為進一步加強我院科技教育工作，促進學(xué)生科學(xué)實創(chuàng)精神的全過程培養(yǎng)，電氣工程學(xué)院于5月下旬成功舉辦第十六屆“電力杯”學(xué)生學(xué)術(shù)科技作品大賽。在山大電力以及學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師的大力支持下，本屆大賽在總結(jié)往屆經(jīng)驗的基礎(chǔ)上積極創(chuàng)新，得到了老師和同學(xué)們的廣泛認(rèn)可和積極參與，共吸引24支隊伍參加，經(jīng)過初賽評選和決賽答辯，最終3組作品獲得一等獎，6組作品獲得二等獎，7組作品獲得三等獎。

  接下來，跟隨我們的腳步，讓我們一起來回顧一下獲得一、二等獎的優(yōu)秀作品吧！

一 研究生指定命題一等獎

Comtrade錄波文件格式的信號分析軟件

  本軟件能夠讀取電力系統(tǒng)錄波裝置產(chǎn)生的Comtrade錄波文件，并實現(xiàn)模擬量波形的數(shù)據(jù)對齊，通過改進的直軸電流差動判斷算法，軟件能夠準(zhǔn)確判斷故障通道，即使在高阻故障穿越型電流情況下也能可靠動作。軟件提供了錄波數(shù)據(jù)的圖形化展示功能，使用戶能夠直觀地觀察故障波形，并準(zhǔn)確判斷故障發(fā)生、切除、重合以及再次切除的具體時刻。項目在滿足題目基本要求的基礎(chǔ)上，增加了兩項創(chuàng)新點：基于小波變換的故障自同步算法和改進直軸電流差動保護算法，顯著提升了軟件的性能和實用性。

二 本科生自由命題一等獎

基于卡爾曼濾波的火箭姿態(tài)控制系統(tǒng)

  項目采用了ESP32平臺作為微控制器單元(MCU)，通過控制舵機來模擬火箭的空氣動力控制過程，從而實現(xiàn)對火箭飛行姿態(tài)的調(diào)整。此外，項目還考慮了空氣動力學(xué)、推力矢量控制和噴氣控制等多個影響火箭行業(yè)的方面，以確保火箭的穩(wěn)定飛行。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)優(yōu)化，本設(shè)計進一步提升了火箭姿態(tài)控制的精度，獲得了較好的控制效果。

三 研究生組自由命題一等獎

起發(fā)一體機用永磁無刷電機的設(shè)計與優(yōu)化

  本設(shè)計成功將單轉(zhuǎn)子單定子的軸向磁通永磁無刷電機（AFPM）應(yīng)用于ISG系統(tǒng)中，實現(xiàn)了電機的緊湊高效設(shè)計。采用的三段階梯形永磁體大幅降低了渦流損耗，而多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計則提升了電機的功率密度。力學(xué)分析和流熱場結(jié)果證明了所提出風(fēng)冷結(jié)構(gòu)的高效性能。樣機試驗的成功進一步驗證了設(shè)計方案的可行性和可靠性。

四 研究生組指定命題二等獎

基于MPU6050的擺球姿態(tài)檢測裝置

  本作品研究MPU6050空間運動傳感器芯片的工作原理，最終實現(xiàn)通過MPU6050空間運動傳感器來測量擺球（擺線長為1.0米）實時的速度、加速度、位移以及擺動頻率信息，并將計算結(jié)果顯示到OLED屏幕上。本作品能夠準(zhǔn)確測量物體的實時加速度、速度、位移和頻率等物理量，具有重要現(xiàn)實意義，能夠為運動訓(xùn)練、設(shè)備調(diào)試和科學(xué)研究提供重要數(shù)據(jù)，幫助用戶優(yōu)化性能和提高精確度。

五 本科生自由命題二等獎

基于Arduino的RGB炫彩智能花盆

  通過將傳感器收集到的數(shù)據(jù)進行分析和處理，根據(jù)正常生態(tài)系統(tǒng)所具有的光照、溫度、濕度、水分等參數(shù)，判斷花盆生態(tài)系統(tǒng)是否處于穩(wěn)態(tài)，并對數(shù)據(jù)進行計算、統(tǒng)計和顯示。本設(shè)計通過編寫算法進行參數(shù)判定并根據(jù)判定結(jié)果在顯示屏上顯示不同的字符。在Appinventor平臺上制作了與作品配套的App。通過HC-06藍牙模塊，可以實時地顯示傳感器測得的各項數(shù)據(jù)，并通過文本框發(fā)送指令，達到遠(yuǎn)程控制的效果。

六 研究生自由命題二等獎

適用于綠色建筑的光儲集電裝備

  本作品設(shè)備是一個適用于綠色建筑的光儲直柔建筑節(jié)能裝備。光伏陣列輸出經(jīng)boost變換器與直流母線相連。直流母線經(jīng)三相逆變器和升壓變壓器與電網(wǎng)相連。儲能經(jīng)雙向DC-DC變換器與直流母線相連，配合光伏功率進行波動，維持直流母線功率恒定。直流母線可直接經(jīng)buck降壓變換器接出，可供電動汽車等直流負(fù)載充電使用。

新能源電動汽車用永磁電機溫度場快速精確計算系統(tǒng)

  本作品通過對永磁電機的損耗進行快速準(zhǔn)確計算，尤其是鐵損和永磁體渦損，來預(yù)測電機的全局溫度分布和熱點，從而有效預(yù)防因溫度過高引起的絕緣破損、繞組短路、永磁體退磁和材料變形等問題。研究采用了磁場分析模型和改進的有限差分法，結(jié)合復(fù)雜部件等效和熱子域模型，提高了計算效率和精度。

綜合能源系統(tǒng)精細(xì)化建模仿真工具箱

  本作品Toolbox基于綜合能源系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的機理數(shù)學(xué)方程搭建仿真模型形成精細(xì)化模型庫，可以實現(xiàn)綜合能源精細(xì)化建模；其次基于Simulink仿真環(huán)境開發(fā)了友好的用戶使用界面；同時，以模型庫為基礎(chǔ)，開發(fā)了多功能仿真運算模塊，可實現(xiàn)系統(tǒng)的離線仿真及實時仿真。工具箱的穩(wěn)態(tài)仿真在已有功能的基礎(chǔ)上做出了四點改進，同時增加了日內(nèi)校正和日前調(diào)度功能。

移相調(diào)制型雙有源橋變換拓?fù)浯剡B續(xù)集簡化模型預(yù)測控制及其噪聲容限提升策略

  本研究首先建立多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的統(tǒng)一簡化模型，對簡化模型迭代校正，最終提出了一種簡單可行的采樣噪聲抑制策略。將預(yù)測模型線性化處理，并采用卡爾曼濾波算法對線性簡化模型進行實時校正。對于最優(yōu)控制量的求解，采用兩步長預(yù)測控制，并對預(yù)測模型中部分未知參數(shù)進行最優(yōu)估計，克服了傳統(tǒng)單步長模型預(yù)測控制下存在的控制器計算延遲問題。在噪聲容限能力提升方面，重構(gòu)了預(yù)測模型，引入噪聲容限系數(shù)，通過增大噪聲容限系數(shù)實現(xiàn)了對采樣噪聲的有效抑制。

  本次“電力杯”比賽的圓滿落幕，為同學(xué)們搭建了一個展示個人才華、鍛煉專業(yè)技能、促進知識交流的舞臺。不僅鍛煉了大家的實際操作能力和解決復(fù)雜問題的能力，也顯著提升了學(xué)校在學(xué)術(shù)研究和技術(shù)創(chuàng)新方面的影響力。未來，“電力杯”學(xué)生學(xué)術(shù)科技作品大賽將繼續(xù)追求卓越，不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，邁向更高的發(fā)展水平。我們期待著在下一個夏天，“電力杯”能與大家再次相聚，共同迎接新的挑戰(zhàn)和機遇！