电力变压器绕组变形频率响应特性研究

  目的  舰船变压器是大型舰船综合电力系统安全、稳定、可靠运行的关键,故应避免出现严重故障。  方法  基于高级精简指令集计算机（ARM）,构建变压器状态在线监测与故障诊断系统。通过抗干扰和数据处理,用以保证实时、可靠、准确地获取运行状态数据;通过诊断系统数据分析,以准确预测和判断故障类型并报警,从而保证系统及时动作以防止故障扩大化;通过屏幕化显示,用以提高调度员对变压器运行状态的准确把握能力。  结果  Multisim仿真建模分析与现场运行测试结果表明：该系统可以准确采集变压器的运行状态数据,判断故障类型,并实时反馈给集控中心,从而制定合理的控制策略和规划调度方案,保证舰船综合电力系统正常工作。  结论  研究成果可为舰用变压器在线监测与故障诊断提供参考。     

一种舰船磁场信息保护方法

  目的  为了实时获取某舰船外部环境中不同方向的多个磁场信号,用于制定舰船消磁的合适方案及为舰船实现磁隐身提供数据基础,构建一种分布式双环网数据采集系统。  方法  该系统基于ARM嵌入式架构,将STM32F4系列芯片作为微控制器,实时获取现场128个通道的磁场数据,借助以太网通信技术将数据传送至集控中心/上位机。  结果  该系统能够按照既定的处理策略,对舰船各个不同部位的磁场数据进行预处理,然后通过光纤双环网传送到集控中心/上位机供后续处理。  结论  现场运行测试表明,该数据采集系统能够可靠、准确、实时获取现场的多通道、大数据,具有推广应用价值。     

舰船能量管理系统现状及发展趋势

  目的  为了确保某舰船能量管理系统能够可靠、安全以及健康地运行,对数据采集与可视化设计提出了更高的要求。  方法  采用基于VxWorks的Tilcon图形可视化软件进行界面设计,通过UDP通信方案,研究网络架构中的可视化关键技术及其实现方法。  结果  经过工程验证,该方法可解决VxWorks操作系统中可视化系统的实时性与稳定性匹配问题,减少了界面开发的周期,增加了可视化系统的可维护性。  结论  该方法能够成功应用于舰船能量管理的可视化系统,是比较理想的图形界面解决方案,具有较高的推广应用价值。     

分组传送网技术在舰船网络系统中的应用

  目的   目前舰船能量管理系统对以太网通信的可靠性要求非常高,不允许故障时通信被中断。  方法   研究双冗余以太网通信系统的工作机理,利用ARM处理器和以太网控制芯片W5200搭建双冗余以太网通信系统,  结果   实现了在一路网络发生故障或线路受损时,可以自动切换重连,能确保通信系统健康、安全、持续运行。  结论  该冗余通信系统在某舰船样机中得到了验证,具有较高的应用与推广价值。     

基于DPC-GMM算法的船舶燃油系统故障诊断

  目的  船用设备的供电电压经常发生波动,现有的稳压方案经济效益和可靠性低,亟待研发适用于恶劣工作环境的自动配电设备。  方法  设计基于双向晶闸管与调压变压器的三相串联调压装置,通过控制双向晶闸管组件的投切方式,即可调节电压的幅值及方向。针对该调压装置的3种故障模态,分析其故障诊断方法和处理方案,并开展仿真验证实验。  结果  结果表明：该设计可以仅参考输入电压进行双向晶闸管组件投切,从而实现输出电压的调节、稳定功能。当晶闸管组件的H桥发生断路故障时,仅对装置的调压效果产生影响;当变压器高压侧的短路晶闸管发生断路故障时,将可能在变压器高压侧感应出大电压或在低压侧产生冲击大电流,进而对装置造成损害;当晶闸管组件发生短路故障时,若等效为变压器不补偿工作,对装置没有影响;而若等效为变压器短路运行,将可能在整个回路中产生冲击大电流,进而危害装置和用电设备。  结论  该设计方案将调压变压器直接串入供电回路之中,故其调压反馈效果较为显著;采用性价比更高的双向晶闸管作为交流开关,并采用所提出的故障诊断技术,可有效提升调压变压器的可靠性和使用寿命。     

嵌入式Internet技术在舰船上的应用

\t  目的   \t随着舰船综合电力系统（Integrated Power System,IPS）电气化水平的不断提高,舰船实时获得设备信息和实现智能化控制是保证设备安全稳定运行、正确决策的前提。\t  方法   \t搭建基于双CPU的双以太网与双RS-422交互通信系统,研究该系统的硬件和软件实现方法。\t  结果   \t在发生故障时能够快速切换到备用网络,从而保证现场信息的实时传输,增强系统的抗干扰能力和通信可靠性。\t  结论   \t该通信系统在舰船综合电力能量管理系统、分布式变电站、电力电子变换装置和工业现场监控系统等需要实时在线监测和数据传输的场合具备较高的使用价值。     

基于WC粒子掺杂改性提高碳/铜复合材料综合性能研究

碳/铜复合材料广泛应用于轨道交通、机械制造及航空航天等领域，但由于界面间的天然不润湿性导致液相浸渍制备过程中容易形成气隙缺陷，影响复合材料的性能。将碳化钨(WC)粒子作为第三相引入传统碳/铜两相体系当中，研究掺杂改性对复合材料结构、元素、润湿性能的影响，并建立两相流有限元仿真模型，研究铜熔体在多孔碳基内部的微观渗流行为。结果表明，通过引入少量的WC粒子可以明显改善界面间的润湿性能，提高流场的均匀性。经计算，在基体中随机掺杂适量WC颗粒使碳/铜复合材料的气隙率减少3.11%,最大速度减少0.27 m/s,平均速度增加0.05 m/s。     

T2T和T2G混合网络中的功率分配算法

现有功率分配算法大多基于理想信道状态信息(CSI)实现性能优化，在列车对列车(T2T)双移动端通信场景中并不适用.针对城市轨道交通系统T2T和车地(T2G)混合网络场景，引入CSI反馈延时，研究非理想状态时仍可保障通信质量的功率分配算法.考虑单蜂窝用户复用单T2T用户对情况，以T2G用户传输速率总和最大化为优化目标，构建多约束条件下的功率分配模型.首先，根据分步思想将非凸模型简化为最优分配功率计算和最佳复用用户匹配2个子模型；其次，利用线性规划分析可行域内目标函数的最优解及最优值，并通过二分法求解最优分配功率；最后，筛选出可行复用对集合后，利用匈牙利算法进行二分图匹配.仿真结果表明：该算法兼顾城市轨道交通系统中T2T通信中断概率约束和T2G用户传输速率，且可实现1.0 ms内的CSI反馈延时.     

基于改进遗传算法的车车直接通信毫米波喇叭天线研究

现有车载天线不适用毫米波通信系统，因此亟须研究适用于车车通信系统的毫米波天线。首先，对比现有喇叭天线的特点，确定圆锥喇叭天线为车载天线，通过等效源法求得天线的远场辐射方向图，根据设计要求确定天线的中心频率和增益；其次，基于传统经验公式和电磁仿真软件HFSS进行建模仿真，得到天线的特性参数，通过仿真结果对比得到喇叭天线的开口直径和波导尺寸对天线电压反射系数的影响；最后，利用改进遗传算法对天线进行结构优化，使得波导尺寸和开口直径参数达到最优。结果表明：在天线主频率下，优化后的天线增益为22.2 dB，电压驻波比为1.01，并有较好的方向性，满足车车直接通信系统中车载天线具有较高增益和较强端射能力的要求。     

波流作用下高桩码头动力响应试验研究

针对外海工程地质环境，以高桩码头为研究对象，设计波流作用下水槽试验方案，开展波流作用下高桩码头动力响应的试验研究，还原了高桩码头真实的使用环境，探讨高桩码头桩身内部响应差异，分析自由场与桩周土孔压和加速度的响应关系。结果表明：1)高桩码头各桩响应差异明显，顺波流方向桩身所受动水压力逐渐减小，桩身弯矩前排桩大于后排桩，中间桩大于两侧桩；2)面板位移和加速度呈周期性变化，扭转随波流作用逐渐减小；3)土层加速度和孔压随波流传播和埋深增加逐渐减小，群桩的存在会增大土层加速度、减小孔压；4)高桩码头设计时，应适当提高中间桩的强度，重视对表层海床土的加固。研究成果可为高桩码头的设计和维护提供一定的参考与借鉴。