动态称量信号离散小波变换数字滤波处理方法

针对动态称量快速准确的要求,结合小波变换变分辨率的时频联合分析特点.应用实时Mallat分解与重构去噪算法,探讨了动态称量信号离散小波变换实时处理方法.定量加料动态称量实验表明:小波分解去除高频信号后,重构出的低频信号稳定时间约0.128 s,相对误差为-1.5%～2%,均优于快速傅里叶变换法.     

近色背景果实识别的多源图像融合

为提高在近色背景下果实识别的准确性,减少非结构化因素对识别的影响,提出了基于近红外像机和可见光像机组合捕获多源图像进行融合的方法。首先对已配准的多源图像分别进行非下采样轮廓波变换(NSCT),得到高频系数与低频系数;对高频系数采用压缩融合,并通过CoSaMp恢复融合的高频系数;对低频系数进行小波分解,对分解的高频子带采用绝对值最大法进行融合;低频子带则采用基于几何距离和能量距离加权的融合方法,再通过小波逆变换得到融合的低频系数;最后对融合后的高、低频系数进行NSCT重构得到融合图像。试验结果表明,所设计方法有效地保留了图像的边缘轮廓,突出了图像的细节信息,在客观定量评价指标上均优于其他传统方法,其中与小波变换-非下采样轮廓波变换(DWT-NSCT)方法相比,最大提升达到15.59%。     

基于RBF神经网络的风电场功率预测研究

风能作为一种清洁环保的新能源,有着无污染、低成本、可再生等众多优点。目前我国拥有丰富的风能,有着巨大的发展前景,目前风力发电已有一定规模。但是,由于风电的随机性和间歇性的特点,输出功率很不稳定,易对电网造成冲击,影响电力系统的正常运行。通过准确地预测风电功率,提前采取相应措施,是减少对电网冲击的有效措施。本文研究风电的短期功率预测,在确定影响变量的基础上,利用神经网络中的RBF神经网络进行风电功率预测。通过预测结果与实际功率的比较,得到误差小较理想的预测结果,预测结果较好。     

分散式风电功率预测系统构建

对风场的风速和发电功率进行比较准确地预测,可有效减轻风电对整个电网的影响。基于统计方法构建分散式风电功率预测系统,利用数据采集、短期功率预测、信息上报等功能,为电力系统可靠、优质、经济运行提供预测方法。     

基于小波变换的大米直链淀粉波长选择方法

提出了一种基于小波变换的近红外光谱波长选择方法,小波分解低频系数是原光谱的离散近似,将最佳小波分解低频系数与原光谱数据进行关联,求出小波分解低频系数与原光谱数据的列相关系数R,取与原光谱数据相关系数较大的波长组合,作为最后参与建模的谱区.不仅考虑了浓度矩阵对波长选择的影响,且由于把小波分解结构中的高频系数全部滤除,避免了高频噪声的干扰,减小建模和预测运算时间,使最终建立的近红外光谱模型的预测精度提高.在大米直链淀粉含量的近红外光谱分析中进行了验证,并与其他常用波长选择方法进行了比较,结果表明,该方法波长点数最少,减小为原光谱数据点数的20%,校正模型和预测效果都较理想.     

小波分析在车辆振动信号检测中的应用

介绍用于振动信号分析的小波分析基本理论。把小波分析技术应用到车辆振动信号检测中,通过离散二进小波变换,把实际振动信号分解成包含高频和低频两部分的若干层。利用小波分析技术,在合适的分解层中把车辆振动的非平稳时域异常信号检测出来并使其得到准确的时域定位;把路面激励信号从车辆整体振动中分离出来;同时从频域把短时或局部信号的谱检测出来,实现了常规分析方法所不能达到的功能。     

水力发电灵活性对混合电力系统的调节影响

鉴于风功率的随机性造成电网净负荷在多时间尺度上波动的特点,从时-频角度出发,基于风-水联合发电仿真模型,采用形态学滤波方法提取了风-水联合发电系统中净负荷的高、中、低频信息,通过建立的灵活性评价指标有效反映电力系统的上行和下行灵活性的供需关系.同时,为解决系统灵活性不足的问题,研究了风电渗透比例和水电机组备用接入比例对改善系统灵活性的影响规律,确定了最适宜的风电渗透比例和备用接入比例.研究显示:风-水联合系统在中、低频尺度上只存在下行灵活性不足的问题,其灵活性不足容量在49%风电渗透比例下最大可达4.961 MW;而在高频尺度上同时存在上、下行灵活性不足的运行风险,相应的上、下行灵活性不足容量最大可达0.125 2 MW和4.279 1 MW.此外,针对文中互补发电系统,其最适宜的水电备用接入比例为85%.     

双流耦合构型混合动力拖拉机旋耕工况控制策略研究

大功率拖拉机作业时载荷冲击会造成发动机的输出转矩大范围波动,为减小载荷冲击对拖拉机动力单元的影响,提出以发动机和双电机为动力源的拖拉机双流耦合动力系统构型,以减小载荷冲击引起的动力传动系统换挡频次。基于Haar小波分解提出了基于功率预测的转矩分配策略,首先记录拖拉机的作业参数,基于径向基神经网络对拖拉机旋耕作业时的功率需求进行预测,由Haar小波变换确定高频和低频转矩需求值的范围,并分别由电机和发动机提供。最后,通过硬件在环试验对提出的动态转矩分配进行了可行性验证,测试结果表明：提出的基于神经网络功率需求预测模型对行驶端和动力输出端 (Power take-off,PTO)的功率进行预测,实际值和预测值均方根误差分别占最大功率的7.6%和7.9%;提出的转矩分配策略能够应对拖拉机旋耕时的载荷波动。发动机转矩波动与传统构型相比减小35.0%,有效地缩小了发动机转矩波动范围,缓解了拖拉机作业时载荷冲击对发动机的影响。     

基于小波支持向量机特征分类的日径流组合预测——以宜昌三峡水库为例

河流径流预测作为水库调度和发电的重要前提,其预测精度直接影响水利工程的综合效益。基于径流历史数据,针对其波动和随机性提出一种小波分析-支持向量机(SVM)特征分类组合预测模型。该模型首先利用小波分解提取原始径流序列的高低频能量谱作为SVM样本标记,并对原始序列进行特征分类,分为"平稳型"和"突变型"序列,对应不同类型序列的小波近似信号和细节信号分别采用自回归和滑动平均模型(ARMA)和BP神经网络模型进行预测,再重构各序列预测结果。最后采用平均绝对百分比误差(MAPE)、均方根误差(RMSE)、希尔不等式系数(TIC)作为模型评价指标。结果表明:在3个评价指标下,所提模型都优于ARMA和BP神经网络模型,并具有更好预测稳定性。     

小波随机耦合模型在查哈阳农场降雨量预测中应用

采用小波变换A Trous算法对小波信号进行分解后,对各小波变换序列进行互相关分析,建立各小波变换序列相应的随机模型,最后采用小波重构算法得到小波随机耦合模型.然后根据查哈阳农场1956-2008年作物生育期月降雨量数据资料,建立了小波随机耦合模型,对模型进行拟合预测精度检验,研究表明该模型拟合预测精度高,能够反映该地区的降雨量变化规律,是一种实用的预报模型.对当地制定合理的灌溉制度和高效利用降水资源具有重要意义.     

小型民用风力发电系统最大功率跟踪策略研究

根据建立的风力发电系统模型,分析风力机输出特性,确定风力机输出功率与风力机的角速度有关。采用扰动观察法对最大功率点进行跟踪,通过查找风力机的最佳旋转角速度,实现基本风速不变和变化时的最大功率跟踪。     

基于叶素动量复合理论的小型风力机设计与实验

利用叶素动量复合理论设计开发了在低转速下具有高输出力矩的小型水平轴螺旋桨式风力机.同时,自行编制了风力机设计程序,并根据模拟计算结果设计制作了一台具有6枚叶片的小型风力机风轮模型,在不同风速下进行了风洞实验,测试了风力机的输出力矩和功率性能,并将实验结果进行了分析.     

从纵横向流场分析垂直轴风力机功率随转速的变化

为了进一步明晰风轮转速对垂直轴风力机功率输出的影响,以某垂直轴风力机为研究对象,基于Fluent计算软件,采用SST k-ω湍流模型结合滑移网格技术,利用SIMPLE算法迭代,采用二阶迎风格式对垂直轴风力机进行非稳态计算.计算得到了不同转速下的风轮输出功率,通过将计算结果与试验结果进行对比分析,进一步验证了风轮功率随转速变化的规律.风轮速度场研究给出了尾迹不同位置处的纵向剖面速度云图,其中尾迹纵向剖面速度云图中的低速区出现了竖直方向对称而横向不对称现象.同时,通过对比风轮在不同转速下的尾迹流场纵向剖面速度云图和横向涡量场云图的差异发现风轮在额定转速下吸收风能最多,涡量损耗最小,并分析这种现象的诱因,从纵向流场和横向流场双重角度解析了风轮在额定转速下输出功率最大的原因,更加清晰地揭示了风轮输出功率随转速变化规律的机理.研究内容通过纵向截面和横向截面双重角度展现了风轮流场的变化,可为垂直轴风力机的设计和气动性能改善提供参考.     

基于小波变换的基波无功实时检测

分析了SVC装置现有的无功功率检测方法,提出了一种基于正交小波变换的基波无功功率实时检测方法。该方法用电力系统电压、电流信号离散采集的数据,可方便地对系统功率因数实时检测,能有效地分解和计算含各次谐波和随机干扰的电压、电流信号中的基波分量,从而得到实时的无功功率数据。通过仿真,验证了实时检测方法的有效性。     

多能互补发电系统中抽水蓄能的优化配置

为了解决多能互补发电系统中根据经验进行容量配置而导致成本高、可靠性低的问题,对风力发电机和光伏阵列的容量利用粒子群优化方法进行配置,抽水蓄能的容量利用整体-局部法进行优化配置.通过年负荷、年风能资源和年太阳能资源等初步配置其容量;再根据月负荷、月风能资源和月太阳能资源等进行校核、调整;最后,根据典型日负荷及相应的风能资源和太阳能资源等对其容量做进一步完善.以一套海岛孤网风-光-抽蓄-海水淡化系统为例,利用整体-局部法对系统中的抽水蓄能进行了优化配置.结果表明:利用年数据进行初步配置后,配置抽水蓄能机组容量为120 kW;在月校核过程中,根据月负荷失电率的要求,需将容量调整至420 kW;由于日负荷及风能资源和太阳能资源的波动性,存在一定的失电率,则需在日校核过程中配置一定量的蓄电池.     

MW级风电机组最大功率追踪复合控制策略

针对目前普遍应用的间接转速控制技术由于风轮转动惯量大而导致动态跟踪特性较差的问题,提出直接风速控制与间接风速控制相结合,改善最大功率追踪响应性能的新型复合控制策略.针对风速测量不准确,采用BP神经网络构建了有效风速估计模型.仿真实验证明,基于有效风速估计与真实风速的一致性,即使估计存在误差,采用复合控制策略也可以提升风能利用系数,提高发电量1％ ～2％.     

腔道式水稻排种器漏播检测系统设计与试验

针对腔道式杂交稻精少量穴直播排种器排种时易出现漏播空穴的问题,基于腔道式排种原理,采用组合脉冲方式,设计了腔道光幕扫描式排种漏播检测方法及配套系统,阐述了组合脉冲的构建方法,建立了稻种在腔道检测区运动的动力学模型,明确了腔道检测区的关键结构参数,开展了排种器不同转速、变转速及不同振动工况下漏播检测系统的性能试验。转速适应性试验结果表明,排种器不同转速及变转速下的检测误差不高于0.80%;振动适应性试验结果表明,中高频振动工况对检测系统的检测性能基本无影响,而振幅相对较大的低频振动工况下,检测误差稍有增大,但不高于1.20%。田间试验结果表明,检测系统对播种机不同作业速度的播种工况均具有较好的适应性,检测误差均不高于2.13%。     

风向变化速度对风力机功率及转速的影响

为了探索风向变化时风力机输出功率及转速的变化情况,以某S翼型三叶片水平轴风力机为研究对象,利用旋转平台模拟风向匀速变化过程,采用IEC61400中规定的极端风向角变化速度5°/s为上限,每间隔1°/s选取1个风向变化速度,即选取1,2,3,4和5°/s这5个风向变化速度,研究不同风向变化速度下风力机输出功率、转速的变化规律.结果表明:风力机在不同风向变化速度下其输出功率与转速总体都呈现波动下降趋势,同一风速下风向变化速度越大,下降速率越快,但在其风向变化过程中对应的下降幅值越小;在风向变化开始与结束时都存在迟滞现象,风向变化开始时风力机输出功率出现小幅度上升,并持续波动3 s左右后才会开始下降;风向变化结束后,风力机需要继续运行一段时间后输出功率与转速才会达到稳定值,风向变化速度越大,该迟滞时间越长,初始尖速比越大,最终稳定后数值越大.     

基于功率密度的大功率拖拉机变速箱壳体疲劳分析

引入功率密度的概念,提出功率密度与时频分析相融合的疲劳寿命预测方法,研究了应力幅值和载荷频率2个因素对大功率拖拉机关键零部件疲劳寿命的影响。以某型号88 k W拖拉机为研究对象,在实际调研、用户反馈和有限元分析的基础上,确定变速箱壳体疲劳损伤危险点位置,搭建动态应力测试系统,采集拖拉机不同作业工况下的应力-时间历程。基于实测载荷,利用功率密度与时频分析相融合的疲劳寿命分析方法对拖拉机变速箱壳体的疲劳寿命进行预测,得到危险点的疲劳寿命为24 001 h,与基于Miner损伤理论和名义应力法分析得到的疲劳寿命(35 676 h)相比较,更接近实际工作寿命。本研究可为农机装备关键零部件的疲劳寿命预测提供更符合实际的分析方法。     

适用于西藏地区的聚风型垂直轴风力机结构特性分析

为满足西藏高寒高海拔地区对风力机安全可靠性的需求,以部件强度和气象参数为约束条件,针对一台面向西藏地区的额定功率为500 W的聚风型直线翼垂直轴风力机进行结构分析,并采用有限元分析方法,对风力机主要部件进行了静力学分析和模态分析.静力学分析表明:在额定转速下风力机叶片、主轴、支撑臂、法兰盘、上下聚风罩和塔筒等主要结构部件的最大位移形变分别为0.19, 0.25, 0.013, 0.005 6, 0.63, 1.20, 0.05 mm;最大承受应力分别为11.96, 25.63, 11.70, 6.10, 4.68, 2.11, 2.28 MPa,均在材料所能承受的范围之内,风力机主要结构部件设计合理,满足设计要求.模态分析表明:风轮的工作频率2.50 Hz远小于其一阶固有频率9.22 Hz,不会发生共振,安全可靠.研究结果可为垂直轴风力机的结构设计与分析提供参考,为聚风型直线翼垂直轴风力机在高寒高海拔地区应用提供基础.