基于有限元分析的潜艇直流输电线路电感计算

[目的]潜艇直流电网的输电电缆敷设特殊,传统的线路电感计算方法得到的数值与实际系统中的电感值之间存在较大误差,为了减小计算误差,研究采用有限元分析法计算输电线路电感值。[方法]阐述潜艇直流输电电缆的特点,讨论常用线路电感计算公式在潜艇直流输电线路电感计算中的适用性。搭建实艇短路模拟物理实验系统,测量实验系统线路电感参数,同时在ANSYS/Maxwell软件中采用有限元法计算电感值。在Matlab/Simulink软件中仿真试验系统,依据计算电感值建立等效电路模型,对比分析短路电流仿真波形和实测波形。[结果]研究结果表明,采用有限元分析法能够有效提高潜艇直流输电线路等效总电感值计算精度,更好地适应潜艇直流电网的暂态计算需求。[结论]可为后续仿真模型开发、算法研究提供支持。     

计算几何在重力式结构稳定计算中的应用

针对重力式结构设计中进行多荷载工况、多设计方案的稳定性计算时,各种组合情况下的重力作用效应计算费时费力的问题提出基于计算几何学的计算方法,该算法将重力作用效应的计算问题简化。对重力式结构的设计断面,首先判断其凸凹性,然后利用水位线将其分解为多个子多边形,再根据子多边形内是否存在凹点计算子多边形面积、质心,最后汇总计算原设计断面的面积、质心和重力作用效应,进而得到稳定性指标。根据该算法编制了一套计算机程序,将其应用于株洲二线船闸项目的闸室计算,得到了良好的效果。     

内置式永磁同步电机电磁性能及电感仿真分析

针对某内置式180 kW永磁同步电机,运用Ansys Maxwell仿真软件,建立了电机的二维有限元仿真模型。在空载、额定负载、弱磁三种工况下分别进行了仿真分析,得到了各工况下电机的电磁性能数据,验证了永磁电机电磁设计的合理性。针对交直轴电感参数的计算,在瞬态场中采用增量法,计算得到了电机各相电感随电角度变化的曲线,然后再通过坐标变换得到电机的交直轴电感随电角度的变化曲线,并对各工况下的电感曲线进行了对比分析。     

消磁工作线圈电流对纵向补偿的干扰研究

从现行消磁工作线圈电流对纵向补偿效果产生较大干扰的事实出发,研究其干扰程度。计算得到相关消磁线圈电感,利用法拉第电磁感应定律具体计算了在工作线圈电流首脉冲换向过程中纵向补偿线圈感应电流的大小。进而提出降低干扰的改进方案,通过科学计算及仿真分析检验了方案效果。研究结果表明改进方案可行。     

基于遗传学习算法的船舶航向智能控制方法

针对现有船舶航向控制方面采用的传统控制算法,在对船舶航向数据计算过程中存在数据迭代分析准度失常,无法适应性逻辑推导航向数据量的问题。本文提出基于遗传学习算法的船舶航向智能控制方法,利用遗传算法作为理论算法,对船舶航向数据进行遗传数据的建模,从而得到迭代航向控制量计算因子;接着,引入基于遗传算法的NRD蚁群学习算法,对得到的迭代航向控制量计算因子进行最优控制因子的蚁群化计算,得到船舶航向控制的最优适应控制参量;最后,引入适应性控制算法将最优适应控制参量导入算法,使其生成航向适应性计算逻辑策略,最终实现船舶航向的智能化控制。实验数据表明,提出的方法在航向数据迭代分析计算准确性上,准确度较高,满足可行性与有效性测试要求。     

海上雷达通信数据特征实时监测算法研究

传统船载雷达通信数据检测算法存在小范围样本数据监测准确率低,究其根源在于算法对小样本数据特征计算能力不足,无法精准提取小样本特征。为此提出基于大数据分析的船载雷达通信数据特征实时监测算法,算法由2种计算子算法构成。首先,引入MIFS小样本特征滤除算法,对雷达数据内小样本周边数据进行滤除计算,提升小样本特征清晰度;其次,引入大数据IDWPA遗传编码特征算法,利用大数据分析能力对小样本数据进行遗传模型建力计算,准确抓取小样本特征,完成整套算法计算;最后,通过仿真实验证明提出算法能够有效解决传统算法特征计算力不足,监测准确率低的问题。     

小波分解和多尺度形态学的舰船图像自动识别

传统舰船图像识别方法仅支持单一识别算法运算,导致不同图像识别特征差异化区域的识别感知系数降低,直接影响自动识别准确率。为了保证不同算法在融合过程中的相互独立与统一,提出小波分解和多尺度形态学的舰船图像自动识别。对图像识别滤波器进行多尺度形态优化,使其适应差异化特征图像;利用小波分解算法,计算得到图像特征区域熵;根据识别特征熵,对识别图像特征进行提取。最后通过特征的多尺度对比,完成图像自动识别计算。通过与传统单一算法的图像识别方法对比证明,在相同时间内,提出方法的识别准确率最高,并可将识别准确率控制在98%以上。     

海底地形辅助导航SITAN算法的改进

利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向,在利用多波束测深系统测量真实地形数据的基础上,采用SITAN算法作为对准匹配算法,对传统的SITAN算法加以改进,进行仿真计算,得到水下载体的最佳匹配位置,以提高水下载体的导航精度.仿真结果表明,改进后的SITAN算法更能满足导航的精度要求.     

舰船消磁线圈的电感计算

舰船消磁线圈的电感是工程中一个重要参数,准确计算其数值对于合理设计消磁线圈以及外围电路具有重要意义。相关文献提供的电感计算公式仅针对常规形状线圈,不适用于异型消磁线圈;有限元方法虽然精度高,但在计算大尺寸空心线圈时空间离散量过于庞大,导致普通微机无法实现。本文基于Biot-Savart原理,将舰船消磁线圈区域进行离散化处理,提出其电感的数值计算方法。该方法为舰船消磁线圈电感计算提供了新思路,且方便转化为计算机程序,并可推广到其他异型线圈的电感计算。     

船舶航行信息分层采集优化算法

针对传统采集优化算法在不同采集周期内得到的簇首节点分布不均匀,导致各个节点之间在采集信息、融合数据以及传输信息时会产生相互干扰的问题,研究一种船舶航行信息分层采集优化算法。首先使用决策树计算船舶航行信息增益值,对船舶航信信息进行分层,计算不同信息层次中特征的互信息量,得到航行信息数据离散特征,采用凸优化策略不断改进得到的离散特征,选择一项离散特征作为二值化层次阈值的采集值,将二值化层次阈值采集值分布在采集区域中,计算出采集区域内最优簇首数,完成船舶航行信息分层采集算法的优化。实验结果表明,与传统采集优化算法相比,船舶航行信息分层采集优化算法得到的簇首节点分布均匀,不会产生节点采集干扰的现象。     

金属转轴无线感应供电系统传输功率分析与结构优化

金属转轴扭矩、功率和形变等参数的在线检测在船舶等领域具有广泛的工程应用背景,对旋转机构的供电问题是影响检测可靠性和实用性的关键。传统的滑环和电池供电方式存在可靠性和寿命上的局限性。本文设计了一种用于金属转轴的侧置式感应供电系统,建立了磁场耦合单元的有限元分析模型,分析了互感耦合参数对系统传输功率和效率的影响,得出了在不同谐振拓扑结构下以最大传输功率为目标的最佳互感耦合参数,包括最佳的原副边线圈电感值及其比例等等关系,以及金属转轴与磁芯间距离。进一步分析了通过磁屏蔽技术和改进原边线圈绕制方式来提高金属转轴感应供电系统能量传输效率的可行性。最后通过实验验证了本文设计和分析方法的准确性和有效性。     

军港磁谐振式无线供电动态调谐技术分析

磁谐振式无线电能传输具有高效率、灵活性和安全性的优势,利用它来实现军港无线供电具有广阔的应用前景.本文首先建立了磁谐振式无线电能传输系统的互感电路模型,分析了系统特性;在此基础上系统分析了磁谐振式无线电能传输动态调谐技术;最后立足于实际应用提出磁谐振式无线电能传输技术的军港应用亟待解决的几个问题.     

感应式磁传感器的设计

对影响感应式磁传感器的参数进行了分析,给出了线圈匝数最佳值的寻求方法;建立了长方体磁芯退磁场的模型,给出了在弱磁环境下长轴方向上退磁场的变化规律;为了增加传感器两端的输出,提出了在磁芯两端放置集磁板提高磁芯有效磁导率的方法,并给出了有效磁导率的计算公式;对线径大小对线圈电阻、电感和分布电容的影响进行了分析,提出了线径选...     

舰船综合电力系统负载稳定性分析

文章以舰船综合电力系统典型结构为研究对象，利用状态空间平均法分析了负载特性对系统稳定性的影响，并给出了负载稳定的解析判据。在分析中，首次考虑了整流发电机等效内电阻及内电感对系统的影响，分析结果对判断舰船综合电力系统负载稳定性以及指导系统设计具有重要意义，也为整个综合电力系统的静态稳定性分析提供了范例。     

并联Buck变换器均流电感接入方式的仿真研究

Buck变换器并联是工程上常用的增加电源容量的方法,采用在并联Buck变换电路中增加电感从而达到均流的目的。有两种方式,一是电感加在各Buck模块内部,二是电感加在主电路上。本文对并联Buck电路进行了原理分析以及仿真研究,仿真试验验证了两种方法均可不同程度地实现模块均流。     

电容滤波型三相四线桥式整流电路的电压分析

本文对电容滤波型三相四线桥式整流电路的输出电压进行了分析.在考虑了网侧和中线电感影响的条件下,通过对整流过程的分析列解出方程组,进行了数值计算并绘制出整流电压波形.然后由仿真和实验验证了理论分析的正确性.通过和传统三相桥式整流电路比较,证明了该电路在改善输出电压品质方面的作用.     

新式船舶轴带发电并网Z源逆变器

针对当前船舶轴带发电并网Z源逆变器升压能力有限、电感启动电流冲击大、输出电压易发生畸变且输出不稳定、逆变器电容电压应力大等缺点,在传统Z源逆变器基础上研究一种新式Z源逆变器。新式Z源逆变器不仅提高了升压能力,减小了电容电压应力和电感启动电流对器件的冲击,改善了输出电压的品质,还可根据船舶实际使用情况通过改变电感数量来选取合适的逆变器。对新式Z源逆变器的拓扑结构、工作原理进行了详细分析,并比较了在电感数目取不同数值时升压因子、电容电压应力、电感电流应力等参数,最后通过进行仿真验证了新式Z源逆变器的优点,证明了结论的正确性。     

基于有限元的叠层母排优化设计方法

随着开关器件的开关速度逐渐加快,具有低杂散电感特性的叠层母排广泛成为变换器母线与开关器件之间的连接部件.本文以有限元为分析工具,探索叠层母排杂散电感与叠层母排各结构参数之间的规律,凝练出叠层母排的设计规则,并以三电平逆变电源为典型实例进行对比仿真分析,验证了叠层母排杂散参数规律的准确性以及叠层设计规则的有效性.     

转子空内冷励磁绕组的损耗和漏感计算

转子空内冷汽轮发电机中的励磁绕组导条开有轴、径向通风孔,导条轴向截面突变导致电流分布不均匀,这使得以截面电流均匀分布为前提的传统方法计算出的导条损耗精确度不高,且径向开孔后导条的槽漏感无法用传统方法计算。本文采用有限元法计算了导条的损耗和槽漏电感,并与传统方法进行了比较,说明了采用有限元法进行计算的必要性。