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基于无线电磁传输的防冲钻孔机器人钻进轨迹随钻测量方法
被引量:
1
1
作者
王忠宾
司垒
+6 位作者
顾进恒
魏东
戴剑博
辛德忠
张修峰
陈航
邢飞
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期220-237,共18页
防冲钻孔机器人是高地应力矿井实现无人化卸压的必要装备,研发可靠的钻进轨迹随钻测量系统是保障钻孔卸压效果的重要措施。为此,在分析钻进轨迹算随钻测量基本原理的基础上,研制了基于无线电磁传输技术的钻进轨迹随钻测量钻杆;分析了不...
防冲钻孔机器人是高地应力矿井实现无人化卸压的必要装备,研发可靠的钻进轨迹随钻测量系统是保障钻孔卸压效果的重要措施。为此,在分析钻进轨迹算随钻测量基本原理的基础上,研制了基于无线电磁传输技术的钻进轨迹随钻测量钻杆;分析了不同电磁信号调制方式的频谱效益和抗噪声性能,设计了钻杆姿态信号的频移键控(FSK)调制和解调流程,进而开发了先放大后滤波的微弱信号调理系统,设计了相应的功能电路,并基于Multisim软件对其进行了测试,各电路模块满足设计要求。对比分析了5种轨迹解算算法的精度和执行效率,选择了均角全距法进行钻进轨迹解算,研究了基于小波滤波的惯性测量单元测量数据振动误差处理方法,验证了小波滤波算法对于提高姿态角解算精度的有效性。提出了基于拉线位移传感器与机器人动作标志位的钻进深度测量方法,并开展了地面试验与井下试验。试验结果表明:所设计的微弱信号调理系统可以实现煤矿井下微弱信号的接收与处理,基于拉线位移传感器与机器人动作标志位的钻进深度测量方法可以提高钻进轨迹的拟合精度。
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关键词
防冲钻孔机器人
随钻测量
无线电磁传输
钻进轨迹解算
微弱信号调理
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职称材料
基于LCC的磁谐振无线电能传输发射端补偿技术
被引量:
21
2
作者
高键鑫
吴旭升
+1 位作者
高嵬
彭威
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2016年第A01期9-15,共7页
为实现磁耦合谐振式无线电能传输系统最大化功率传输,提升整机效率,提出了一种基于LCC三阶补偿网络结构的保持发射端线圈电流恒定的方法,此方法不受接收端反射阻抗影响,实现了电磁感应式无线电能传输(ICPT)系统发射端与接收端解耦设计...
为实现磁耦合谐振式无线电能传输系统最大化功率传输,提升整机效率,提出了一种基于LCC三阶补偿网络结构的保持发射端线圈电流恒定的方法,此方法不受接收端反射阻抗影响,实现了电磁感应式无线电能传输(ICPT)系统发射端与接收端解耦设计。同时,提出了LCC补偿网络的数学模型及其参数设计方法。在不增加元件的情况下,采用LCC网络的输入基波电流补偿LCC网络的输入高次谐波电流的方法,在功率管关断瞬间,降低通过功率管的电流瞬时值,实现了高频逆变器的零电流关断,减小了功率管的开关损耗和开关应力,提高了ICPT系统的整体效率。最后,对所提方法进行了仿真分析和实验验证。仿真和实验结果验证了所提模型和参数设计方法的正确性和可行性。
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关键词
电磁
感应式
无线
电能
传输
磁耦合
LCC
谐振
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职称材料
基于临界导通模式的单位功率因数感应式非接触电能传输系统接收端参数设计方法
被引量:
2
3
作者
高键鑫
吴旭升
+1 位作者
高嵬
冯进
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第A01期18-25,共8页
现有电磁感应式非接触电能传输(ICPT)系统单位功率因数电能接收端参数设计过程需要反复仿真迭代、设计过程较为繁琐。为解决上述问题,提出一种近似解析法求解单位功率因数ICPT系统接收端参数设计方法。在分析临界导通模式(CRM)LCL谐振...
现有电磁感应式非接触电能传输(ICPT)系统单位功率因数电能接收端参数设计过程需要反复仿真迭代、设计过程较为繁琐。为解决上述问题,提出一种近似解析法求解单位功率因数ICPT系统接收端参数设计方法。在分析临界导通模式(CRM)LCL谐振变换器激励下整流桥工作状态的基础上,采用微分方程建立了LCL谐振变换器的输入电压、电流的数学模型。并利用LCL谐振变换器并联谐振电容的基波电压对其实际电压进行近似处理,给出交流侧接CRM LCL谐振变换器的整流电路等效电感和等效电阻计算方法。进而提出CRM LCL谐振变换器的参数设计方法,使得CRM LCL谐振变换器工作在接近单位功率因数状态。最后,搭建2k W ICPT系统原理样机,通过实验验证了所提方法的可行性和正确性。
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关键词
电磁
感应式
无线
电能
传输
功率因数
谐振
等效电感
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职称材料
矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的研究与实现
被引量:
17
4
作者
汪凯斌
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期145-151,共7页
煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实...
煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实时调整钻孔轨迹提供依据。从矿用电磁波随钻方位伽马测井系统(安标名称为YSDGC)的基本原理、关键技术设计、研制、试验设计等几个方面论述了该系统的研究与实现。该系统在煤矿井下的实际应用显示,系统在地层分界面处具有很好的方位伽马方位特性,为煤矿井下定向钻进根据地质情况调整钻进轨迹提供了依据。
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关键词
矿用
电磁
波随钻测井
电磁
波
无线
传输
随钻方位伽马
小信号检测
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职称材料
一种基波电流补偿高次谐波电流的LCCL谐振结构参数设计方法
被引量:
11
5
作者
高键鑫
吴旭升
+1 位作者
高嵬
汪小娜
《电力自动化设备》
EI
CSCD
北大核心
2018年第6期201-207,共7页
针对现有对称型LCL谐振结构引起电磁感应式无线电能传输(ICPT)系统逆变器功率管非零电流关断问题,提出了一种LCCL谐振结构基波电流补偿高次谐波电流的方法。摒弃了传统对称型LCL谐振结构保持输入、输出阻抗呈现纯电阻特性的思路,通过采...
针对现有对称型LCL谐振结构引起电磁感应式无线电能传输(ICPT)系统逆变器功率管非零电流关断问题,提出了一种LCCL谐振结构基波电流补偿高次谐波电流的方法。摒弃了传统对称型LCL谐振结构保持输入、输出阻抗呈现纯电阻特性的思路,通过采用基波无功电流的超前输入电压相位来补偿高次谐波电流落后输入电压相位的方法,提出了一种四阶LCCL谐振结构参数设计方法。所提出的方法可以实现ICPT系统逆变环节的零电流关断。针对所提出的LCCL谐振结构参数设计约束条件较多、设计过程较为困难的问题,提出了非线性规划求解LCCL谐振结构参数方法。对所提出的方法进行了仿真与实验分析。仿真和实验表明,采用所提LCCL谐振结构参数设计方法,在ICPT系统逆变器关断瞬间,功率管进入反并联二极管续流状态,通过功率管的电流瞬时值为0,实现了ICPT系统逆变模块的零电流关断。
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关键词
电磁
感应式
无线
电能
传输
磁耦合
LCCL
谐振
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职称材料
交流侧接CRM LCL谐振变换器的整流电路功率因数计算方法
被引量:
1
6
作者
高键鑫
吴旭升
+2 位作者
杨波
胡风革
李广义
《海军工程大学学报》
CAS
北大核心
2018年第3期32-36,共5页
为解决临界导通模式(CRM)LCL谐振结构后接整流桥引入的等效电感计算较为困难的问题,提出了一种交流侧接临界导通模式LCL谐振变换器的整流电路功率因数计算方法。首先,在分析CRM LCL谐振变换器下整流桥的工作状态的基础上,采用微分方程...
为解决临界导通模式(CRM)LCL谐振结构后接整流桥引入的等效电感计算较为困难的问题,提出了一种交流侧接临界导通模式LCL谐振变换器的整流电路功率因数计算方法。首先,在分析CRM LCL谐振变换器下整流桥的工作状态的基础上,采用微分方程建立了LCL谐振变换器的输入电压、电流的数学模型,并利用LCL谐振变换器并联谐振电容的基波电压值对其实际电压值进行了近似处理;然后,对所提出的方法进行了实验验证。实验结果表明:所提方法可以较为准确地计算交流侧接临界导通模式LCL谐振变换器时整流电路的功率因数。
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关键词
电磁
感应式
无线
电能
传输
LCL
CRM
功率因数
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职称材料
题名
基于无线电磁传输的防冲钻孔机器人钻进轨迹随钻测量方法
被引量:
1
1
作者
王忠宾
司垒
顾进恒
魏东
戴剑博
辛德忠
张修峰
陈航
邢飞
机构
中国矿业大学机电工程学院
中国矿业大学智能采矿装备技术全国重点实验室
中煤科工集团重庆研究院有限公司
山东能源集团有限公司
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期220-237,共18页
基金
国家自然科学基金资助项目(52304184)
国家重点研发计划资助项目(2020YFB1314200)。
文摘
防冲钻孔机器人是高地应力矿井实现无人化卸压的必要装备,研发可靠的钻进轨迹随钻测量系统是保障钻孔卸压效果的重要措施。为此,在分析钻进轨迹算随钻测量基本原理的基础上,研制了基于无线电磁传输技术的钻进轨迹随钻测量钻杆;分析了不同电磁信号调制方式的频谱效益和抗噪声性能,设计了钻杆姿态信号的频移键控(FSK)调制和解调流程,进而开发了先放大后滤波的微弱信号调理系统,设计了相应的功能电路,并基于Multisim软件对其进行了测试,各电路模块满足设计要求。对比分析了5种轨迹解算算法的精度和执行效率,选择了均角全距法进行钻进轨迹解算,研究了基于小波滤波的惯性测量单元测量数据振动误差处理方法,验证了小波滤波算法对于提高姿态角解算精度的有效性。提出了基于拉线位移传感器与机器人动作标志位的钻进深度测量方法,并开展了地面试验与井下试验。试验结果表明:所设计的微弱信号调理系统可以实现煤矿井下微弱信号的接收与处理,基于拉线位移传感器与机器人动作标志位的钻进深度测量方法可以提高钻进轨迹的拟合精度。
关键词
防冲钻孔机器人
随钻测量
无线电磁传输
钻进轨迹解算
微弱信号调理
Keywords
drilling robot for rockburst prevention
measurement while drilling
wireless electromagnetic transmission
drilling traject-ory calculation
weak signal conditioning
分类号
TD324 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
基于LCC的磁谐振无线电能传输发射端补偿技术
被引量:
21
2
作者
高键鑫
吴旭升
高嵬
彭威
机构
海军工程大学电气工程系
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2016年第A01期9-15,共7页
基金
国家自然科学基金(51507183)
海军工程大学博士创新基金(4142C15H)资助项目
文摘
为实现磁耦合谐振式无线电能传输系统最大化功率传输,提升整机效率,提出了一种基于LCC三阶补偿网络结构的保持发射端线圈电流恒定的方法,此方法不受接收端反射阻抗影响,实现了电磁感应式无线电能传输(ICPT)系统发射端与接收端解耦设计。同时,提出了LCC补偿网络的数学模型及其参数设计方法。在不增加元件的情况下,采用LCC网络的输入基波电流补偿LCC网络的输入高次谐波电流的方法,在功率管关断瞬间,降低通过功率管的电流瞬时值,实现了高频逆变器的零电流关断,减小了功率管的开关损耗和开关应力,提高了ICPT系统的整体效率。最后,对所提方法进行了仿真分析和实验验证。仿真和实验结果验证了所提模型和参数设计方法的正确性和可行性。
关键词
电磁
感应式
无线
电能
传输
磁耦合
LCC
谐振
Keywords
Inductive contactless power transmission
magnetic coupling
LCC
resonance
分类号
TM724 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
基于临界导通模式的单位功率因数感应式非接触电能传输系统接收端参数设计方法
被引量:
2
3
作者
高键鑫
吴旭升
高嵬
冯进
机构
海军工程大学电气工程学院
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第A01期18-25,共8页
基金
国家自然科学基金(51807197)
海军工程大学博士创新基金(4142C15H)资助项目
文摘
现有电磁感应式非接触电能传输(ICPT)系统单位功率因数电能接收端参数设计过程需要反复仿真迭代、设计过程较为繁琐。为解决上述问题,提出一种近似解析法求解单位功率因数ICPT系统接收端参数设计方法。在分析临界导通模式(CRM)LCL谐振变换器激励下整流桥工作状态的基础上,采用微分方程建立了LCL谐振变换器的输入电压、电流的数学模型。并利用LCL谐振变换器并联谐振电容的基波电压对其实际电压进行近似处理,给出交流侧接CRM LCL谐振变换器的整流电路等效电感和等效电阻计算方法。进而提出CRM LCL谐振变换器的参数设计方法,使得CRM LCL谐振变换器工作在接近单位功率因数状态。最后,搭建2k W ICPT系统原理样机,通过实验验证了所提方法的可行性和正确性。
关键词
电磁
感应式
无线
电能
传输
功率因数
谐振
等效电感
Keywords
Inductive contactless power transfer
power factor
resonance
equivalent inductance
分类号
TM154 [电气工程—电工理论与新技术]
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职称材料
题名
矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的研究与实现
被引量:
17
4
作者
汪凯斌
机构
中煤科工集团西安研究院有限公司
出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期145-151,共7页
基金
中煤科工集团西安研究院有限公司科技创新基金项目(2018XAYZD03)~~
文摘
煤矿井下定向钻进是在螺杆马达和随钻测斜仪的配合下,按照预先设计轨迹进行钻进,不能根据实际的地层情况进行实时调整钻孔轨迹。矿用随钻方位伽马测井仪可实时测量地层放射性,实时依据地层放射性的变化判断钻孔轨迹是否在目的层中,为实时调整钻孔轨迹提供依据。从矿用电磁波随钻方位伽马测井系统(安标名称为YSDGC)的基本原理、关键技术设计、研制、试验设计等几个方面论述了该系统的研究与实现。该系统在煤矿井下的实际应用显示,系统在地层分界面处具有很好的方位伽马方位特性,为煤矿井下定向钻进根据地质情况调整钻进轨迹提供了依据。
关键词
矿用
电磁
波随钻测井
电磁
波
无线
传输
随钻方位伽马
小信号检测
Keywords
mine electromagnetic wave logging while drilling
electromagnetic wave wireless transmission
azimuth gamma while drilling
detection of weak signals
分类号
TE91 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
一种基波电流补偿高次谐波电流的LCCL谐振结构参数设计方法
被引量:
11
5
作者
高键鑫
吴旭升
高嵬
汪小娜
机构
海军工程大学电气工程学院
出处
《电力自动化设备》
EI
CSCD
北大核心
2018年第6期201-207,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51507183)
海军工程大学博士创新基金资助项目(4142C15H)~~
文摘
针对现有对称型LCL谐振结构引起电磁感应式无线电能传输(ICPT)系统逆变器功率管非零电流关断问题,提出了一种LCCL谐振结构基波电流补偿高次谐波电流的方法。摒弃了传统对称型LCL谐振结构保持输入、输出阻抗呈现纯电阻特性的思路,通过采用基波无功电流的超前输入电压相位来补偿高次谐波电流落后输入电压相位的方法,提出了一种四阶LCCL谐振结构参数设计方法。所提出的方法可以实现ICPT系统逆变环节的零电流关断。针对所提出的LCCL谐振结构参数设计约束条件较多、设计过程较为困难的问题,提出了非线性规划求解LCCL谐振结构参数方法。对所提出的方法进行了仿真与实验分析。仿真和实验表明,采用所提LCCL谐振结构参数设计方法,在ICPT系统逆变器关断瞬间,功率管进入反并联二极管续流状态,通过功率管的电流瞬时值为0,实现了ICPT系统逆变模块的零电流关断。
关键词
电磁
感应式
无线
电能
传输
磁耦合
LCCL
谐振
Keywords
inductive contactless power transfer
magnetic coupling
LCCL
resonance
分类号
TM724 [电气工程—电力系统及自动化]
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职称材料
题名
交流侧接CRM LCL谐振变换器的整流电路功率因数计算方法
被引量:
1
6
作者
高键鑫
吴旭升
杨波
胡风革
李广义
机构
海军工程大学电气工程学院
出处
《海军工程大学学报》
CAS
北大核心
2018年第3期32-36,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(51507183)
海军工程大学博士创新基金资助项目(4142C15H)
文摘
为解决临界导通模式(CRM)LCL谐振结构后接整流桥引入的等效电感计算较为困难的问题,提出了一种交流侧接临界导通模式LCL谐振变换器的整流电路功率因数计算方法。首先,在分析CRM LCL谐振变换器下整流桥的工作状态的基础上,采用微分方程建立了LCL谐振变换器的输入电压、电流的数学模型,并利用LCL谐振变换器并联谐振电容的基波电压值对其实际电压值进行了近似处理;然后,对所提出的方法进行了实验验证。实验结果表明:所提方法可以较为准确地计算交流侧接临界导通模式LCL谐振变换器时整流电路的功率因数。
关键词
电磁
感应式
无线
电能
传输
LCL
CRM
功率因数
Keywords
inductive contactless power transmission
LCL
CRM
power factor
分类号
TM154 [电气工程—电工理论与新技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于无线电磁传输的防冲钻孔机器人钻进轨迹随钻测量方法
王忠宾
司垒
顾进恒
魏东
戴剑博
辛德忠
张修峰
陈航
邢飞
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
2
基于LCC的磁谐振无线电能传输发射端补偿技术
高键鑫
吴旭升
高嵬
彭威
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2016
21
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职称材料
3
基于临界导通模式的单位功率因数感应式非接触电能传输系统接收端参数设计方法
高键鑫
吴旭升
高嵬
冯进
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
2
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职称材料
4
矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的研究与实现
汪凯斌
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2018
17
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职称材料
5
一种基波电流补偿高次谐波电流的LCCL谐振结构参数设计方法
高键鑫
吴旭升
高嵬
汪小娜
《电力自动化设备》
EI
CSCD
北大核心
2018
11
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职称材料
6
交流侧接CRM LCL谐振变换器的整流电路功率因数计算方法
高键鑫
吴旭升
杨波
胡风革
李广义
《海军工程大学学报》
CAS
北大核心
2018
1
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