井下WPT技术机理研究

为解决井下无线传感器电池容量受限的问题,根据井下无线传感器带壮分布的特点,提出了井下无线运动充电的思想.构建充电系统模型,讨论了充电信道建模、接收微带天线设计、多天线协作三个方面的技术路线.本文在研究井下微波输能传输特性的基础上,探讨在低功率密度下,多天线协作的移动无线充电技术在井下运动式充电特性,使用这个技术对无线传感器节点充电,解决井下无线传感器网络能量补充问题,突破现有节点单纯依靠电池供电的局限.     

一种多传感器图像并行融合新方法

小波包变换能够为图像融合提供非常精细的分析。但是,在图像较大时融合的计算量大,耗时长,难以进行快速、实时融合。通过对小波包融合方法在单处理机上的执行效率的分析,针对算法固有的时间复杂性和并行性,提出了一种分布存储环境下的小波包并行融合算法。该算法针对小波变换计算的数据局部性特点,设计并实现了基于Pentium PC和1000Mbps交换式以太网的机群系统的MPI(Message Passing Interface)并行环境的并行小波包图像融合方法。针对不同大小图像、以及不同的集群规模,分析了并行计算的性能。在机群系统上对算法进行实现,结果表明该算法具有良好的并行性能。     

基于EEMD和小波包变换的早期故障敏感特征获取

提出一种基于总体平均经验模态分解和小波包变换的方法,进行早期故障敏感特征的获取,构建早期故障诊断模型. 该方法首先应用EEMD对现场采集的振动信号进行分解,分离出不同频率成分的特征信号,选择与原信号相关系数最大的 IMF分量进行信息重构;面向重构的IMF分量采用WPT进行分解,得到各个节点的小波系数;最后使用Hilbert变换提取小波包系数的包络,计算功率谱,准确获得早期故障的敏感特征. 通过对仿真信号的分析验证了该方法对故障诊断的有效性. 将该方法应用于实测的滚动轴承的内圈、外圈和滚动体故障诊断,诊断结果均表明该方法可有效提取早期故障敏感特征,故障诊断快速准确.      

谐振式无线供电系统全波分析方法研究

基于近场磁耦合的谐振式无线供电(wireless power transmission,WPT)系统因其可在中等传输距离内实现高效能量传输而成为当前科学与工程技术领域研究的热点。主要研究采用电磁场一体化建模及其全波数值分析方法对该类WPT系统的分析与设计,应用矩量法(method of moment,MoM)并考虑该系统的实际应用环境,基于一体化精确建模实现WPT的精确快速仿真。此外,还基于该方法研究了WPT系统的应用环境对系统性能的影响,尤其针对电动汽车底盘式无线供电环境,研究地面对WPT性能的影响,并提出该环境下WPT的使用建议。最后,应用该算法进行了WPT环境一体化设计,提出一种含电磁屏蔽结构的高效WPT结构。     

E类逆变器在无线电能传输系统中的设计与应用

针对E类逆变器由于发射端阻抗参数漂移而造成失谐的问题,研究其在无线电能传输系统中的锁相控制方法.所提出的控制方法有助于降低发射端谐振回路对参数漂移的敏感性,并提高系统运行的稳定性.所搭建的无线电能传输系统样机在1 MHz频率附近实现了逆变器负载阻抗角的锁定,从而验证了所提出设计方法的准确性和可行性.实验结果表明,样机可稳定运行于不同的负载条件,在发射线圈与接收线圈的耦合系数仅为0.07时,样机的系统效率达到了65.5%.     

双频段无线电能传输线圈的宽频建模

为了研究双频段磁耦合谐振式(MRC)无线电能传输(WPT)系统不同频段的传输性能,建立了双频段MRC-WPT线圈的宽频等效电路模型对其谐振频率进行计算和预测;并计算系统在不同频段的正向传输参数。首先测量双频补偿电路的阻抗频率特性,应用矢量匹配方法对测量所得的离散点进行有理数逼近,通过阻抗综合理论建立双频补偿电路的宽频等效模型;然后将其接入原始单频线圈的部分元等效电路构成双频段MRC-WPT线圈的宽频等效电路。最后,搭建了双频段MRCWPT系统的实验平台。结果表明了建模方法的正确性。     

超颖材料特性对无线电力传输系统的影响

为了提高无线电力传输系统的传输效率和增大传输距离,在无线电力传输系统中采用了超颖材料.从负折射率和倏逝波出发,通过公式推导和仿真分析,探讨了超颖材料对倏逝波的增强效应.结果表明:当磁导率为负值时,超颖材料对倏逝波磁场的增强效应可使耦合系数成倍增大;而负的介电常数所引起的电场增强效应对耦合系数的影响较小;在现有无线电波段工作频率和厘米量级的传输距离条件下,负折射效应无法提高耦合系数,即无法提高传输效率,而需要制作工艺相对简单、磁导率为负的单负材料,以达到提高无线电力传输效率的目标.     

A method to compress vibration signals using wavelet packet transformation combined with sub-band vector quantization

A novel compression method for mechanical vibrating signals,binding with sub-band vector quantization （SVQ） by wavelet packet transformation （WPT） and discrete cosine transformation （DCT） is proposed.Firstly,the vibrating signal is decomposed into sub-bands by WPT.Then DCT and adaptive bit allocation are done per sub-band and SVQ is performed in each sub-band.It is noted that,after DCT,we only need to code the first components whose numbers are determined by the bits allocated to that sub-band.Through an actual signal,our algorithm is proven to improve the signal-to-noise ratio （SNR） of the reconstructed signal effectively,especially in the situation of lowrate transmission.