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一种单信标测距辅助INS的导航方法

中国惯性技术学报 2024年第6期32卷 586-591,597页

作者：童余德查峰黄晓颖陈永冰李文魁海军工程大学电气工程学院武汉430033 海军工程大学作战运筹与规划系武汉430033

传统基于地球物理场的匹配辅助惯性导航方法在基础数据变化特征不明显或数据缺乏等苛刻条件下,难以实现有效匹配定位。为解决这一问题,提出了一种单信标测距辅助惯性导航系统(INS)的方法。首先,在单信标测距解析基准图上引入相关极值匹... 详细信息

传统基于地球物理场的匹配辅助惯性导航方法在基础数据变化特征不明显或数据缺乏等苛刻条件下,难以实现有效匹配定位。为解决这一问题,提出了一种单信标测距辅助惯性导航系统(INS)的方法。首先,在单信标测距解析基准图上引入相关极值匹配辅助导航算法并进行重新建模。然后,采用差分进化寻优算法对该模型进行解算,并设计了一种固定匹配序列长度的建模方法以解决相关极值匹配算法实时性差的缺点。所提方法在缺乏地球物理基础数据条件下,仅需在海底布放单只声信标即可实现局部海域水下高精度实时定位。同时,由于采用的测距基准图为解析形式,所提方法也能较好地解决离散匹配算法定位精度受限于基准图分辨率等问题。最后,设计了相关实测实验,实验结果表明当惯导定位误差累积为1529.4 m时,采用所提方法与单信标匹配,定位误差减小为111.8 m,算法的有效性得到了验证。

关键词：单信标实时相关极值匹配惯性导航

经柔性高压直流输电并网的海上风电送出线路拟功率和、差波形比较式纵联保护

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电力自动化设备 2024年第8期44卷 62-69页

作者：刘乃皓高厚磊徐彬彭放袁通山东大学电气工程学院山东济南250061

经柔性高压直流输电并网的海上风电送出线路在故障情况下呈现出的两端电流存在较大相角差等故障特性导致传统纵联保护面临不能正确动作的风险。根据电路中的拟功率定理,分别利用线路两端故障前后电压、电流瞬时值列写拟功率表达式,并对... 详细信息

经柔性高压直流输电并网的海上风电送出线路在故障情况下呈现出的两端电流存在较大相角差等故障特性导致传统纵联保护面临不能正确动作的风险。根据电路中的拟功率定理,分别利用线路两端故障前后电压、电流瞬时值列写拟功率表达式,并对两表达式进行求和与作差运算,得到拟功率和与拟功率差。分析表明,发生区内故障时,两者波形相似性高,波形接近完全重合;发生区外故障时,两者含有成分不同,相似性较差,据此形成拟功率和、差波形比较式纵联保护的保护判据。利用EMTP-RV软件搭建经柔性高压直流输电并网的海上风电场模型,对不同故障类型、过渡电阻、噪声、数据窗长、控制方式、同步误差进行仿真验证,理论分析与仿真结果表明所提保护方法具有较强的适应性。

关键词：海上风电场拟功率和拟功率差肯德尔相关系数相似性送出线路继电保护

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非晶合金电机性能分析及铜耗优化

电气工程学报 2024年第1期19卷 159-168页

作者：宋祎轩吴旭升高嵬海军工程大学电气工程学院武汉430033

针对新型软磁材料非晶合金在电机中的应用对电机性能影响的问题,首先测试对比分析了新型软磁材料与普通硅钢材料损耗等性能,验证了其应用于高效电机的可行性,然后对同结构的非晶合金电机和传统硅钢电机进行了初步对比分析,研究表明非晶... 详细信息

针对新型软磁材料非晶合金在电机中的应用对电机性能影响的问题,首先测试对比分析了新型软磁材料与普通硅钢材料损耗等性能,验证了其应用于高效电机的可行性,然后对同结构的非晶合金电机和传统硅钢电机进行了初步对比分析,研究表明非晶合金电机铁耗仅为传统硅钢的10%左右,但其铜耗升高28%左右,致使电机效率提升效果不明显。最后针对非晶合金电机铜耗产生机理进行了分析,根据电机铜耗增加的原因,对电机结构有针对性地进行调整优化。对优化前后电机铜耗、铁耗以及效率等电机性能参数进行对比分析,研究结果表明优化后电机本体效率可达到98.14%,相对优化前提升1.012%,比传统硅钢电机效率提高1.54%。

关键词：新型软磁电机电机优化电机铜耗高效电机永磁电机

基于YOLOv6的输电线路电力部件识别及缺陷检测算法研究

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高压电器 2024年第5期60卷 194-205+213页

作者：游越伊力哈木·亚尔买买提吐松江·卡日新疆大学电气工程学院

在输电线路巡检中，关键电力部件经常会出现锈蚀、脱落等缺陷，从而造成误检、漏检问题，导致人力成本大大增加。文中针对此类问题，提出一种基于YOLOv6的改进算法，主要在neck部分增加了RepFPN结构，额外的增加了一个自底向上的路径聚... 详细信息

在输电线路巡检中，关键电力部件经常会出现锈蚀、脱落等缺陷，从而造成误检、漏检问题，导致人力成本大大增加。文中针对此类问题，提出一种基于YOLOv6的改进算法，主要在neck部分增加了RepFPN结构，额外的增加了一个自底向上的路径聚合网络，从而增强输出特征的表达能力，提升模型性能，然而增加了计算成本。为了降低计算量，增加了RepVGG结构，它有着类似残差的结构，拥有丰富的梯度信息，经实验数据表明，当使用3个RepVGG结构替代C3层时，会提升1～2点精度；同时将ConvBNAct的算子进行融合后，只需要采用一个Conv+inplace activation就可以完成原有的3次Op计算，绝大多数情况下还能得到一致的数值结果，缓解了上述改进增加计算量的问题。实验表明，改进后的模型m AP＿0.5:0.95提高了12%，精确度提高了3.9%，各项loss值显著降低，同时很好地检测出了电力部件各种缺陷以及输电线路上的异物。

关键词：输电线路巡检缺陷检测 YOLOv6 RepVGG ConvBNAct

基于模型预测的直驱式波浪发电机机侧最优功率控制技术

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4391-4404页

作者：黄磊魏莱杨建龙胡敏强东南大学电气工程学院南京210096 南京师范大学电气与自动化工程学院南京210023

直驱式波浪发电系统具有结构简单、成本低、效率高等优点,得到了国内外学者的广泛关注。该文以直驱式波浪发电系统为研究对象,分析并建立了直驱式波浪发电装置的水动力数学模型和永磁直线电机的动态数学模型。推导了基于模型预测的功率... 详细信息

直驱式波浪发电系统具有结构简单、成本低、效率高等优点,得到了国内外学者的广泛关注。该文以直驱式波浪发电系统为研究对象,分析并建立了直驱式波浪发电装置的水动力数学模型和永磁直线电机的动态数学模型。推导了基于模型预测的功率控制策略用于直驱式波浪发电系统。在功率控制策略中从功率捕获策略和功率跟踪控制策略展开研究以实现将波浪能转换为电能并汇入直流母线。重点围绕功率捕获策略开展基于模型预测控制技术研究,分别从控制策略、预测区间和成本函数三个角度分析了基于模型预测的最优功率捕获策略。建立了仿真模型并进行仿真分析,结果表明,采用基于模型预测的最优功率捕获策略可有效提高不规则波下发电机从波浪发电系统捕获能量。此外,采用以直流母线功率汇入最大为目标的成本函数可以有效地提高发电机输入直流侧能量,具有重要的实用价值。最后通过实验室模拟平台进行了实验测试。

关键词：直驱式波浪发电最优功率捕获模型预测控制功率跟踪控制

一种基于Dirac半金属的可调控极化偏转器件的仿真分析

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电子学报 2024年第5期52卷 1488-1495页

作者：邓嘉豪熊汉李媛张淮清重庆大学微电子与通信工程学院重庆401331 重庆大学电气工程学院重庆400044

本文提出了一种基于体Dirac半金属(Bulk Dirac Semimetal,BDS)的动态超材料结构极化偏转器.与传统的极化偏转器不同,该偏转器可以通过改变费米能级来动态控制偏振转换率和不对称传输.模拟结果表明,当BDS的费米能级调整为90 meV时,偏转... 详细信息

本文提出了一种基于体Dirac半金属(Bulk Dirac Semimetal,BDS)的动态超材料结构极化偏转器.与传统的极化偏转器不同,该偏转器可以通过改变费米能级来动态控制偏振转换率和不对称传输.模拟结果表明,当BDS的费米能级调整为90 meV时,偏转器的偏振转换率在1.085~1.872 THz频率范围内都保持在90%以上(带宽为0.787 THz),在1.159 THz处偏振转换率达到峰值98%.该偏振转换器的不对称传输参数在1.229~1.831 THz大带宽范围内大于60%.本文还研究了偏振旋转角、椭圆度角、表面电流和电场分布情况以阐明该器件的极化转换特性和物理机制;通过施加栅极电压控制BDS费米能级,实现了对该极化偏转器的偏振转换率以及不对称传输的动态调谐.该极化偏转器的可调谐不对称传输特性,为基于动态不对称传输所设计的多路复用器、太赫兹二极管等设备的制造提供了新的思路.

关键词：极化偏转不对称传输 Dirac半金属可调性超材料太赫兹

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轨迹发生器的研究进展与展望

中国舰船研究 2024年第2期19卷 215-222页

作者：丁贤卞鸿巍王荣颖马恒海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

轨迹发生器是对惯性导航系统及其组合导航系统进行算法研究和仿真验证的重要工具之一。首先,通过梳理分析轨迹发生器在不同运载体的研究现状,概述理想型、数值算法型、数学模型型轨迹发生器的设计方法与主要思路;然后,归纳研究重点,对3... 详细信息

轨迹发生器是对惯性导航系统及其组合导航系统进行算法研究和仿真验证的重要工具之一。首先,通过梳理分析轨迹发生器在不同运载体的研究现状,概述理想型、数值算法型、数学模型型轨迹发生器的设计方法与主要思路;然后,归纳研究重点,对3类轨迹发生器进行仿真对比,分析3类轨迹发生器的特性和问题;最后,对轨迹发生器下一步的研究进行展望,为该领域的研究提供一定的思路。

关键词：轨迹发生器惯性导航组合导航模拟仿真

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基于直流超导限流器的超导带材实验研究

高压电器 2024年第8期60卷 193-200页

作者：陆利强庄劲武柯其琛李思光岳丹阳海军工程大学电气工程学院武汉430033 西安交通大学电气工程学院西安710049

为进一步认识直流超导限流器中超导带材在直流短路电流下的超导特性及失超电阻的建立规律,对超导带材进行了直流电流冲击实验,测量了冲击电流作用下带材的失超电阻特性,得出了单位长度超导带材失超电阻与其产热量具有固定的函数关系。... 详细信息

为进一步认识直流超导限流器中超导带材在直流短路电流下的超导特性及失超电阻的建立规律,对超导带材进行了直流电流冲击实验,测量了冲击电流作用下带材的失超电阻特性,得出了单位长度超导带材失超电阻与其产热量具有固定的函数关系。以此建立了长度可变的超导带材电阻及温升仿真模型,分析了超导带材发生不可逆损伤的原因,并实验验证该模型的可靠性。基于该模型,对5 kV混合型超导限流器中超导组件进行了设计,此方法对其他超导限流器的设计也具有较强的指导意义。

关键词：混合型超导限流器超导带材直流冲击失超特性带材损伤

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基于扩展卡尔曼滤波的直线感应电机速度观测

电力工程技术 2024年第3期43卷 226-233页

作者：侯新国涂萱赵镜红马远征罗翔宇海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

为解决在直线感应电机(linear induction motor,LIM)高性能闭环控制系统取消速度传感器后,速度闭环中缺少速度反馈信息问题,在考虑LIM边端效应前提下,实现了一种基于扩展卡尔曼滤波算法的速度观测器。首先,基于考虑边端效应的三相LIM数... 详细信息

为解决在直线感应电机(linear induction motor,LIM)高性能闭环控制系统取消速度传感器后,速度闭环中缺少速度反馈信息问题,在考虑LIM边端效应前提下,实现了一种基于扩展卡尔曼滤波算法的速度观测器。首先,基于考虑边端效应的三相LIM数学模型,推导出具有合适增益和协方差更新矩阵的扩展卡尔曼滤波观测器,并基于LIM的矢量控制系统,将观测器辨识的速度参数反馈到速度闭环系统中。然后,在Simulink中搭建带有速度观测器的LIM矢量控制系统模型,对观测器的辨识速度和电机实际速度进行对比。结果表明,利用辨识速度进行闭环控制可以保证系统稳定运行。在3种负载情况下,观测器的预测速度和实际速度之间的误差在0.51%~2.34%之间。对系统多种动态性能进行分析可知,基于扩展卡尔曼滤波观测器的LIM矢量控制系统,随着负载增大,预测速度的误差增大,推力误差减小,磁链幅值误差略微增大。因此,在考虑边端效应情况下,基于扩展卡尔曼滤波的观测器可以代替速度传感器实现空载和带载时的三相LIM控制。

关键词：直线感应电机(LIM) 边端效应扩展卡尔曼滤波器矢量控制速度观测一阶欧拉线性化