2024, 65(9):1-3, 7.
摘要:作为数据结构中的核心算法之一,深度优先搜索算法可用来解决课程安排和工程进度问题,以及判断图中是否有环等连通性检查,但这些案例相对复杂。对于计算机低年级学生,案例虽然有实践意义但不便于理解,因此,针对该情况展开了研究。首先介绍深度优先搜索算法,然后引入兔子吃草作为案例,并对算法进行建模,最后用UML技术和面向对象Java语言进行实践。提供的案例可帮助计算机专业的学生理解深度优先搜索算法,也可为在计算机工程与应用领域的科技者提供一定参考。
2024, 65(9):4-7.
摘要:针对油田自然环境恶劣、点多、面散、开发潜力低、用工紧张等现实问题,将油田生产工艺与远程监控、设备信息化相结合,通过工艺流程优化及改造、现场远程监控完善、通信网络隔离、人机界面开发等方式,达到联合站以下站点的无人值守目的。该方法实际应用效果显著,达到了提高生产管理效率、降低现场操作安全风险与劳动强度等目的。
2024, 65(9):8-14, 18.
摘要:模型预测控制由预测模型、滚动优化、反馈校正3大部分组成,其研究思想来源于工程实践,是社会需求和工业技术发展的产物。理论渊源及基础是最优控制与系统辨识,理论研究及算法实现的核心是结合预测控制方法特征进行控制问题的在线约束优化与系统性能保证,可满足模型精度不高、多变量、有约束的复杂对象的高品质控制要求。简要阐述了预测控制的理论框架、数学描述及类型,简要梳理了研究发展历程,归纳了近阶段预测控制领域的相关理论研究与工程应用,最后梳理了预测控制应用软件的更替历程。
2024, 65(9):15-18.
摘要:随着计算机技术、5G网络技术、工业互联网技术和先进智能制造等技术的快速发展,传统制造正向智能制造方向转化。结合Web GL的三维引擎库Three.js和Blender建模软件建模叠装机器人及生产工位,并通过MATLAB仿真数据作为模型数据输入,完成对Web机器人冲片叠装的轨迹规划仿真,并验证机器人模型仿真轨迹的准确性。
2024, 65(9):19-21.
摘要:无人机低空遥感网是以无人机智能基站为载体,地理空间智能算法(GeoAI)为核心,集成不同的无人机、传感器和机载AI计算模块,构建全空间GIS框架下空地一体的协同组网模式,实现高频次、全自动、立体化监测的一种组网遥感观测技术。针对传统无人机巡检系统存在的痛点,提出了一种基于无人机低空遥感网的智能巡检系统架构。通过研究该系统架构,可以实现对电力设备的高效巡检,提高巡检效率和可靠性。此外,该架构具有灵活性和可扩展性,能够适应不同规模和复杂度的电力系统。
2024, 65(9):22-24, 29.
摘要:针对煤矿井上变电站传统工人定时巡检效率较低、工人劳动强度大、巡检结果不准确及潜在异常难以及时发现等问题,研究了煤矿井上变电站智能巡检机器人系统,提出了一种轮式行走机构的智能巡检机器人系统,并通过自身搭载的多种智能传感器实时采集井上变电站的运行参数,利用无线Wifi模块将数据上传到上位机监控系统,实现了对变电站运行状态的实时远程监控。同时,完成了智能巡检机器人硬件系统设计,采用模块化设计思想编写了控制系统程序。现场应用表明,煤矿井上变电站智能巡检机器人可代替3~5人完成变电站的巡检任务,并可准确识别变电站的巡检任务,将现场采集的图像高清上传到上位机,实现变电站的远程监控,异常识别响应时间不超过1.24 s,每年可节省人力成本50万元左右,取得了满意的应用效果,非常具有推广前景。
2024, 65(9):25-29.
摘要:针对传统电力电缆特征提取方法存在信息冗余及故障模型诊断不精准的问题,提出了一种基于混沌系统和离散小波变换的卷积神经网络的故障诊断算法,即采用离散小波变换对采集的局部放电信号进行滤波,采用洛伦兹混沌系统建立动态误差散布图以提取故障特征,最后通过卷积神经网络(CNN)进行故障识别。结合4种典型电力电缆绝缘故障及测试平台进行验证,结果表明,所提算法能够快速准确地识别电力电缆的故障状态,识别准确率达到97.5%,证明了所提算法的可行性和有效性,其能够为电力电缆的故障诊断提供一定的参考价值。
2024, 65(9):30-34, 41.
摘要:针对鲸鱼优化算法(WOA)求解路径规划问题时存在收敛慢、精度低以及局部最优等缺陷,提出一种自适应动态鲸鱼优化算法(ADWOA)来实现对路径的合理规划。首先,引入改进后的Circle混沌映射提高初始种群质量;然后,使用非线性收敛因子和自适应惯性权重平衡算法的全局寻优和局部寻优,加快算法收敛速度;最后,使用动态的螺旋更新系数,提高算法跳出局部最优的能力。通过仿真实验验证了自适应动态鲸鱼优化算法在机器人路径规划时的有效性。
2024, 65(9):35-38, 44.
摘要:发动机生产涉及机加和装配过程,其间会产生大量的测量和拧紧数据,从数据产生、数据采集、数据计算、数据展示等多维度进行分析,设计一种制造过程质量数据的管理系统。该系统着眼于发动机全过程的制造数据,进行了有益的创新尝试。结合发动机工厂质量管理的特点,分析质量管理过程业务的不同需求,总结系统功能的技术要求,创造性地抛弃了传统表格式数据的分析方式,结合全新数字化软件的开发架构,实现了页面“可见即可点”的质量数据分析。系统对生产过程产生的问题进行自动触发预警,引导用户进行过程能力分析,在系统中实现问题的闭环管理。该质量数据分析系统与业务相结合,在管理方面提出了多种创新性的分析方法和管理实践。
2024, 65(9):39-41.
摘要:为实现制氮控制系统的智能化控制,提升工作效率,设计了制氮自动化控制系统。该系统组网以S7-300为核心、Profibus-DP为总线,通过Modbus协议获得高低压开关柜的电压电流功率等信号,并增加上位机系统实现数字化监控管理,以实时掌握系统的运行情况。经应用,该监控系统显示直观,能够实现系统的整体自动化控制以及无人值守,操作及维护简单,实时性高。
2024, 65(9):42-44.
摘要:设计了一种基于三菱PLC的产品分拣系统,并介绍了系统的基本流程、硬件设计以及软件设计。该系统通过1个读码器和1个编码器的组合来判断产品应前往的通道,并能将不同的产品正确且高速地分拣至4条对应的通道,大幅降低了人工作业成本,显著提高了企业生产效率。
2024, 65(9):45-46, 51.
摘要:由于核电站常规岛厂房设计的特殊性,地面以上厂房的大部分外墙由钢板搭建,加上厂房内管道和设备布置复杂,因此,射线探伤对蒸汽厂房区域的辐射影响较复杂。分析常规岛射线探伤对蒸汽厂房的影响,并提出了防护对策。
2024, 65(9):47-51.
摘要:针对弹载永磁同步电机伺服控制系统,建立了表贴式弹载永磁同步电机矢量控制模型,设计了基于变指数趋近率的模糊滑模控制器。该方法将模糊控制思想引入滑模控制策略,通过模糊控制器动态调整滑模趋近律的相关参数,显著提升了系统的响应速度,同时有效削弱了滑模控制引起的抖振。最后,在MATLAB/Simulink平台对该方法进行了仿真。由实验结果可知,与传统的PI控制器相比,所提模糊滑模控制算法在提升系统响应速度方面具有显著优势,且展现出了较强的鲁棒性,完全能够满足系统对控制精度的严苛要求。
2024, 65(9):52-54.
摘要:氢气能帮助人体保持健康,其机理是氢具有理想的抗氧化能力,能中和带走人体内恶性自由基。以吸氢机为对象,针对其功能特点设计开发了基于STM32的吸氢机控制系统,该吸氢机控制系统具有水箱水位检测、纯水TDS检测、倾倒检测、水箱消毒、电解槽电源控制、电解槽电压检测、电解槽散热以及显示等功能。经过测试验证,该控制系统能够在吸氢机上长期稳定运行,便于用户交互操作。
2024, 65(9):55-57.
摘要:作为锅炉中重要的构件之一,吹灰器对于保障锅炉稳定、安全持续运行具有十分重要的意义。为及时排除吹灰器故障,需开展对锅炉吹灰器状态实时监测系统的设计研究。确定不同类型的锅炉吹灰器及其技术参数,通过系统硬件构成、系统网络配置设计、锅炉吹灰器状态判据参数设置、锅炉吹灰器状态实时展示,设计一种新的监测系统。新系统可以帮助厂区运维人员有效管控锅炉吹灰器,降低因吹灰器失效导致的非正常停机概率以及运行和维修费用,经济效益显著。
2024, 65(9):58-60.
摘要:介绍了以汇川H5U型PLC为核心的自动控制系统方案,通过EtherCAT通信协议将PLC程序中的运算数据发送至SV660N伺服驱动器,驱动器进一步运算数据实现控制汇川伺服电机的精确运转,从而实现铣刀机构沿着X轴和带角度Z轴导轨进行直线运动。系统通过Modbus协议控制MD310变频器实现锯切和铣削电机旋转速度可调。采用Autoshop软件设计PLC程序,通过汇川IT7100E触摸屏开发人机界面。经现场调试,该自动锯切铣削控制系统可稳定运转。
2024, 65(9):61-63.
摘要:传统的水泵房需依赖人工来完成操作,操作难度大、工作效率低,为此,设计以PLC为控制核心的水泵房远程无人值守监控系统,通过PLC监测各数据信号,控制水泵启停、电磁阀等执行器,以触摸屏作为主要显示设备,并对系统设备、软件进行设计选型。经水位监测、报警功能、水泵轴温及历史数据查询等性能测试,验证该监控系统能满足使用要求,实现无人值守。
2024, 65(9):64-67.
摘要:针对烟厂物流智能化系统效率较低的问题,开发了一套烟厂智能化升级的物流车辆全流程自动化管理系统。该系统能够自主接收和执行路径及动作信息,自动完成对接、取货、行走、放货等系列操作。结果表明,应用该系统有助于提升工厂的整体运营效率,降低成本,提高安全标准,并推动企业的数字化转型和智能化升级,显著提高烟厂的智能化水平。
2024, 65(9):68-69, 77.
摘要:余热回收利用是企业实现节能减排的重要手段。介绍了球墨铸管行业中一种退火炉余热回收利用系统。该系统利用PID控制技术,通过自动控制电动阀门开度,实现了生产线上砂芯烘干炉、外涂预热炉、外涂烘干炉等设备按照工艺温度利用退火炉的余热。连续实际生产证明,该系统运行达到预期,且节能效果显著。
2024, 65(9):70-73, 77.
摘要:为了让全钒液流储能系统安全可靠运行,控制模块需要具有数据采集、存储、运算和通信等功能。随着国产MCU的稳定与成熟,以国产芯片为核心的控制模块已逐步在储能行业得到应用。按全钒液流储能系统对控制单元的要求,结合国产芯片APM32系列的特点,设计了以APM32F4为核心,以数据采集和通信为主要功能的硬件电路及软件。对设计的电路和软件进行了数据测试,测试结果证明,该设计完全可以满足液流储能控制系统的预设应用要求,并可扩展更多应用功能。
2024, 65(9):74-77.
摘要:在我国“双碳”政策的驱动下,可再生能源地有效利用成为备受关注的话题。通过在分体空调室外机上设置不同测量点,测量室外机产生的废弃风能,获得了室外机风能在空间的分布规律曲线及拟合函数。研究表明,室外机产生的风能受测量点与空调外机风扇中心点距离的影响,随该距离的增大呈抛物线的变化规律。其可为有效回收室外机废弃风能提供相对最佳的空间位置,为可再生能源的利用提供新颖的角度。
2024, 65(9):78-80.
摘要:我国新能源汽车的关键零部件对外依赖程度较高,特别是在IGBT模块芯片方面,与先进国家技术实力相比,我国还存在明显差距。因此,相关行业人员应深入研究IGBT技术,推动IGBT技术快速进步,以使我国新能源汽车真正摆脱外国芯片。先分析新能源汽车产业现状,并指出新能源车用IGBT模块封装技术特征,再重点探究技术的应用与发展,以期为相关行业人员提供参考。
2024, 65(9):81-83.
摘要:风力是自然界清洁可再生能源,利用风力发电能够有效解决煤炭等化石能源发电污染的问题。但由于风速波动等原因,风力发电具有随机性、突发性、不确定性的特点,这影响了配电网中三段式保护动作的可靠性。对此,提出了一种基于线路两端电流频率差的方法以确保线路保护可靠动作,并在PSCAD仿真软件中建立模型分析验证了该方法的有效性和可行性。结果表明,在不同风速线路故障及不同线路故障类型下,该保护方法均能够有效可靠动作,并且可以根据保护动作情况判别故障大致发生位置,具有较强的适应性。
2024, 65(9):84-87.
摘要:以清扫机器人为研究对象,阐述一种双向行走的光伏电站清扫机器人的设计。该清扫机器人采用框架结构的轻量化设计,能实现2个垂直方向行走的切换,智能高效地完成光伏电站的清扫。清扫机器人行走的方向分别为清扫的行走方向和换位移动方向。清扫的行走方向是机器人在清扫时运行的方向,行走方式为多履带行走;换位移动方向为机器人在改变清扫位置时移动的方向,将清扫机器人从已清扫的位置移动到新的清扫位置,进行下一轮清扫工作,换位移动的行走方式采用履带行走。清扫采用螺旋结构的滚刷,刷毛清扫,完成清洁和灰尘引导,滚刷在清扫机器人双侧布置。双向行走的光伏电站清扫机器人机身安装有传感器,结合红外摄像头图像识别技术和5G通信功能,其可自主规划路线,自动清扫,也可在夜间安全高效地完成光伏电站的清扫工作。
2024, 65(9):88-90, 96.
摘要:现行方法在光伏组件老化程度检测中的应用效果不理想,检测结果与实际情况一致性系数较低。针对现行方法存在的不足和缺陷,提出基于多特征融合的光伏组件老化程度自动检测研究。根据光伏组件老化环境下的输出特性,选择光生电流、等效串联电阻和并联电阻作为老化参数,提供标准测试并提取老化参数,通过融合光伏组件老化特征参数,量化老化程度,确定老化等级,以实现基于多特征融合的光伏组件老化程度的自动检测。实验证明,所提方法检测结果与实际情况的一致性系数在0.95以上,在光电工程检测领域具有良好的应用前景。
2024, 65(9):91-93, 99.
摘要:为提高分布式光伏发电系统的功率输出和电网的可持续性,优化电网的系统效率和质量,防止三相不平衡带来的设备损坏和传输损耗,首先计算了光伏接入下分布式配电网的无功功率和无功补偿容量,完成了分布式配电网的潮流计算,基于此,改进灰色关联算法,设计优化流程步骤,实现分布式配电网三相不平衡的自适应优化方法。结果显示,与已有研究方法相比,该方法使配电网参数更稳定,显著优化了分布式配电网的电压和电流稳定性。
2024, 65(9):94-96.
摘要:设计了一种基于深度学习的地下空间机电设备智能维保系统。该系统采用堆叠降噪自编码器作为核心的故障检测模型,通过学习设备运行数据的内在规律,以实现对潜在故障的有效检测,基于检测结果及时对机电设备实施维护措施。结果表明,该系统在各种地下空间机电设备的故障检测任务上呈现了良好的性能,具有较高的应用潜力。
2024, 65(9):97-99.
摘要:研究了基于RFID技术的智能家居感知系统,提出了一种综合识别和定位算法,并使用Java语言开发了相应的Android应用软件。该系统包括移动终端、云服务、RFID阅读器、ZigBee节点等多个组件,通过RFID技术实现对家居环境中各类节点的智能感知。在APP主页中,其实现了搜索、放大、缩小、上层、下层等功能,使用户能便捷地管理和感知家庭环境。
2024, 65(9):100-102.
摘要:为了解决传统接地电阻测量工作存在的测量数据不便、记录不准确、数据利用不深入等问题,对接地电阻测量仪进行智能化改造,设计开发数据采集模块连接接地电阻测量仪及土壤电阻率测量仪,将接地电阻测量工作与土壤电阻率测量工作结合,简化接地电阻测量工作流程,转变数据测量及录入工作模式,将接地电阻数据与土壤电阻率结合,并实现测量数据的全自动化读取录入,将工作向智能化、自动化方法引领,使得数量庞大的测量数据可以表达更多内容,更大化发挥数据的作用,使得数据联动性更强、可分析性更高。
2024, 65(9):103-105, 108.
摘要:综采工作面采煤机截割部是煤炭生产的重要组成部分,具有较高的故障频率,且其维护活动成本高、耗时长。煤炭企业迫切需要一种有效的采煤机截割部故障监测系统。针对此问题,将综合重要度(IIM)引入故障树分析方法中,以识别采煤机截割部的薄弱环节。开发了一种基于IIM的故障树分析方法的监测诊断系统,以确定采煤机截割部的关键故障。以XX煤矿MG400/930-WD型采煤机为例,通过IIM排序,可确定轴承磨损为关键故障原因。为验证所提方法的有效性,采用径向条形图分析了4种重要性测度的相对值分布,并通过平均精度评价了不同排序的准确性。结果表明,IIM能明确区分底事件的相对重要性,IIM排序的平均准确率为94.52%。因此,所提方法能准确有效地识别关键故障原因,且有限的资源应优先考虑IIM较高的底事件。
2024, 65(9):106-108.
摘要:煤矿开采过程中需要使用大量机电设备,有效管理这些机电设备可使机电设备在煤矿开采作业中发挥最大作用,确保整个煤矿开采工作顺利进行。因此,现代煤矿企业应开发性能良好、功能完善的机电设备管理系统,以提升机电设备管理效果。基于此,通过分析煤矿机电设备管理系统需求,提出一种机电设备管理系统设计方案,并通过系统测试的方式,验证该系统的应用效果。通过验证发现,该系统功能符合预期要求,可将其应用到实际中。
2024, 65(9):109-111, 114.
摘要:针对选煤厂用带式输送机胶带接头硫化过程中参数影响特性复杂、加热板温度和电磁特性规律不明确等问题,在分析带式输送机接头硫化工艺原理的基础上,搭建了带式输送机接头电磁感应加热硫化数学模型,并利用COMSOL multiphysics软件对带式输送机接头硫化加热板温度参数进行了仿真研究。结果表明,电磁感应加热后输送带粘合强度提高了3.85%,而电磁加热板与线圈的距离越近,表面温度分布越不均匀,且采用线径较大的线圈可以得到更好的硫化效果,硫化后表面质量更高。
2024, 65(9):112-114.
摘要:为进一步探究煤矿采煤机截齿疲劳寿命特征,针对应用较多的MG556型煤矿采煤机截齿部位进行研究。首先,根据设计图纸建立仿真分析模型并明确模型参数。其次,应用有限元分析方法,并基于静力学分析原理,分析截齿的应力、应变、疲劳损伤情况,以实现疲劳寿命预测分析。经验证,本次疲劳寿命预测分析结果与实际情况的契合度较高,表明本次研究具有一定的现实意义。
2024, 65(9):115-117, 121.
摘要:在企业调研和实践过程中,发现企业针对颗粒或粉剂的罐装会采用包装袋进行盛装,但现有的灌装机对包装袋形式的罐装自动化程度低,上料及袋口的打开往往依赖人工,并在罐装过程中缺乏对包装袋的支撑,包装袋易出现倾倒的情况,封袋的过程中热封条的温度不易进行控制,导致封袋的质量较差。为解决此问题,深入研究灌装机结构和原理,研发了一种电气自动化灌装给料装置。结果表明,该装置能实现自动化的上料、扩袋、支撑、罐装、下料以及封袋,大大提高了罐装效率及罐装的稳定性。
2024, 65(9):118-121.
摘要:基于主成分分析法设计了一套能精确寻找穴位的按摩装置,以替代中医按摩师进行风池穴按摩。首先,基于风池穴位于人脑后部中心、距离颈部最低点两侧的距离为手掌4指宽度1/2的特征,应用激光测距传感器、步进电机、直线位移传感器进行人后脑颈部最低点搜索并在后脑特定区域进行三维建模。然后,应用主成分分析法计算建立的三维模型应用风池穴周边点云的曲率及其法向量,得出按摩头的位置和摆角角度。最后,该装置将按摩头以计算的摆角角度移动到对应位置进行按摩。
2024, 65(9):122-124.
摘要:冷却液是数控机床零件加工过程中的重要组成部分,可以提高零件加工光洁度。在加工过程中产生的各种粉尘、杂质会随冷却液系统循环,在水箱内积存造成冷却液腐败变质、发臭。为此,设计了一种数字孪生冷却液系统,并研发了一种将过滤与离心分离相结合的冷却液净化装置。该装置使用物理方式净化冷却液中的污染物,保护冷却液不产生新物质。经过水质指标的仿真试验验证,结果显示,该冷却液净化装置可以改善水质,具有良好的净化效果。
2024, 65(9):125-127.
摘要:针对传统方法不易在线准确识别采掘设备截齿工作过程中的损耗状态问题,提出一种基于集合经验模态分解(EEMD)和自适应遗传算法-支持向量机(AGA-SVM)相结合的采掘进机械截齿损耗程度的诊断方法。首先,利用EEMD对截齿不同磨损程度状态下的振动及声发射信号展开分解,获得内禀模态函数(IMF);然后,将IMF分量作为特征向量输入IAGA-SVM诊断器;最后,优化核函数的参数及惩罚系数,并用所提模型对特征向量进行分类。结果表明,该方法可精准诊断采煤机截齿损耗程度状态,与SVM、GA-SVM相比,其有更优越的时效性和准确度。
2024, 65(9):128-130.
摘要:提出了一种低成本、简易锚钩发射装置设计方案。该方案采用一种新的击发方式,以高压气体为能源,经大小气腔压力差作用使活塞杆后坐,完成击发。数值计算了身管长度、气腔容积与初速之间的变化关系,对身管和气室进行了静力学仿真分析。结果表明,身管长度、气腔容积与初速之间成正相关,身管和气室的最大变形量、最小安全因子均满足要求,膛口初速可达43.4 m/s,能满足极端条件下海上救援、攀爬引缆的功能,且大幅减轻了锚钩发射装置的质量,便于单兵作战。
2024, 65(9):131-133, 137.
摘要:针对矿用皮带机传统工人巡检方式存在的工人劳动强度大、巡检效率低、检测结果不可靠以及事故隐患难以及时排查等问题,在分析矿用皮带输送机常见故障和特征识别机理的基础上,提出了矿用皮带机智能巡检机器人系统。首先,采用模块化驱动设计,使得巡检机器人系统具有体积小、结构紧凑和爬坡度大等优点。其次,对硬件系统选型和软件算法进行编程,应用红外热成像和高清视频技术精准识别皮带输送机打滑、跑偏、纵撕和托辊损坏等异常。最后,采用数据智能处理算法将现场采集的视频、声音和温度等物理信号集成回传到上位机监控系统,对异常进行自动报警并生成历史记录。现场应用表明,智能巡检机器人系统对托辊异常的识别仅用时2.83 s,故障识别准确率高达98.7%,取得了满意的应用结果。
2024, 65(9):134-137.
摘要:体外诊断试剂卡被广泛应用于医院检验,特别是在流感、甲流期间,各大医院对体外诊断试剂卡的需求明显增加。试剂卡的厂商主要依靠大量的人力组装产品,在短时间内生产大批量产品,操作人员的熟练程度和责任心直接关系试剂卡的质量。通过引进自动化设备,有效解决人力问题和产品质量问题,提高对应的产能。自动理料装袋机能准确地将试剂卡理平并计数,解决了人工理料慢且工作重复性高的问题。主要阐述了自动理料装袋机的设计方法及体外诊断试剂卡的装袋方法。通过设计自动装袋机,实现了理料、自扎带、取预装袋、检测是否漏卡、装干燥剂、开袋、热封、称重及踢除不良品等自动化工艺以及试剂卡的自动装袋。
2024, 65(9):138-140, 143.
摘要:压缩机是气田开采、气体集输的核心设备,压缩机的故障诊断对基层生产具有重要影响。为进一步提高涪陵页岩气田压缩机的故障诊断效率,在梳理现场压缩机故障类型、分析故障成因的基础上,构建智能诊断系统,实现对压缩机动态压力、振动、温度等方面的主要故障诊断,并通过构建多元信息融合的复合诊断模型,完成对典型故障的自动预警。结果表明,研发的压缩机故障智能诊断系统可自动诊断涪陵页岩气田压缩机压力异常、壳体振动异常、温度过高等典型故障,实现了故障的智能诊断预警,具有应用推广价值。
2024, 65(9):141-143.
摘要:探讨了智能电表硬件设计中实现低速光耦高速通信电路、谐波检测、防强磁和磁检测功能的设计方案原理和实现方法,通过详细的分析,提出在智能电表设计过程中的关键点并予以解决。
2024, 65(9):144-146, 150.
摘要:现有家用微压氧舱功能单一,只能吸氧,体验感差,无视频监控语音通话、体征监测、大数据统计、养生雾化等功能。针对这些问题,提出了吸氧雾化诊疗监控语音一体家用氧舱,其既可以吸氧,又可以加入雾化液,还配备了按摩椅和医疗级别的智能体征监测手环,记录吸氧过程和人体健康状况,以进行横向和纵向对比,生成每日健康表。使用大数据与同龄其他人进行比较,配备了高清平板电脑,并具有语音识别功能,用户可通过带唤醒词的语音控制氧舱基本操作。其安装了可以视频通话功能的摄像头,其可远程查看与通话,极大地提高了用户体验感,功能更丰富。
2024, 65(9):147-150.
摘要:在智能膜式燃气表自动化生产过程中,根据工艺要求,需对基表进行通气规整,即模拟燃气表实际工作时的状态,从入口处通入一定压力的空气,使计数器正常计数至预设数值时停止通气。提出并设计了一种基于光学字符识别(OCR)技术和PLC控制的设备。该设备可以自动读取计数器数值、自动通气使基表计数至预设数值,同时,该设备能将带有计数缺陷的基表进行标记和报警。
2024, 65(9):151-154.
摘要:芯片工艺中存在许多不确定因素,导致其缺陷类型众多,且缺陷特征难以定义。传统的缺陷检测方法容易出现漏检、误检及准确性欠佳等弊端,为此,提出一种以YOLOv5为基础的新型集成电路表面缺陷检测算法。首先,在YOLOv5网络结构中融入注意力机制,以更好地识别芯片表面缺陷;然后,引入较为复杂双向融合网络BiFPN与ASFF,得到4种改进模型;最后,将4种模型进行对比,以获得芯片表面缺陷检测的最优模型。与原始YOLOV5模型相比,4种新型网络模型均展示出显著提升。其中,使用CBAM注意力机制和BiFPN特征融合网络模型的mAP获得了0.723的最大值。
2024, 65(9):155-157.
摘要:与电压型或者电流型传感器不同,纯阻型传感器作为无源器件,在采集时需要避免偏置电压和偏置电流对其产生的影响。一些特定医疗传感器的阻值变化往往是微弱且高阻态的,因此,设计了合适的采样电路,以确保采样范围和可采集度。
2024, 65(9):158-160.
摘要:桥梁桩基础是桥梁工程质量的重要保证,其状态直接影响桥梁的安全性能。针对桥梁桩基础存在的裂缝、腐蚀、沉降等问题,无损检测技术提供了有效的检测手段。以无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用为切入点,分析了常见的桥梁桩基病害,提出了超声波检测、红外线成像检测等无损检测技术,旨在为桥梁桩基础的状态评估和病害检测提供参考。
2024, 65(9):161-163.
摘要:如何提高智能网联汽车仪表界面的使用可靠性、改善其人机交互质量,是目前汽车行业面临的主要问题之一。首先,从车辆自动驾驶以及车联网智能终端使用的角度出发,挖掘智能网联汽车对仪表界面设计的要求,然后,讨论了汽车仪表界面的设计原则及仪表界面交互流程设计,最后,设计了汽车仪表人机界面,以提升用户的驾驶体验,保证了汽车的行驶质量。该设计对未来智能网联汽车仪表的人机交互界面的设计研究具有一定的借鉴意义。
2024, 65(9):164-166.
摘要:在对配网进行带电检测的环节中,常规的方法对于开关柜等复杂设备的处理效果不佳,因此,提出配网超声波带电检测技术及缺陷分类识别方法。首先,计算超声波带电检测的均值,进一步构造音频中循环放电处的特征向量,分析音频数据的重复性特征,完成配网缺陷基础信息数据的处理,提取数据特征。然后,在此基础上,建立缺陷分类数据库,构建仿真模型,调整训练规则,消除二次回路缺陷信号中的噪声。最后,通过最优超平面即可实现缺陷分类识别。结果表明,该方法的精确度为98.7%,在各样本上的表现都较为稳定,可以提升配网超声波技术的检测效果。
2024, 65(9):167-168, 171.
摘要:作为检测甲烷气体浓度的关键部件,甲烷传感器对于确保甲烷的安全应用至关重要。在检测过程中,催化燃烧式甲烷传感器通过引入氧化钴作为催化剂,能够显著提升自身检测性能。采用浸渍法,制备多种不同含量的氧化铈负载氧化钴催化剂材料。经过对材料比表面积测试,选择含有30%氧化钴的催化剂来制造甲烷传感器,并在测试系统中对制作的传感器进行了全面的性能测试,包括灵敏度、稳定性和选择性。结果显示,添加了氧化钴催化剂的甲烷传感器展现了出色的灵敏度,其灵敏度与甲烷浓度呈线性关系,且其对甲烷气体具有良好的选择性,能够在复杂的气体环境中准确识别甲烷气体。
2024, 65(9):169-171.
摘要:甲烷传感器是检测煤矿气体的重要元件。采用表面沉积的方式进行离子掺杂,以改变二氧化锡甲烷传感器的检测特性。采用实验分析的方式,对不同沉积掺杂浓度的气敏材料进行检测特性分析。结果表明,1.5%(质量分数)掺杂沉积时的检测特性最佳,能够提高甲烷传感器的工作性能。
2024, 65(9):172-175.
摘要:基于法布里-珀罗(Fabry-Pérot,F-P)谐振腔的光学传感器具有结构简单、灵敏度高、抗电磁干扰能力强等优点,在工业、生物医学、航空航天等领域具有较高的应用价值。设计了自聚焦透镜、单模尾纤插芯、玻璃套管组成的输入/输出光纤结构和一系列六维对准系统,高效降低了高Q值F-P腔与光纤的耦合难度,使F-P腔的Q值达到4.247×107,为高灵敏度光学传感器的一体化、工业化制造奠定了基础。
2024, 65(9):176-178, 181.
摘要:杆塔挠度值是衡量铁塔安全性的重要标准,挠度过大会使杆塔负重过大,引起倒塔事故。传统的杆塔挠度测量方法是重锤法,因此,提出了一种在重锤法的基础上,通过使用新型刻度尺测量杆塔挠度的方法。通过新型刻度尺的使用,有效减少了测量杆塔挠度所需的人力物力。
2024, 65(9):179-181.
摘要:传统显示屏表面缺陷检测方法存在算法设计成本高、鲁棒性差的缺点,难以适应工业4.0的时代背景。为提高显示屏表面缺陷检测效率,提出了一种改进轻量化神经网络模型的方法。首先,引入GhostNet轻量化卷积神经网络模型,提升检测速度;其次,引入CA注意力机制改进网络,增强模型对显示屏表面轻微、细小疵点的检测精度。实验结果显示,在显示屏表面缺陷数据集上,所提方法的检测精度达到96.7%,在基线网络的基础上提升了4.0%,FPS达到了124,实现了快速高精度检测。
2024, 65(9):182-183, 189.
摘要:为及时掌握无轨胶轮车现场运行情况,提升车辆调度效率,设计基于视频辅助的无轨胶轮车监测系统,将视频辅助监控系统融入原有系统,并通过WiFi和有线工业以太网相结合的方式,将视频图像传输到调度中心,并对视频采集系统、数据传输网络及辅助识别软件进行设计。经调试验证,该监测系统能实时掌握胶轮车的运行工况,达到预期效果。
2024, 65(9):184-189.
摘要:随着制造业向精密化发展,数控机床的精度成为提升产品质量的关键因素。聚焦数控机床在长期使用过程中精度下降的问题,通过精度检测与误差补偿技术的研究,提升机床的加工精度和稳定性。采用的方法包括高频率采样数据分析、多传感器信息融合和智能补偿算法设计,以准确映射和补偿数控机床的系统误差。结果表明,引入的误差补偿模型能够有效识别和修正因热变形、机械磨损而引起的精度损失。该误差补偿技术不仅显著提高了精度检测的准确性,还为机床维护和精度控制提供了切实的方法和依据,进而为数控机床的智能化改造和精密加工提供了有力支持。
2024, 65(9):190-192, 196.
摘要:继电保护整定数据通常包括多个来源。这些数据可能存在缺失、错误或噪声干扰,会对异常识别造成困扰。为此,设计新的基于数字孪生的继电保护整定数据异常自动识别方法,通过将实际设备的行为和特性建模到计算机虚拟环境中,利用数字孪生实时获取、提取继电保护整定数据,以此数据为依据,提取继电保护数据的波动性特征,并输出特征的具体变动,筛选和识别异常数据。结果表明,该研究方法能准确提取继电保护的整定数据,且对其异常识别的误差始终小于2%。
2024, 65(9):193-196.
摘要:主要讨论国家电网公司对电力用户申请用电提出的电能质量要求,针对大容量冲击负荷造成并网点电能质量问题的解决方案,以低压电器大电流短路实验室特殊用电需求为案例进行讨论。研究探讨了多种大容量冲击负荷电能质量的解决方案,以为相关工程技术人员提供一定参考。
2024, 65(9):197-199, 202.
摘要:以实际案例介绍了因经济煤种掺烧配比不合适,低负荷下进行炉膛吹灰引起炉膛掉焦,最终导致火检信号全失,触发MFT的事件。通过分析整个事件经过,找出事件原因,梳理暴露出的问题,并提出相应的防范措施,为采用同类型的锅炉的电厂运行维护提供参考。
2024, 65(9):200-202.
摘要:为实现对输电线路故障的及时感知,引进数据中台,设计了一种针对输电线路的故障状态自动检测方法。首先,自动巡检与在线监控输电线路;然后,利用数据中台中的空间向量模型进行集成数据的向量化处理,以实现输电线路巡检采样数据的分类;最后,计算线路输电过程中的多端暂态行波,以此为依据,完成输电线路故障状态的辨识与故障点测距。结果表明,该设计方法可精准检测输电线路存在的故障点,实现对线路故障状态的自动检测。
2024, 65(9):203-205, 205.
摘要:为增强继电保护装置稳定性检测的效果,提出基于LM算法的继电保护装置稳定性自动化检测方法。该方法首先对数据进行采集,并采用局部异常因子对数据进行预处理,以提高数据质量;然后,选取Weibull分布函数作为老化失效模型的基本函数,并对其进行求导,得到相应的失效密度函数,构建继电保护装置老化失效模型;最后,利用LM算法估计该模型的关键参数,以提高检测的准确性,并将更新后的参数输入老化失效模型中,实现继电保护装置稳定性自动化检测。结果表明,所提方法检测准确性较高,且具有较高的检测效率,可有效实现对继电保护装置的稳定性检测。
2024, 65(9):206-208.
摘要:为对电力系统进行故障检测,提出了一种基于循环神经网络(RNN)的电力系统故障检测方法,并引入Adam优化算法进行网络模型优化。首先介绍了基于RNN模型电力系统故障检测的整体框架,然后研究了RNN的基本结构,包括输入、隐藏状态、权重矩阵等。为进一步优化模型,引入了Adam优化,该方法能通过自适应学习率的调整提高模型的鲁棒性和泛化能力。结果表明,Adam优化算法对模型性能的改进具有显著作用,与原模型相比,所提方法在准确率、召回率和F1分数上均显著提升,是电力系统故障检测中的一种先进且有效的方法。
2024, 65(9):209-211.
摘要:为增强增量配电网实时调度效果,使配电网中各节点的负荷更均衡,引入一致性算法,针对增量配电网,提出了一种全新的实时调度方法。首先,利用注意力机制,预测未来任意一段时间增量配电网的负荷变化情况与需求,确定配电网实时调度目标;其次,构建增量配电网调度模型,为后续配电网实时调度提供支持;在此基础上,利用一致性算法进行增量配电网启发式全局搜索,通过模型的迭代,生成符合增量配电网实时调度要求的最优方案。结果表明,该方法在负荷均衡度方面表现更好,能更好地平衡增量配电网中的负荷,有效降低负荷的不均衡程度,调度效果优势显著。
2024, 65(9):212-214.
摘要:针对应用传统方法整定后动作延时较大的问题,提出基于改进蚁群算法的复杂电网继电保护自动整定方法。将复杂电网继电保护整定问题转化为非线性整数规划问题,构建一个以反时限过流保护动作时间最小为目标的自动整定模型,采用自适应思想改进蚁群算法后形成自适应最大最小蚁群算法,求解模型得到最佳整定方案。结果表明,应用设计方法后继电保护整定动作时间为0.464 s,电网可以快速恢复正常运行状态。
2024, 65(9):215-218.
摘要:为了提高三相四线制电力系统中静止同步补偿器(STATCOM)在补偿负荷中的利用率,基于改进的瞬时对称分量法提出了一种针对STATCOM的负序、零序电流优先补偿策略。该策略将系统参数分解成为正序、负序和零序网络后,得到实时的正序、负序和零序分量。利用控制负序电流和零序电流补偿三相负载不对称产生的负序分量和零序分量。利用控制正序电流补偿系统波动产生的谐波分量和无功分量。当STATCOM补偿容量不足时,优先补偿负序电流和零序电流,尽可能地补偿无功电流。结果表明,该补偿方法可以使STATCOM准确地动态补偿配电网三相负荷不平衡产生的负序、零序分量。
2024, 65(9):219-220, 224.
摘要:随着社会的发展,低压用户数量不断增加,自动复电成功率成为保障电力供应的重要指标。提高低压用户自动复电成功率是供电企业提升优质服务水平的重要举措。概括分析影响低压用户自动复电的原因,并针对这些原因,提出了提高低压用户自动复电成功率的方法,为电力系统的运行管理和优化提供了新的思路。
2024, 65(9):221-224.
摘要:GIS母线故障导致全站停电并且无法快速修复,长时间停电将带来严重问题。为确保“修必修好”,保障用户正常供电,提出了一种实现GIS变电站母线停电检修时不影响其他设备运行的方法。该方法利用主变变高套管和线路一次设备跳通,线路变压器组中间无断路器,构建新型接线方式。同时,首次提出针对该方式下的新型二次系统,该方法目前已在多座变电站实施,成效显著。
2024, 65(9):225-227, 230.
摘要:传统的变电站直流系统智慧运维体系构建方法不能确定实时健康度,运行效率较低,因此,设计了一种基于多技术融合的变电站直流系统智慧运维体系构建方法。首先,基于多技术融合采集变电站直流系统的信息,实时监测直流系统的运行状态,并收集设备的工作数据。然后,设置变电站直流系统的实时健康度,评估设备的健康程度。最后,构建变电站直流系统的风险矩阵,确定各种故障的风险程度,以制定相应的预防措施。实验结果表明,运用基于多技术融合的变电站直流系统智慧运维体系构建方法后,运行时间最长为1 122.25 h,证明其能够有效提高变电站直流系统的运行效率。
2024, 65(9):228-230.
摘要:提出了一种基于水热原理的环保型厨余垃圾处理装置。该装置利用粉碎机将垃圾细化,随后通过封闭反应器中的水热转化,在特定温度和压力作用下将有机物质分解为氨基酸、单糖和小分子脂肪酸等易溶的小分子物质。此过程显著减少了垃圾体积和质量,且反应剩余的固体残留则可作肥料使用。该装置还配备了自动化控制系统,以优化反应条件,确保操作的简便性、安全性和可靠性。应用该装置有助于城市垃圾减量化、资源化和无害化,同时带来了显著的社会与环境效益。
2024, 65(9):231-233, 237.
摘要:为提高医院的整体节能水平,建设现代化绿色医院和智慧医院,设计了一种供配电系统智能化节能增效平台。通过采取有效的措施,如20 kV供电、使用节能变压器、合理使用配电回路、降低线损、使用智能控制和新能源技术等,达到了节能增效的目的。
2024, 65(9):234-237.
摘要:随着汽车工业水平的不断发展,汽车各子系统的线控化趋势日趋明显,如何模拟传统机械连接式转向系统产生的路感成为线控转向系统研究的重要课题之一。通过分析阐述传统机械连接式转向系统的组成及工作过程,深入梳理其路感的产生原理,并以小型乘用车为例,研究了悬架系统、制动系统、动力系统在工作状态下对路感可能的影响。最后根据分析结果,结合线控转向系统数据的分析与采集,探讨了路感模拟的可行性方法,以期为后续研究提供一定参考与借鉴。
2024, 65(9):238-239, 242.
摘要:针对绞车控制系统依赖人工操作,存在稳定性差、协调性低的问题,设计了由滚筒加载系统、电液比例制动、驱动系统构成的绞车控制系统。当无辅助制动系统时,启动阶段的速度波动时间为4 s,且波动幅度大;当有辅助制动系统时,速度调整时间缩短为3 s,波动幅度小,速度跟踪性能好,且驱动与制动系统的协调配合性较好,整个运行阶段无突变且稳定,提高了绞车作业的可靠性。
2024, 65(9):240-242.
摘要:针对煤矿井下人员作业安全性问题,以ZigBee技术为依据,介绍了一种煤矿井下人员定位跟踪系统开发方案。该系统由软硬件2大模块构成,其中,硬件包括ZigBee无线收发系统、ZigBee无线定位网络、移动定位终端、现场数据采集系统,软件包括数据接口程序与基于路径搜索的定位算法等。在软硬件模块相互配合下,其可快速、精确地对井下作业人员进行跟踪定位,增强了井下作业人员的管理效果。
2024, 65(9):243-246.
摘要:开发一套机组ACE指标在线监测诊断预警关键技术系统,用于火电机组的性能监测、故障诊断和预警,以提高系统的运行可靠性和经济性。系统将利用火电机组的运行数据,结合专家知识,构建一个多维度的分析平台,为操作人员提供实时的运行状态信息,并为管理人员提供决策支持。
2024, 65(9):247-249.
摘要:以SQ-90/110W型煤矿无极绳绞车为对象,开发一种无极绳绞车调速控制系统,系统包括硬件与软件2大模块,其中,硬件模块主要包括四象限三电平防爆变频器、ADS7869芯片、核心控制电路板、电源等;软件部分通过多板卡协同控制、PLC系统安全控制等实现控制。在软硬件模块协同下,无极绳绞车能安全、稳定运行。由现场应用分析可知,该方法具有良好的调速效果,在实际中具有一定的应用价值。
2024, 65(9):250-252.
摘要:介绍了焦炉配套生产车辆动作信号在上升管单孔调压系统实现无人化进程中的应用。同时,简要阐述了系统之间配合的工艺原理、整体结构、网络通信和自动控制的具体实现方式。
2024, 65(9):253-255.
摘要:不锈钢焊接变形是焊接过程中的常见问题,它可能导致焊接件的尺寸和形状发生变化,从而影响其功能和外观。旨在探讨焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响,并提供一些控制变形的方法。通过合理选择焊接工艺参数和采取适当的措施,可以有效减少不锈钢焊接变形,提高焊接质量。
2024, 65(9):256-258, 261.
摘要:为解决在三坐标测量机进行扫描时,误差校正结果不准确的问题,提出了一种采矿设备装配三坐标测量机静态误差自动化校正方法。分析了三坐标测量机沿水平方向移动时采矿设备装配部件弯曲变形和测头不规则旋转导致的静态误差。利用自动化方法,通过考虑综合影响,对静态测量结果进行自动化综合分析,并总结静态误差的规律。采用相应的自动化数据处理方法建立静态误差修正模型,以自动化较正静态误差。结果表明,设计模型能很好地解决全局最优解问题,提高了校正精度。
2024, 65(9):259-261.
摘要:针对某煤业采用中央分列式机械抽出式通风工艺,利用矿区主、副平硐作为进风井,并设置回风斜井,以及存在的总供风量不足、进风风阻大且通风网络复杂等问题进行通风系统优化研究,探究供风量不足、风流串联以及风阻分布失衡要素,设计增设了二盘区进风斜井和二盘区回风斜井,使4-2煤—5-2煤与2-2煤—3-1煤的通风路线相互独立,依靠自然分风进行通风系统的优化。经过对风量分配、等积孔、风阻分布以及通风网络的计算分析可知,优化后的通风系统有效解决了原系统存在的问题,优化效果明显。
2024, 65(9):262-263, 266.
摘要:从红外监测技术的原理出发,以主变渗漏油及套管发热2种常见缺陷为切入点,深入探讨了红外监测技术在主变运行过程中的重要作用。通过具体应用场景,结合现场实际,分析红外监测技术在主变运维过程中的优势,以保障主变运维工作的质量和安全。
2024, 65(9):264-266.
摘要:提出了一种基于图神经网络模型的深度学习方法,旨在进行主动配电网分布式能量管理与优化。该模型将电源和负载设备视为图的节点,电力流动路径视作图的边,从而充分挖掘并利用电网的复杂结构信息。结果表明,该方法在能量损失、约束满足率、稳定性和计算时间等指标上表现出显著优势,为未来电网智能化管理提供了新的思路。
2024, 65(9):267-271.
摘要:针对烟厂多月台环境中的成品件烟出仓系统无法实现全自动无人叉车送货的问题,开发了一套基于AGV导航定位技术的成品件烟出仓智能搬运系统。通过结合高精度AGV激光导航的静态/动态SLAM方法、二维激光雷达的货车外轮廓检测技术以及基于无先验信息的自适应货车定位方法,确保了精确、可靠的导航和定位,显著提升了AGV在复杂工作场景中的定位准确性和工作效率。
2024, 65(9):272-274.
摘要:为提升煤矿运输作业的安全性,介绍一种煤矿运输智能监控与优化调度系统开发方案。该方案主要由硬件模块与软件模块构成,其中,硬件模块包括PLC控制系统及现场的触摸屏、轨道计轴器;软件模块包括控制程序流程、上位机监控系统软件结构、基于蚁群算法的机车运行调度方案等。在软硬件模块相互配合下,共同完成对运输车辆的动态监控与调节,以为煤矿运输作业的安全进行打下坚实基础,确认该系统具有一定的应用价值。
2024, 65(9):275-278.
摘要:针对航天发射场发射工位系统多,各系统独立控制,产生的数据格式不统一、通信协议不统一、不利于测试发射中的问题分析、系统故障多等问题,提出了一种基于自主可控的新一代高速总线架构VPX控制器,设计了高可靠的冗余工位控制系统。对发射工位的勤务塔控制、发射台控制、摆杆控制、喷水控制进行一体化设计,通过VPX控制器的通用化、标准化设计,使系统具备较高的可靠性和安全性。1号发射工位控制系统用于海南商业航天发射场1号发射工位,实现1号发射工位勤务塔控制、发射台控制、喷水控制3个子系统的统一监控管理,使得新一代中型运载火箭的测试发射经济高效、自主可控。
2024, 65(9):279-281.
摘要:为解决供热系统的流量平衡调节困难问题,现提出无人值守热力站流量自控全网平衡调节方法。控制好无人值守热力站的流量数据采集,实现对热力站的全方位监控和管理,进行热力站流量的全网平衡调节设计,使各处热力站的供暖效果一致。结果表明,对于实验设定的循环流量最优值,经过全网平衡调节后,其循环流量数值要明显优于调节前的循环流量数值,证明该方法能够有效地实现热力站的流量自控和全网平衡调节。
2024, 65(9):282-285.
摘要:针对离散制造车间中移动智能设备和人员的频繁移动可能带来的安全隐患,提出向离散制造车间引入UWB定位系统,实现人员位置信息的实时采集和可视化。通过运用卡尔曼滤波算法优化定位数据,提高车间人员定位的精度,同时,采用MQTT协议传输数据,保证定位数据的有效性。以离散制造车间实验室为实验平台,利用UWB定位系统分别进行定点和动点测试。结果表明,在定点测试和动点测试中,该系统定位精度分别提高约10.1%和26.2%,定位结果更稳定可靠。
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