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摘要:针对齿槽转矩会使电机在运行过程中产生转矩振荡和噪声,影响电机的性能指标的问题.对比抑制齿槽转矩的几种方法,指出极宽调制方法在削弱齿槽转矩方面的可行性。通过有限元建模,分别计算传统表面式和极宽调制式两种转子结构永磁电机的齿槽转矩;设计构建一个由角度传感器、永磁电机、扭矩扳手等器件组成的齿槽转矩测试系统,对两种不同结构样机的齿槽转矩进行实验。实验结果与仿真结果具有一致性,对齿槽转矩的削弱幅度均在30%以上,说明极宽调制方法可以削弱永磁电机齿槽转矩,是削弱齿槽转矩的新方法。
摘要:为判断高温超导电机超导体及永磁体运行的稳定性,准确计算电机内的温度场十分必要。以全超导样机热性能为研究对象,首先利用时步有限元方法建立二维正弦时变电磁场模型,得到了电机定转子损耗分布。根据传热学原理,通过数值分析给出定子表面散热系数的计算方法。然后计算分析高温超导电机的温度场。通过计算结果与实测数据的对比分析,验证所给方法的正确性,得出一些有益的结论,为设计安全可靠的超导电机奠定了一定理论基础。
摘要:针对目前直线感应电机推力小,速度低的问题,提出一种高速多级圆筒型直线感应电机,其具有动子质量轻,推力大,加工难度小等优点,特别适于高速发射领域。基于电磁场理论,推导考虑级间耦合的直线感应电机数学模型,用该模型分析电机的动态性能,得到了定子电流、动子速度和加速度等参数变化规律,并进行样机实验,其仿真结果与测量结果进行对比,二者吻合较好。从而为该类电机工程化具体实现提供理论基础。
摘要:为提高燃料电池用大升压比DC/DC变换器的抗扰性能,提出一种参数自调整双闭环控制器。电流内环采用增益补偿和动态自调整PI参数方法,以消除宽范围电压输入引起的不良控制效果,并提高对负载大范围变化的自适应能力;电压外环采用一种模糊推理与变参数PI控制相结合的方式,组成复合电压控制器,其动态调节划分为线性、模糊和复合3个控制区域,提高了对大范围负载扰动的抑制能力。该控制器应用于一台30~70V输入、360V输出、额定功率3kw的DC/DC变换器。实验结果表明,相比于常规控制器,新型双闭环控制器对变换器输入和负载扰动具有更快的响应速度,更小的输出超调,实现了各静态工作点间快速平稳切换。
摘要:提出一种基于反电势积分法的永磁同步电机无位置传感器自启动控制策略,其启动阶段采用速度开环、电流闭环控制,正常运行阶段以速度-电流双闭环控制,采用id=0,iq=常数的控制方式。状态转换过程中,以估测器估测的转子位置与给定坐标系的相位差值为参考变量,对定子轴电流进行控制,以使相位差值收敛于0,从而实现速度、转矩的平顺切换。实验不仅验证了反电势积分估测法的有效性,也对状态切换时刻基于bang-bang控制策略和PID控制策略的定子电流过渡过程进行了比较研究。实验结果表明,该自启动策略能够使电机从零负载到最大负载条件下平顺可靠地加速到额定运行状态,控制方式的切换过程平滑无冲击。基于无位置传感器算法的双闭环控制系统具有良好的动态运行性能。
摘要:针对高压断路器的操动机构故障信息能反映在线圈电流、机械振动和辅助触点位置信号中的特点,在分析各信号特征提取和利用专家系统实现故障诊断的优点的基础之上,提出一种多参数规则推理的故障诊断专家系统。首先阐述高压断路器的操作过程,并根据其操作特性提取隐含在线圈电流和机械振动信号的有效信息,找出特征参数与断路器状态的对应关系,接着详细分析系统推理机构与诊断原理,最后设计基于多规则的故障诊断专家系统。实验结果表明,该知识获取方法能有效的提取各信号特征,建立的故障诊断专家系统能有效的诊断出高压断路器多种故障类型。
摘要:针对矢量控制永磁同步电机电流环在动态调节过程中的相互耦合问题,提出一种基于电流误差的多项式交叉耦合补偿方案。以一阶延迟的电流环为目标,在经典的d轴和q轴电流反馈控制结构的基础上,设计基于电流误差的交叉耦合补偿控制器,采用误差零点的Taylor展开式进行纯积分补偿结构的逼近,减小电压饱和效应,得到多项式结构的补偿控制器,并据此进行了误差讨论。相对于基本的电流反馈控制,该方案能够更有效地实现d轴和q轴电流在动态调节过程中的控制,尤其是提高加速过程中电流的跟踪性能。仿真和实验结果验证了该方案的可行性。
摘要:通过分析纯电动汽车动力学特性以及动力系统中各部分的运行效率,进行了纯电动汽车动力系统模拟的电气建模和运行效率的动力学建模。针对纯电动汽车动力系统惯量模拟试验台自身复杂的阻力特性、试验台不同轴产生的扰动,提出在试验台力矩加载单元采用转速闭环矢量控制策略,来实现对试验台自身阻力和惯量差值的自动补偿,并详细给出了模拟纯电动汽车运行时力矩加载单元转速给定的计算公式。针对纯电动汽车动力系统惯量模拟车辆不同工况时,系统状态和参数存在不确定性因素,采用模糊自整定PID方案提高了试验台转速的跟随性和系统鲁棒性。通过仿真表明,该方法能够实现考虑车辆路况和试验台阻力与惯量差值状况下对纯电动汽车动力系统的精确模拟,为纯电动汽车动力系统惯量模拟试验台的研发提供了仿真理论依据。
摘要:为探索电机局部放电检测新方法,分析电机局部放电机理和国内外对电机局部放电监测研究状况,提出利用超声法对电机局部放电进行监测。为此,构建电机定子绕组存在的几种典型局部放电模型和实验硬件系统,并进行放电实验。在局部放电实验室,采用一种窄带超声传感器对几种典型局部放电超声信号进行采集。对相同条件下采集到的各种模型局部放电超声信号特性进行分析和比较。实验结果分析表明。不同类型的局部放电,无论其超声信号波形还是频谱特征均存在差异。因此。可以对电机局部放电超声信号进行特征提取,为实现基于超声法的电机放电故障模式识别奠定了基础。
摘要:针对参数变化、负载扰动带来的永磁同步电机速度控制问题,提出基于投影算法的永磁同步电机模型自适应补偿速度控制。依据永磁同步电机速度环模型自适应补偿的充分条件,设计满足该条件的参数、负载估计投影算法,并以计算出的前馈控制量补偿到速度控制系统中,使实际速度系统等效于无参数变化、无负载扰动的标称模型,并对该标称模型设计速度跟踪控制器。仿真和实验表明,该方法可实现了速度控制系统在参数、负载不确定性环境下的快速、小超调甚至无超调的鲁棒跟踪控制。
摘要:针对串联式混合动力汽车辅助功率单元对车辆目标转速和目标功率跟踪的控制问题,提出一种具有干扰抑制的自适应控制策略。根据系统固有的非线性和实际运行过程中系统参数变化、负载干扰带来的不确定性的特点,建立了整个系统的动态描述,结合自适应反步设计方法和L2增益干扰抑制技术,综合设计系统的非线性自适应控制器。理论分析和仿真研究结果均表明:所设计的控制器能保证系统动态过程中转速和功率跟踪的稳定性及较好的动态性能,同时有效抑制了参数变化和负载扰动对目标跟踪的影响。
摘要:为进一步提高支持向量机预报模型在船舶横摇运动预报中的精确度以及实时性,提出一种利用混沌理论和在线最小二乘支持向量机的实时在线预报方法。在混沌动力系统相空间重构的基础上,采用饱和关联维数法对船舶横摇运动的时间序列进行混沌特性判定,并建立混沌在线最小二乘支持向量机实时预报模型。对某船横摇运动时间序列进行预报,仿真结果表明,此模型的实时预报误差指标值RMSE在7%左右,相比于基于支持向量机和神经网络的组合预报模型,该模型能够有效提高预报精确度和收敛速度,延长预报时间。
摘要:针对智能交通系统中车辆纵横向运动控制问题进行研究,建立了车辆的纵横向耦合非线性动力学模型,根据该控制系统具有非线性、强耦合和参数非匹配不确定性的特点,基于反演变结构控制理论.设计了智能车辆纵横向运动的协调控制算法;利用李雅普诺夫稳定性分析方法,证明了该控制算法可保证跟踪误差一致有界收敛。考虑到变结构的抖振问题,引入饱和函数。仿真试验表明:该协调控制算法具有快速、准确跟踪,强鲁棒性和全局稳定的良好特性,同时能有效抑制控制系统抖振。
摘要:针对轧机液压伺服位置系统存在非线性特性、参数不确定性以及控制输入前具有不确定系数的问题,提出了一种自适应反步滑模控制方法。通过对系统非线性模型的等价变换和选择合适的Lyapunov函数,有效解决了由于控制输入前具有不确定系数导致的所设计的控制量与自适应律互相嵌套的难题。把自适应反步法和滑模控制方法相结合,有效克服了系统非线性与参数不确定性的影响,提高了系统的鲁棒性。在自适应反步滑模控制器设计时,给出了不确定参数的自适应律,并对系统跟踪误差的收敛性进行了证明。仿真研究结果表明,所设计的自适应反步滑模控制器能实现快速准确的跟踪,并且对参数变化具有较强的鲁棒性,与PID控制器相比,系统跟踪误差小,响应速度快,跟踪性能好。
摘要:为了精确地在三轴转台上标定陀螺仪误差模型系数,分析了三轴转台的各种误差源对陀螺仪误差模型系数标定精确度的影响。介绍了三轴转台的误差源,包括轴线垂直度误差、转台的位置误差和倾角回转误差等,建立与转台误差以及陀螺仪误差模型系数有关的陀螺仪输出全误差方程。经过仿真计算,确立了误差源与误差模型系数的标定精确度之间的量化关系。根据分析的结论对实测的陀螺仪误差模型参数进行了修正,对确定转台的精确度指标和提高陀螺仪标定精确度提供了一定依据。