磁悬浮轴承感应电机转子拍振机理及其抑制方法
摘要：针对高精确度磁悬浮轴承感应电动机转子运行中激发的拍振问题,研究拍振产生的机理及其抑制方法。分析磁悬浮轴承转子拍振的合成原理,通过理论分析和实验找出合成磁悬浮轴承转子拍振的两个分振动,即与转子转速同频的振动和与内嵌感应电动机旋转磁场同频的振动。结合磁悬浮轴承的特殊电气和机械结构对两个分振动特别是与旋转磁场同频振动的产生根源进行研究分析,并通过数值方法进行验证。根据研究结果提出抑制磁悬浮轴承转子拍振的可行措施。实验结果证明了拍振机理及抑制方法的正确性,实现了转子拍振的有效控制。高阶滑模消抖控制在永磁同步电动机中的应用
摘要：针对永磁同步电动机滑模控制系统抖振问题,利用具有消抖作用的高阶滑模控制算法,提出一种永磁同步电动机的高阶滑模控制策略。在对同步电动机非线性模型分析的基础上,进行反馈线性化解耦控制,设计基于高阶滑模算法的永磁同步电动机控制器。进行基于半物理仿真平台dSPACE的任意阶滑模控制的实验研究,并与传统滑模控制方法进行对比分析。分析结果表明,基于高阶滑模控制理论的永磁同步电动机系统,能有效消除传统滑模控制中固有的抖振问题。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。高压永磁同步电动机永磁体隔热分析
摘要：针对钕铁硼永磁体的居里温度点低,温度特性差等缺点,以315 kW、6 kV永磁同步电动机为例,分析了永磁体的温升情况。根据传热学原理,建立了样机转子的三维物理模型和数学模型,采用三维有限元方法对样机转子温度场进行计算,求解得到了实心转子永磁体的温度分布情况。考虑到永磁电机主要关心永磁体的温度,提出了在永磁体四周加隔热材料的方法,着重分析了永磁体周围隔热材料的作用。比较了永磁体上加隔热材料的几种情况下永磁体、起动笼条和电机整体温度的分布趋势。此方法为降低永磁电机永磁体温度提供了解决的途径,为以后永磁电机的设计提供了一定的理论依据。低速PMSM无速度传感器调速系统积分滑模控制
摘要：针对低速条件下定子电阻的变化会影响永磁同步电动机矢量控制系统的实际速度辨识问题,基于模型参考自适应控制策略（MRAS）设计速度和定子电阻同时辨识的自适应观测器。以测量的定子电压为输入变量,电机的定子电流为状态变量,基于波波夫超稳定性理论确定速度和定子电阻自适应律,采用带有积分滑模面的滑模变结构速度控制器,实现给定速度以指数趋近率无静差跟踪,通过Lyapunov定理证明所设计的速度控制器在电机参数变化和外部负载扰动情况下都具有稳定性。理论分析和仿真结果验证了所设计的无速度传感器矢量调速系统具有良好的低速性能。永磁交流伺服系统速度控制器优化设计方法
摘要：针对永磁同步电机数字控制系统中,电机转速动态过程中出现的由于通常采用PI控制器串联校正来设计速度环而导致的超调和振荡问题,提出了一种速度控制器优化设计方法。在分析了永磁交流伺服系统速度环数学模型的基础上,调整了速度控制器中比例增益的作用位置,构成IP控制器局部反馈校正来设计速度环。根据稳定性和跟随性要求,选取转速偏差指标函数,优化控制器参数设计,同时在控制器设计中增加了anti-windup策略。所设计的控制器,可以获得电机转速的无超调、无振荡快速响应,并具有较强的抗扰动能力。仿真和实验结果验证了设计方法的有效性和可行性。改进多通道注入式HAPF与TCR联合系统
摘要：针对多通道注入式混合有源电力滤波器（HAPF）无法动态补偿无功功率的问题,在对比两种不同结构多通道注入式HAPF的基础上,提出一种改进多通道注入式HAPF与晶闸管控制电抗器（TCR）联合运行系统,实现中高压配电网谐波与无功的综合动态治理。在提出的谐波电流分频控制方法中,采用改进的ip-iq算法对电网中的各次谐波进行分频检测,各次谐波电流在注入电网过程中产生的相角偏移可在相应的sin-cos函数表中进行校正,直流侧电压实时值与给定值的误差通过PI控制后送入有功通道经d-q变换转化为三相交流值后与谐波电流控制信号叠加形成最终的控制信号。仿真及实验结果证明了所提出的控制方法的有效性。基于APC控制的开关磁阻电机性能分析
摘要：针对开关磁阻电动机二维有限元计算考虑端部效应问题,为提高其电磁场的计算精确度,根据开关磁阻电动机（SRM）性能及其系统的结构特点,搭建了SRM及其控制系统的整体模型,在电磁场基本理论的基础上,采用有限元法对角度位置控制（APC）控制下的SRM的电磁场进行了数值研究。在理论计算的基础上得出了SRM的输出转矩、相电流波形以及磁链等参量的变化曲线,并对其进行了详细地分析,同时将数值计算结果与实测结果进行比较,验证了二维仿真中考虑绕组端部磁场影响的模型的合理性,为SRM性能优化及温升和噪声地研究提供了理论依据。三相高功率因数整流器的神经网络内模控制
摘要：针对三相高功率因数整流器采用常规PID控制效果差的问题，利用坐标变换，提出一种基于神经网络内模原理的整流器电流波形控制方案。用神经网络预估器作为整流器的内部模型，用神经网络辨识预估整流器正模型及其逆模型，在线修正、补偿内部模型与被控整流器之间的模型失配。分析结果表明，在该方案控制下系统稳压精确度高，有较快的动态响应，网侧电流谐波畸变率小。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。无刷直流电动机转子退磁故障的检测方法
摘要：为了研究无刷直流电动机的转子退故障,基于Ansoft/Maxwell软件平台,设置转子退磁故障,建立求解电机反电动势的有限元模型;基于Ansoft/Simplorer软件平台,建立无刷直流电动机系统的仿真模型。在电机稳态运行下,对定子电流进行傅里叶分析,研究并建立基于定子电流监测转子退磁故障的仿真模型：退磁故障与特征频率的关系、退磁故障程度与特征频率幅值的关系。进一步,采用基于转矩常数估计的方法对无刷直流电机的转子退磁故障进行监测。仿真结果表明,在转速波动较小时采用定子电流分析法的效果更好,在转速波动较大时,采用转矩常数估计法可以在线监测无刷直流电动机转子的退磁故障。地铁牵引系统的稳定性提升控制
摘要：在地铁牵引传动系统研制及试验中,发现了逆变器交直流侧电压/电流振荡这一不稳定现象。为研究主电路参数与系统稳定性之间的关系,建立牵引系统在额定点处的小信号等效电路模型,得到了保证系统稳定的关系式。为抑制交直流振荡、提升系统稳定性,在传统牵引电机磁场定向矢量控制的基础上,增加了振荡抑制和时延补偿两个环节：前者通过主动提高直流侧系统阻尼以抑制振荡,后者则通过对转子磁链位置实时校正和d-q轴电流的完全解耦实现广义的时延补偿,二者均采用根轨迹法进行系统稳定性的分析与验证。最后在广州地铁1号线进行了装车试验,采用稳定性提升控制策略前/后的试验波形对比验证了其有效性。动力电池均衡充电控制策略研究
摘要：针对动力电池组在使用过程中,由于单体电池的性能差异会在充放电过程中不断增大,最终导致电池组性能急剧下降和循环寿命缩短的问题,分析动力电池组均衡充电控制系统的电路模型,研究电池组快速充电的方法,提出一种能够消除单体电池性能差异对动力电池组循环寿命影响的均衡充电控制策略。该控制策略根据电池组中单体电池的不同状态,通过均衡电路微调单体电池的充电电流,从而实现电池组的快速均衡充电。在72V/120AH铅酸蓄电池组上进行对比充电测试,实验结果证明了该控制策略的有效性。变论域自适应模糊的分层注水工艺控制
摘要：针对油田同步分层注水工艺具有强非线性、层间耦合强干扰、时变性、模型复杂等特点，采用传统基于模型的控制策略将导致系统不稳定、测调时间长及易出现工艺管柱憋压这一问题，提出一种新型的变论域自适应模糊控制算法，并设计了同步分层注水工艺流量调节控制器。该控制器通过伸缩因子实现论域跟随变量参数而变化，并可实现模糊控制与PID控制软切换，确保系统无超调，解决工艺管柱耦合憋压现象。单位阶跃仿真响应与现场运行实验表明，控制器适应性强，注水测调时间缩短了1／3，平均单次测调耗电节省160mAh，可长期保证注水合格率。一类欠驱动系统的频域反步法设计
摘要：现有的状态空间反步法存在着设计上的问题,如对非线性函数求导的项数过多,且鲁棒性较差。结合一类欠驱动系统的控制设计,提出一种频域反步设计方法。该方法不同于标准的反步法,不是在每一步加一个积分器,而是每一步设计一个输出反馈回路。这样系统将更为紧凑,也更便于实现。每一步的回路都采用H∞设计。为了解决线性化设计可能带来的非线性尖峰现象,控制回路中增加饱和设计。以无动态联系的欠驱动系统为例来进行讨论。因为这类系统是欠驱动系统设计的难点,其相对阶不能定义,且其未建模非线性不能用有界算子来描述,而且还起一种正反馈的作用。改进的递归PCA方法对某型发射机的自适应监测
摘要：针对现有监测手段对时变过程易产生误警且对微弱故障监测力不足等问题,提出一种改进的递归主元分析方法,对时变过程实现自适应监测。以数据块为单位更新主元模型,采用低秩奇异值分解方法完成相关矩阵的递归分解,实现负荷矩阵和特征值矩阵的递归计算,并制定了数据块大小的选取策略和均值、方差的更新策略。同时,引入指数加权思想实现了控制限的递归更新。通过将该方法与其他监测方法应用于某型雷达发射机工作过程的监测并进行对比验证,结果表明该方法能自适应地跟踪过程时变并实时监测故障,降低了误警率;同时,自适应的控制限对微弱故障具有较高的灵敏度,有效地避免了漏报的发生。基于4维Map图的镍氢电池SOC估计方法
摘要：针对现有镍氢电池荷电状态（SOC）估计方法因精确度太低或者对数据、模型参数要求太高而难以实用的问题,提出一种基于4维Map图的电池SOC估计方法。通过大量实验数据,建立镍氢电池SOC与温度、电流和端电压之间的基本Map图,发现在其工作区间20%≤YSOC≤80%内,不同电流、温度条件下的相邻充放电特性曲线基本相互平行。以SOC与端电压之间的关系为基础,分别在电流和温度方向上采用曲线平移的方式插值得到SOC与电流、温度、电压之间的4维Map图模型。利用试验数据进行SOC估计试验,试验结果表明,利用4维Map图模型的SOC估计误差在3%以内,基于4维Map图的镍氢电池SOC估计方法能满足电动汽车电池SOC估计在精确度和易实现性上的要求。水下机器人基于sigmoid函数的软变结构控制
摘要：针对水下机器人滑模变结构控制系统抖振问题,利用具有光滑性和饱和性的sigmoid函数,提出一种水下机器人软变结构控制策略。利用Lyapunov稳定性理论,讨论控制受限情形的水下机器人软变结构控制系统的稳定性,构造基于sigmoid函数的软变结构控制器,给出水下机器人软变结构控制的具体算法。将基于sigmoid函数的软变结构控制策略用于水下机器人仿真实验研究,实验结果验证了该方法的可行性和有效性。与线性控制、饱和线性控制和基于变饱和函数的软变结构控制3种控制方法进行对比仿真分析,分析结果表明,基于sigmoid函数设计的软变结构控制系统调节精确度高、响应速度快,有效地削弱了系统抖振,具有良好的动态性能。基于自适应强跟踪滤波器的汽车行驶状态软测量
摘要：针对汽车底盘控制系统中一些关键汽车行驶状态难以准确直接测量以及测量成本较高的问题，在自适应卡尔曼滤波算法和强跟踪滤波算法的基础上，提出基于自适应强跟踪滤波器的汽车行驶状态估计方法。结合纵向、侧向和横摆3自由度非线性汽车模型，将其应用于汽车行驶状态的软测量之中，并与扩展卡尔曼滤波算法进行比较分析。通过Carsim和Matlab／SIMuuNK联合仿真的双移线试验的结果表明，在非线性区域内，自适应强跟踪滤波器能快速、准确跟踪汽车状态。该算法在估计精确度、跟踪速度、抑制噪声等方面均优于扩展卡尔曼滤波算法，满足汽车状态估计器的软件性能要求。模拟训练机模型简化算法的研究
摘要：在模拟训练机数学模型的仿真计算时,为了提高过程模拟的反应速度,增强人体感官的模拟效果,需要在实际的模型解算过程中,缩短计算模型所耗费的机时。针对模型解算的简化问题,提出一种设计思想,即在过程动态时采用通用滤波器的快速仿真算法,在稳态时采用模型降阶和时矩输出拟合相结合的算法。由六阶系统模型降为四阶模型的仿真结果表明,采用时矩输出拟合的降阶系统在其单位阶跃响应中,输出拟合的精确度范围可达输入幅值的0.05%～5.8%。采用所提出的设计思想,在动态时可以保证仿真的实时性,缩短模型的解算时间,在稳态时又可以提高简化模型的输出拟合精确度。