶片缺陷的识别主要依赖于望远镜和停机吊篮这两种方法，但这些方法存在准确率和安全性方面的问题。随着无人机技术的广泛应用，利用无人机进行风机叶片表面缺陷的目标识别成为备受瞩目的选择。本文采用计算机视觉的方法，提出了一种结合Swin Transformer和轻量级神经网络两种不同架构的中量级网络对风机叶片表面目标进行识别。本文收集了华东某沿海风场的1275张叶片图像，并通过图像增强技术将数据扩充为原来的5倍。模型中，Swin Transformer为主特征提取器，轻量级神经网络为辅特征提取器，引入CBAM注意力机制增强模型对局部关键信息的聚焦能力，并采用CosineAnnealingWarmRestarts的学习率调整策略优化模型性能。实验结果表明：本文所提出的模型在风机叶片目标识别中准确率、F1分数分别达到97.8%和96.35%，均领先于同等量级的主流模型，为风机叶片表面目标识别提供了一种新的思路。

关键词：风机叶片复合材料图像识别 Swin Transformer 轻量级神经网络注意力机制

基于潮流和复杂网络理论的综合能源系统关键环节识别

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电力科学与技术学报 2024年第3期39卷 242-252页

作者：王思奇梁智娴王致杰王鸿上海电机学院电气学院上海201306

综合能源系统(integrated energy system, IES)的关键环节识别对于系统的脆弱性研究和改善有重要意义。针对传统还原论方法无法解释系统层面且复杂网络分析中未考虑能流带来影响的问题,提出一种基于潮流和复杂网络结构的IES关键环节识... 详细信息

综合能源系统(integrated energy system, IES)的关键环节识别对于系统的脆弱性研究和改善有重要意义。针对传统还原论方法无法解释系统层面且复杂网络分析中未考虑能流带来影响的问题,提出一种基于潮流和复杂网络结构的IES关键环节识别方法。首先,建立基于潮流的综合能源复杂网络模型,将IES的数学模型参数和潮流结果引入复杂网络的建模以使模型更加贴合现实的运行工况;其次,基于潮流计算结果和复杂网络参数,提出节点能量度和能量边介数2个评价指标,提高了关键环节识别精度;最后,根据所建立的模型对关键环节进行破坏并观察网络效率的变化,与其他攻击模式进行对比分析,验证了所提方法的可行性。

关键词：综合能源系统潮流计算复杂网络理论关键环节识别评价指标

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基于自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制

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电测与仪表 2024年第1期61卷 195-200页

作者：李少朋谢源张凯贺耀庭上海电机学院电气学院上海201306

针对传统永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中转矩和磁链脉动较大以及转速超调的缺点,文中提出了一种基于自抗扰控制器的直接转矩控制策略。对于传统的PI控制策略中的磁链环、转矩环以及转速环不能满足控制系统非线性的需求,所提出的控制... 详细信息

针对传统永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中转矩和磁链脉动较大以及转速超调的缺点,文中提出了一种基于自抗扰控制器的直接转矩控制策略。对于传统的PI控制策略中的磁链环、转矩环以及转速环不能满足控制系统非线性的需求,所提出的控制策略中非线性的自抗扰控制器满足了系统的非线性需求,提高了控制系统的动态响应能力。该策略中使用自抗扰控制器取代了传统PI控制结构,设计磁链、转矩和转速自抗扰控制器。通过搭建半实物仿真平台,进行实验验证文中控制策略的有效性。实验结果表明所提出的控制策略与传统的直接转矩控制相比较,文中提到的控制策略可以有效降低转矩和磁链的波动并提高系统的稳定性,降低了转速超调,改善了系统的动态性能。

关键词：永磁同步电机自抗扰控制器非线性半实物仿真平台