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美媒:科学家发明可穿戴发电机 利用尿液供电
美媒称,日前,一双嵌入了微生物燃料电池(MFC)的袜子成功为一台无线发射器提供了动力,并向一台个人电脑发射了信号。这种MFC以尿液为燃料,靠穿戴者行走带动循环。这是 依靠基于MFC技术的可穿戴发电机提供动力的自给式发电系统。
据美国每日科学网站12月11日报道,有关这项研究成果的科技论文发表在美国《生物灵感和仿生学》双月刊上。
论文称,这项试验是由英国西英格兰大学布里斯托尔生物能源中心的扬尼斯·耶罗普洛斯教授带领的。
报道称,袜子中嵌入的柔软MFC以新鲜尿液为燃料,依靠穿戴者的行走来发电。通常来讲,续流MFC依靠一台主电动泵来让尿液在电池中循环,不过本项试验完全依靠的是人体运动。该试验使用的手动泵类似于简单的鱼循环系统,行走动作可以使尿液在MFC中循环并发电。安装在脚后跟下的软管可以借由行走动作确保频繁的液体推挽。这一可穿戴MFC系统成功地为一块无线传输板供电,使其每两分钟向由个人电脑控制的接收模块发射一条信息。
耶罗普洛斯说:“我们此前曾用以尿液为燃料的MFC为一部供电,这次想看一下我们是否能用可穿戴技术复制这一成功。我们同样想让这一系统做到完全自给,仅靠人力供电——尿液作为燃料、脚部运动作为泵。”


发电机并车的四个必备条件
在我们实际生产作业过程当中,有时候需要进行发电机并车。那么接下来小编就给大家详细讲解一下发电机并车必备的四个条件:
一.电压相等。电压如果不相等,那么后果就是并列之后,发电机和系统之间有无功性质的环流出现。
二.电压相位一致。电压如果相位不一致,那么后果是可能产生很大的冲击电流,使发电机烧毁,或使端部受到巨大的电动力的作用而损坏。
三.频率相等。频率如果不相等,那么后果是讲产生拍振电压和拍振电流,这个拍振电流的有功成分在发电机机轴上产生的力矩,将是发电机产生机械振动。当频率相差较大时,甚至会使发电机并入后不能同步。
四.相序相同。相许序不同,无法并车。



晋城柴油发电机组自动熄火如何解决
(1)故障排除步骤
柴油机自动熄火的故障排除步骤如下。
①读取闪码,确定故障点,若无法确定转下一步。
②首先要检查低压油路是否漏气、堵塞(包括回油管路),进、排气是否正常,若问题仍不能解决转下一步。
③检查线路、各传感器、插头是否损坏,若问题仍不能解决转下一步。
④使用专业设备按以下步骤检测。
a、使用故障诊断仪检查飞轮信号盘与油泵凸轮信号盘是否同步·若问题仍不能解决转下一步。
b、使用故障诊断仪进一步检查轨压是否正常,如轨压不正常,有可能是喷油器、共轨管、高压油泵、ECU引起。
(2)故障排除案例
1)故障描述:①柴油机熄火后无法启动,无闪码。
②检查油箱无柴油,重新加入柴油后,排低压油路空气后,仍无法启动。
③检查高压油路,松开油泵端的两个高压油管接口,用启动机带动,发现无燃油排出。确认高压泵内有空气。用手折住回油管,再次用启动机带动排气,到有油从接口端排出,重新连接好,启动正常。
故障原因分析:由于油箱内油量过少造成回油溅起的气泡被吸入油路,造成低压油路和高压泵内有油有气。
处理方法:按照案例描述排除故障,加足机油。
2)故障描述:①柴油机工作一段时间就会无力熄火,停车一段时间后又恢复正常,再过一段时间又熄火。
②读取闪码为“242”——水温过高。
③检查水路正常,但用诊断仪检查发现启动后水温迅速达到107℃,实测水温只有65℃。确定水温传感器损坏,导致ECU获得的水温信号错误,进入自我保护模式,大负荷时自动熄火。
故障原因分析:传感器损坏后,给ECU传送错误信号,ECU判断错误,使柴油机进入自保护状态。
处理方法:更换水温传感器。
3)故障描述:①柴油机启动正常,但转速不稳,自动升降,然后熄火。闪码灯亮。
②读取闪码为“324”——车速信号问题。用户反映前期由于里程表坏,在排查时拆过车速传感器。
③更换车速传感器后,试车正常,故障排除。
故障原因分析:车速传感器损坏。
处理方法:更换传感器或屏蔽车速信号。
4)故障描述:①柴油机启动时1~2s自动熄火,同时发动机伴有抖动,转速上到540r/min马上就掉下来的现象,无闪码。
②检查低压油路和高压油路,无泄漏或者回油油管被压扁现象。
③拆开喷油器回油管路、共轨管限压阀(PRV),起车观察发现,当柴油机有爆发声音时,从共轨管限压阀喷出一股油。
④用诊断仪检查发现,轨压上升到440bar后降到280bar,然后在280~320bar之间波动。由此确定共轨管限压阀损坏。
故障原因分析:共轨管限压阀失效。
处理方法:更换共轨管。
5)故障描述:①柴油机运行中突然熄火,无法再次启动,启动点火开关无反应。
②检查电源无异常,供电线路均有电,但连接诊断设备不能通信。
③圆用万用表演端子1.04无电压,判定ECU损坏。
故障原因分析:插头接触不良、密封件失效进水或电压过高等原因造成ECU烧坏。
处理方法:更换ECU。
6)故障描述:①柴油机运行中突然熄火,仍能启动,但熄火现象依然存在,无闪码.
②检査钥匙开关正常(如钥匙开关短路、断路均有可能造成上述现象)。
③检査ECU电源线束正常(如电源断路可能造成上述现象)。
④检査副熄火开关(车下熄火开关),发现连线绝缘胶皮磨破搭铁,造成ECU接收到熄火信号
故障原因分析:线束固定不好,磨损后造成信号短路,给ECU提供错误信号
处理方法:重新连线,故障排除。



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介绍晋城柴油发电机组调速方法
1面向Simulink数字调速系统框图
在建立了晋城柴油发电机组调速系统的各模型后,就可用MATLAB的Simulink工具建立基于常规PID控制,变速积分PID控制,不完全微分PID控制和模糊PID控制的调速系统框图。
1.1常规PID控制
首先看常规PID控制,下面是它的系统仿真框图,这是常规采用的PID控制系统图,通过对真实控制系统绘制仿真框图,观察采用常规PID控制效果。
1.2不完全微分PID控制
下面是不完全微分PID控制系统仿真框图,图2不完全微分PID控制系统仿真框图这是在常规PID基础上进行了不完全微分,这是用来改善它的控制功能,取得更好的控制效果。
1.3变速度积分PID控制
下面是变速度积分PID控制系统仿真框图。
1.4模糊PID控制
自适应模糊PID控制是将自适应控制的思想和常规PID控制器结合,吸收了自适应控制和常规PID控制的优点。首先它具备自适应能力,能够自动识辨被控过程参数、自动整定控制参数,能够适应被控过程模型参数的变化;其次它又具有常规PID控制器结构简单、鲁棒性强、可靠性高的优点。这使得自适应PID控制成为过程控制中一种较为理想的控制方法。
如果用模糊控制箱设计出模糊控制器,再在Simulink中建立系统仿真模型,把模糊控制器模块和我们设计的FIS结构连接起来,就可以对它进行仿真研究了,系统仿真框图的建立关键是对PID三个参数Kp,Ki,Kd的整定,这必须考虑到不同时刻三个参数的相互作用和它们之间的关系。
下面从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面来考虑Kp,Ki,Kd的作用,建立模糊规则表。
(1)比例系数Kp的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度。Kp越大,系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但容易产生超调,可能会导致系统不稳定。Kp取值过小,会降低调节精度,使响应速度变慢,延长调节时间,使系统动态和静态特征变坏。
(2)积分作用系数Ki的作用是消除系统的稳态误差。Ki越大,系统的静态误差消除越快,但Ki过大,在响应过程的初期会产生积分饱和现象,从而引起响应过程的较大超调。但Ki过小会使系统的静态误差难以消除,影响系统的调节精度。
(3)微分的作用系数Kd的作用是改善系统的动态特征,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方向的变化,对偏差变化进行提前预报。但Kd过大,会使响应过程提前制动,延长了调节时间,而且会降低系统的抗干扰性能。下面是进行模糊控制PID控制的系统仿真框图。
2对系统进行仿真研究
建立了系统的仿真框图后,就可以对系统进行仿真研究,就可以比较采用常规PID控制和变积分PID控制,不完全微分PID控制,模糊自适应PID控制的比较,并具体分析我们采用的模糊控制系统仿真框图自适应控制时的仿真效果。对系统进行仿真有助于我们对晋城柴油发电机组调速系统的快速理解,并初步地分析出我们需要的控制参数,对系统的研究有积极作用。
系统仿真图通过MATLAB中的模糊控制箱实现,同时根据自己控制系统的具体特点和要求来建立的,基本可以反应控制系统的基本情况,可以起到很好的仿真模拟作用。
首先,比较常规PID控制和变积分PID控制,变速积分PID通过改变积分项的累加速度,使得它和偏差大小相适应,偏差大的时候,积分慢;偏差小时,积分快,这就可以减少超调,同时更好地消除静差。
下面比较一下常规PID控制和不完全微分PID控制的区别。不完全微分就是在PID算法中引入了一个一阶惯性环节,使得系统性能得到改善,在改善系统动态特性的时候又尽量减少高频干扰。
介绍模糊自适应控制和常规PID的比较,并对模糊自适应控制的仿真进行分析。这些都是基于前面建立的晋城柴油发电机的系统模型的
可见模糊PID控制器和常规PID控制相比,它使得系统响应的超调时间减小,曲线更平整,反应时间加快了,控制效果明显更好了。同时模糊PID控制器在控制过程前期具有模糊控制器的特点,而在控制过程后期具有PID调节器的所有优势,是一种性能优良的控制器,所以在实际使用中可以选用模糊自适应控制方法。

