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临港15年15人 | 王天真:吹着海风做科研,对世界永远保持一份天真
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来源:上观新闻 作者:黄尖尖 2018-12-08 17:17
摘要:“我算是临港的第一批‘新移民’了。”王天真记得刚来临港的时候,这里就是一个农村郊区。“晚上屋里点着灯,各种昆虫就蜂拥而来,雨后地上还会爬着小龙虾和小螃蟹……”

初见王天真,是在她的无人机和无人车实验室里。她性格爽朗,与学生们一起埋头制作无人车的时候,经常会被误认为是学生中的一份子。她是上海海事大学物流工程学院最年轻的教授,也是国际电气和电子工程师协会(IEEE)的高级会员。

 

从2006年博士毕业留校以来,王天真一直在上海海事大学工作,见证了这座新城的成长。临港的海风和洋流给了她灵感,为新能源发电系统研发出多电平逆变器嵌入式故障监控系统,在国际上取得了领先地位。她说,“科学研究要保持一份好奇心”,正如她的名字一样,时刻保持天真,才能对这个世界永远好奇。

 


 

为非稳定工况下的故障诊断开辟新天地

 

王天真的研究方向是新能源发电系统检测和诊断故障,她用一句话概括:“就相当于机器的医生。”机器是健康还是故障,需要通过采集数据信息来获得,普通的数据采集和故障检测一般是在稳定工况下进行的,而王天真提出了在非稳定工况下的设备诊断也十分有意义。

 

负责开发的“多电平逆变器嵌入式故障监控系统”参展2018工博会,获得高校展区一等奖,左一为王天真

 

何谓非稳定工况?“飞机起飞和降落的十几分钟被称为‘黑色13分钟’,这段时间由于飞机负载突加突减,机器的冲击力瞬时变换很大,极易发生故障,但又很难区分。”非稳定工况的故障排查至关重要。最初萌生这一想法是在对船舶航运信息的处理中,王天真发现船在离港和进港的过程中变化巨大,后来她又监测了同样处于不稳定状态的风力发电机的数据。

 

“风力、光伏、海流等新能源发电系统,它们的输出会随着大自然中的风、光和洋流而瞬息万变。” 为了减少出现瞬态过冲电流和谐波等问题,这时就需要用逆变系统进行调整,检测故障,判断故障,同时还要制定容错策略,让机器可以“带病工作”,为维修争取出时间,避免因机器停工而导致工程坍塌。

 

王天真发表第一篇关于多电平逆变器故障诊断的论文的时候,在国际上也是前沿的领域。“在那之前,大家更多是在研究发电系统的故障诊断,但是新能源要发展,逆变系统的诊断就必须要同步发展。”

 

对机器进行实时故障诊断还有一个技术难点。“理论上来说,任何机器故障都是能够诊断的,但实际操作就会知道,有很多参数是采集不出来的,而且采集本身是有创的,对电路有破坏。”目前王天真的团队正在进一步研究如何通过更少的变量,更少的侵入性采集,高效判断出机器损伤。

 


 

教孩子们做无人车

 

在学校里,王天真还有另一个身份,就是带领虞旦、陈巨涛、燕存良几个青年老师指导学生们的做无人车和无人机。实验室里,学生们正在埋头焊接电路,无人车的机械设计、电气设计、智能算法等完全由学生自己设计,并动手制作。实验室旁边有一个展示墙,放满了形态各异的无人车,这都是王天真团队的学生们获奖的作品。

 

从2008年至今,王天真团队指导全国大学生智能车竞赛、全国高校无人机设计应用大赛,已有150多名学生获得国家级、省部级奖项;她自己指导10多项大学生科创项目,学生的部分作品已经申请发明专利,获得授权。她说,“这一切要感谢和我结对子、教学上领我入门的夏永明教授,让我懂得了做科研的初心。”

 

与指导智能车竞赛队员合影,左三为王天真

 

如今,王天真还带着12名小学生做智能车。从2016年以来,她更走进海音幼儿园、临港一小、明珠临港小学、临港一中、上中东校等中小学,为孩子们科普智能车知识,组织夏令营,带领他们参加全国智能车竞赛。“学生们很有热情,参加比赛的时候,他们半夜不睡觉,一想到灵感就会爬起来调整代码。”

 

王天真最喜欢和学生在一起。在繁忙的学术研究以外,大部分时间都给了这些孩子。“我的导师汤天浩教授以及科研团队里的其他老师都支持我做这一块,他们也觉得有意义’。”王天真乐呵呵地说。

 

王天真为明珠临港小学的同学们科普智能车原理

 


 

每天都在感受临港的变化

 

“我算是临港的第一批‘新移民’了。”王天真记得刚来临港的时候,这里就是一个农村郊区。“晚上屋里点着灯,各种昆虫就蜂拥而来,雨后地上还会爬着小龙虾和小螃蟹……”

 

菜市场只有一家,由于交通不方便,每到周末王天真都要进城去“背菜”,一次性把一周的菜买回来。“当时菜市场里只有一家卖鱼的,一家卖肉的,两家卖菜的,而且都是裸摊。”

 

“后来农工商来了。肯德基来了的时候当地人又欢呼了好一阵……”每一次改变,都承载着临港人的期待。但让王天真感受最深的,就是上海市第六人民医院东院在临港的落地。“以前孩子半夜生病发烧,要打车到市区的儿童医院,每次回到家已经两三点。”如今这已经成为历史。

 

后来,轨道交通16号线通了,高校和企业的配套都来了,临港的生活越来越便利。在临港十多年,王天真每天都在感受着临港的变化。“我喜欢安静的小城镇生活,比较适合做学术研究。”王天真夫妻二人都在上海海事大学工作,每天迎着晨光到学校,到晚上一起回家,她说,这就是她最想要的生活。

栏目主编:董齐兴 文字编辑:廖诗琪 题图来源:视觉中国 图片编辑:周寅杰
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