基于复合干涉原理的局部放电检测光纤传感器

针对基于传统干涉结构的局部放电检测光纤传感器存在参考光纤隔音处理难、不利于现场布设等问题,设计了Mach-Zehnder与Sagnac复合干涉结构的光纤传感器。本研究应用延迟光纤与直线型传感光纤结构解决了上述问题,采用3×3耦合器对光信号引入相移以增加系统的动态响应范围,并阐明了传感光纤以及延迟光纤长度对系统传感特性的影响规律。利用局部放电模拟装置进行性能测试的实验证明,所设计的局部放电检测光纤传感器具有良好的响应性能,测得局部放电信号的时域响应峰峰值为2.45 V,频率分布范围为10.62 kHz～57.73 kHz。研究表明该复合干涉结构可有效提升局部放电检测光纤传感器的检测性能,提高现场适应性。     

基于窗函数优化的布里渊光时域反射仪测温精度提升研究

基于短时傅里叶变换(short time Fourier transform, STFT)算法的布里渊光时域反射仪(Brillouin optical time domain reflectometer, BOTDR)可实现快速温度检测,但存在频率泄漏和栅栏效应,导致测温精度较差。针对上述问题,在搭建STFT-BOTDR测温系统的基础上,通过窗函数和运算点数优化,抑制了STFT算法所引发的频率泄漏,实现了STFT-BOTDR测温精度提升。实验中设置时域窗口长度为1.6 m,窗口滑动步进为0.5 m,对比了不同窗函数与运算点数下的测量精度。结果表明,当采用汉宁窗且运算点数为1 024时,可实现9.6 km光纤末端温度变化的准确检测与定位,误差为1.012℃;测量精度为±2.5 MHz。而未采用窗函数时测量精度为±12.5 MHz,无法实现温度变化准确测量。研究结果为STFT-BOTDR温度检测系统精度优化提供了借鉴。     

电液位置伺服系统的抖振消弱滑模控制

比例滑模策略保留了线性控制的某些优点,但抖振的存在不仅会降低控制精度,甚至会激发系统的未建模动态或引起机械谐振,严重制约了比例滑模控制在电液位置系统中的应用.为避免抖振对系统精度与稳定性的影响,提出采用模糊模型,根据切换函数及其导数的状态自调整比例滑模切换增益,以柔化控制信号.试验结果表明,通过模糊理论实现增益自调整,能有效降低抖振,既实现了高精度控制,又保留了滑模策略抗参数摄动及抗扰动能力强的特点.     

井下积水水位监控预警装置设计

针对煤矿井下积水过多造成开采环境恶化,现有人工巡检效率低,设计了一种基于C8051F040单片机且具有红外遥控功能的井下水位监控预警装置,通过对水位、水压、排水泵运行状态等参数的采集、分析,实现了排水泵的自动调度、异常情况报警并经RS485接口进行信号传输,完成了井下积水实时监测、预警及自动排水。试验结果表明,该装置控制精确、工作可靠,提高了煤矿生产的安全水平。     

电液伺服比例阀控缸位置控制系统AMESim／Matlab联合仿真研究

以电液伺服比例阀控缸位置控制系统为研究对象,通过对电液伺服比例阀控液压缸系统的详细分析,建立了液压系统的动态数学模型.利用Matlab软件中的动态仿真工具Simulink,构造了电液伺服控制系统仿真模型,对其仿真.并利用AMESim和Matlab/Simulink的各自优势建立了联合仿真模型,进行了仿真分析,取得了良好的效果,并详细进行了性能分析与研究.同时分析了影响液压系统动态特性的主要因素.     

基于多平台虚拟样机模型的轧机压下系统振动研究

为对轧机压下系统振动特征进行仿真分析,提出基于机液耦合的轧机八自由度动力学模型,采用联合建模仿真的方案,在ADAMS建立了符合八自由度动力学关系的轧机机械模型,同时建立基于AMESim的液压位置模型和基于Simulink的闭环控制模型,通过接口互联搭建了压下系统多平台仿真虚拟样机。设计基于带阻滤波器的控制器对干扰造成的虚拟样机耦合谐振进行抑制。仿真结果表明:滤波器的加入能有效抑制耦合振动对虚拟样机系统稳定性和精度的影响。虚拟样机对轧机振动的研究有一定参考价值。     

基于SOC的储能系统控制策略研究

为了保证超级电容储能系统安全、可靠、高效的工作,分析了超级电容储能系统的构成和工作状态,选取超级电容荷电状态作为判定依据,设计了充放电自切换控制策略,自动跟踪直流网侧的能量状态,并实时进行模式自动切换控制,以及完成过压、欠压等保护功能。最后通过仿真平台的搭建,验证所设计储能系统控制策略的正确性和有效性。     

重复控制补偿的PID电液伺服位置控制

针对液压伺服系统难以精确控制的特点,采用重复控制补偿的高精度PID进行控制。通过建立数学模型并在Simulink中对电液位置伺服系统进行仿真,研究表明该控制策略应用在电液位置伺服控制系统中跟踪性能好、精度高。     

基于CANopen协议的刮板输送机功率协调控制系统研究

针对刮板输送机在实际工况中头尾两电机功率不平衡问题,研究与设计了基于CANopen协议的刮板输送机功率协调控制系统。介绍了系统的总体方案设计、CANopen协议通信原理、协调控制策略、硬件结构与软件设计。通过对搭建的实验台进行测试表明,利用CANopen通信根据实时负载变化调节电机转速,可以有效地实现两电机在负载波动条件下的功率协调控制,为刮板输送机驱动电机功率控制的研究提供了新思路。