继电保护虚拟仿真实验平台的设计与实践

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电力系统继电保护具有内容宽泛、原理复杂、学习难度大等特点.为提升学生对继电保护原理的理解,提高教学质量,设计了基于电力系统计算机辅助设计电磁暂态软件的继电保护虚拟仿真实验教学平台.该平台采用PSCAD/EMTDC虚拟仿真技术,开设了继电保护理论验证型实验和综合设计型实验.实验手段先进,方法灵活,操作方便,有效地调动了学生的学习积极性,培养学生的实操能力和创新能力.
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在无损检测实验教学过程中,为帮助学生更好地理解交流电磁场检测原理,设计一种低功耗、轻量级的嵌入式交流电磁场检测实验系统.系统主要由探头和仪器组成,仪器主控采用STM32微控制器,将RT-Thread实时操作系统嵌入主控,开发适用于单片机的检测软件,设计电源、信号发生、信号调理等电路及探头,形成一套嵌入式交流电磁场检测实验系统.以不锈钢试块为检测对象,对实验系统进行性能测试.结果表明,嵌入式仪器实现了交流电磁场检测实验系统高精度的目标,可实现结构裂纹高灵敏度检出,具有良好的实验指导意义与现场应用适用性.
基于平顶山煤不同赋存深度下煤岩试样三轴压缩试验结果,分析了煤岩破坏过程中能量演化特点及深度特征,提出新的脆性度指标并进行了煤岩脆塑性分析.研究表明,随着赋存深度增加,煤岩破坏前后产生的耗散能、峰值应力处储存的可释放弹性能、峰值应力后残余的弹性能均呈增长趋势,煤样破坏时释放的弹性能呈减小趋势;不同赋存深度煤岩变形破坏特征峰前以脆性为主,峰后以塑性为主.随赋存深度增加,煤岩峰前的塑性特征和峰后的延性特征均更为明显.
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通常电动汽车充电桩前级整流模块为VIENNA整流器.针对VIENNA整流器的输出侧易受负载变化、功率突变、电压纹波及系统内部所产生的扰动影响,导致输出直流电压不够稳定的问题,提出了一种改进型自抗扰控制,应用于整流器双闭环控制中的电压外环控制.该方法是将传统自抗扰控制的扩张状态观测器(ESO)替换为降阶的广义比例积分观测器(RGPIO),解决了传统的自抗扰控制中ESO只适用于恒定或缓慢扰动估计的缺陷,使系统能够实时主动估计和消除各种扰动及时变的不确定性,增强了整流器的抗干扰性能,实现输出电压基准跟踪.通过M
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设计了一款成本低、安装灵活且技术成熟的驻极体电容式水听器电路,搭建了水声信号采集实验平台,以测试水声设备试验中水听器是否处于正常工作状态,并借助Adode Audition软件进行水声信号采集、存储以及回放.通过接收信号时域波形及其频率分析和事后回放,分析不同信号调理电路增益、不同通信距离下水声采集信号波形及频率特性变化.实验结果表明,水听器处于正常工作状态,满足传感器工程应用需求,采用水听器放大电路增益为237.6时采集到的信号波形质量更优,且在相对较远通信距离下,水听器采集的信号波形及其频率特性仍满足
微电网的电能质量对于微网系统的稳定性、经济运行有重要影响,SHAPF补偿系统应用于微电网时需要进一步优化容量和稳定性.针对两种SHAPF补偿系统进行了研究,建立系统等效电路模型,对主电路关键参数进行优化设计,可有效减小有源部分的容量和成本.针对传统控制方法存在的开关损耗大及动态跟踪性能不足的问题,提出一种双闭环控制系统,电压外环采用自整定模糊PI控制,电流内环采用动态滞环控制,提升了SHAPF的稳态精度和系统响应速度.通过Matlab仿真验证了两种混合补偿系统均具有优良的滤波效果,是适用微电网电能质量治理
秉承“绿色、安全、创新、健康、共享”的设计理念,针对目前市场上主流的手动与电动颈椎牵引椅存在不能根据使用者个体差异提供最佳牵引力、牵引时间等问题,开发了一款由液压系统控制颈椎牵引过程自动化的共享型自动颈椎牵引椅.根据用户身体特质自动设定最佳颈椎牵引参数,提高对使用者的牵引效果,拓展设备的应用范围.通过Matlab软件对液压控制系统进行仿真,结果表明,液压控制系统对压力阶跃信号的响应灵敏、超调量小,能满足系统对快速性和稳定性的要求.
采用Matlab/Simulink设计了电力系统故障下行波提取仿真实验方法.以直观波形图而非抽象理论分析,展示了正、反向行波模分量及其反射系数/折射系数在故障过程中的变化特征.用曲线说明了行波模分量及其反射系数/折射系数携带着重要故障信息,不仅可用作继电保护判据,还可辅以模式识别方法用于故障类型识别.仿真实验方法可用于应用型本科和高职院校的科研和教学,易于学生掌握和转化为技能,程序可经Matlab Coder转化为C/C++子程序,为应用程序调用,缩短技术人员的开发时间.