光伏逆变系统中的ZVS升压变换器
摘要：针对两级式单相非隔离型光伏并网逆变器的前级电路，研究了一种新型的ZVS（zerovolt—ageswitch）Boost升压变换器电路拓扑。通过增加一个开关管、谐振电感、吸收电容及两个二极管组成辅助电路，实现了Boost升压变换器电路中主开关管及所增加的辅助开关管的零电压导通与关断，从而减小了系统的开关损耗。分析了ZVSBoost升压变换器电路拓扑的工作原理，探讨了谐振电感与谐振电容、吸收电容的定量关系及选择条件，对所研究的ZVSBoost电路拓扑进行了软件仿真与实验验证，结果表明该拓扑工作在开关频率为20kHz、功率为2．5kW时，所提出的两级式单相非隔离型光伏并网逆变器的整机效率可以达到97．16％。基于PWM整流器的电机控制器老化测试系统
摘要：针对传统电机控制器老化测试系统能耗高，使用不便的问题，提出一种新型电机控制器老化测试系统解决方案。结合电机控制器内部结构与PWM整流器控制算法，利用三相PWM整流器作为电机控制器的电子负载，代替真实电机。建立了系统数学模型，并进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明，新系统能够满足电机控制器老化测试的要求，工作正常。与传统老化测试系统相比，无电机运行损耗，节能30％左右。开关磁阻电机改进型简化磁链无位置传感器技术
摘要：针对简化磁链方法只能实现单相轮流导通，不利于电机出力的问题，提出一种基于特征位置磁链的改进型简化磁链开关磁阻电机位置估计方法。根据电感、转子位置、磁链三者之间的关系，以电感曲线的交点为特征位置，用实时计算得到的磁链与特征位置磁链比较获取转子位置信号。为更进一步简化位置估计算法，提出一种五点法磁链优化模型来自动生成特征位置磁链方法，并通过理论仿真分析，对五点法磁链模型进行了优化设计，该方法省去了实测磁链和创建磁链数据表的繁琐过程。实验结果验证了该方法的正确性和可行性。锂电池储能系统充放电的双闭环自抗扰控制器设计
摘要：针对锂电池储能系统（batteryenergystoragesystem，BESS）具有非线性、时变、强耦合的特征，以及模型误差和不确定外扰对系统控制的影响，基于自抗扰控制（activedisturbancerejectioncontrol，ADRC）技术对BESS充放电控制策略与实现进行了研究。首先建立了适用于自抗扰控制的BESS数学模型；然后提出了BESS自抗扰控制一般设计方法；最后设计了BESS双闭环自抗扰控制方案，并在PSCAD／EMTDC环境中构建了仿真模型，比较分析了采用传统PI控制和自抗扰控制时BESS的动态性能。仿真结果表明，双闭环自抗扰控制下的BESS充放电控制，在充电电压／电流等参考值变化、电网电压波动以及系统参数变化等工况下，相比传统PI控制，均具有更好的动态品质和抗扰动能力。永磁同步直线电机电流预测控制优化设计
摘要：针对光刻机工件台中的永磁同步直线电机伺服系统需要高跟踪精度和高频响等问题，电机驱动控制系统的电流内环应具有快速响应能力。为了研究高动态性能的电流环控制策略，提出一种基于空间矢量脉宽调制技术，并通过引入修正因子来优化电流预测控制的算法，在保证对电流指令稳定跟踪的同时，提高了电流环的动态性能，有效地解决了传统的电流预测控制策略中稳态特性和动态特性之间的平衡问题，适合应用在要求电流环具有高动态特性的场合。构建了系统仿真模型和基于FPGA的实验平台，仿真和实验结果表明该优化算法的正确性和实用性。永磁直驱风电系统速度辨识方法分析及比较
摘要：分析并比较用于永磁直驱风电系统的4种典型无速度传感器辨识方法，即基于反电势的锁相环（backEMFbasedphase—lockedLoop，EPLL）方法、基于端电压的锁相环（voltagebasedphase—lockedloop，VPLL）方法、磁链积分方法（fluxintegrationalgorithm，FIA）和简化卡尔曼观测器（simpli—fledKalmanobserver，SKO）方法。由于系统的非线性特性，首先分析了不同辨识算法下系统的小信号稳定性和稳态特性，以比较不同算法稳态特性的差异；其次，通过Matlab／SIMULINK时域仿真和硬件实验，一方面验证了文中理论分析的结果，另一方面进一步揭示了不同控制算法的动态性能、算法复杂度、参数依赖性以及对系统运行效果的影响。结果表明：EPLL是适用于兆瓦级永磁直驱风电系统的辨识策略；FIA与EPLL相比算法较为复杂；VPLL需要更多的参数且控制性能比EPLL或FIA差：SK0方法实现最为简单，但控制效果差于其他3种方法。无位置传感器无刷直流电机闭环起动方法
摘要：针对无位置传感器无刷直流电机起动性能易受负载影响的问题，提出了一种基于直接反电动势的闭环起动新方法。起动包括预定位、加速和切换运行3个过程。分析了加速过程中依据非导通相端电压进行换相的原理，提出了换相点端电压阈值的确定方法。加速过程中，在PWM周期中的ON时刻采样非导通相端电压，并与设定的端电压阈值进行比较来确定换相点；切换运行状态下，通过检测非导通相反电动势过零点延时30 电角度来确定换相点。该方法实现了电机起动过程中位置的闭环控制，因此在不同的负载下均能顺利起动，并且检测电路简单、成本低，便于实现。实验结果表明了所提方法的有效性。微燃机效率优化运行及全工况状态反馈控制
摘要：针对微型燃气轮机（简称微燃机）经典控制稳定性差的问题，提出全工况稳定的状态反馈控制策略和固定衰减特性状态观测器。建立较为准确的微燃机非线性数学模型，该模型能够通过解析的方法反映出微燃机中压气机和透平全工况效率和流量的特性。利用转速变化对微燃机效率影响的规律，提出微燃机效率最优的变转速运行方式。利用这种运行方式进行微燃机数学模型的分段线性化，基于此设计了全工况稳定的状态反馈控制器，设计固定衰减特性状态观测器对不可测量状态变量进行估计。仿真结果证明所建模型与CapstoneC30数据具有很好的一致性，系统全工况运行具有较强的鲁棒性，观测器误差较小。一种H桥级联型PWM整流器的电容电压优化平衡控制
摘要：针对传统的H桥级联整流器的电容电压的平衡控制策略下，H桥单元因投切频繁，器件的开关频率较高，带来较大的开关损耗的问题，本文提出了一种H桥级联型整流器的电容电压优化平衡控制策略。该方法设置了直流电容电压保持区间，在该区间内，H桥单元的投切状态保持不变，而在该区间之外，H桥单元的投切状态恢复。本文所提出的电容电压优化平衡控制策略能够有效降低开关器件的开关动作次数，仿真和实验验证了所提出理论的正确性和控制策略的可行性。一种改进单步差拍控制在APF中的应用与分析
摘要：针对有源滤波器的控制方法中传统差拍控制法未考虑APF系统内部构造的固有延迟，双步无差拍控制法存在计算量大、灰色预测误差有风险等不足，结合单步差拍控制的概念提出一种改进控制方法。根据APF上一时刻的输出电流和当前时刻开关状态的特点，采用经典电路理论建立差分方程，计算出APF的预测输出电流。分析采样实测谐波电流与预测谐波电流的灰色关系，计算出单步灰色预测的谐波电流值。通过建立含预测输出电流与预测谐波电流关系的目标函数，得到下一时刻的开关控制模式。对实验波形的计算结果表明：采用灰色预测单步差拍控制方法的电源电流畸变率下降到3．35％，谐波总含量降低至1．2278A，谐波含量少于其他两种控制方法，预测精度得到提高。减小占空比丢失磁集成结构的单相升压逆变器研究
摘要：针对全桥单相升压逆变器中移相控制产生的占空比丢失问题，提出了将高频变压器和耦合滤波电感进行集成的磁集成结构，集成磁件不仅减小了体积提高了逆变器功率密度，还能快速消减原边循环电流进而减少占空比丢失以降低谐波含量，保证逆变器输出电能质量。推导了高频变压器和双电感集成结构的数学模型，分析了采用了集成磁件的DC／DC级的移相全桥电路的工作原理，包括开关模态分析和减少占空比丢失的原理，并分析了DC／AC级逆变桥输出交流电的工作原理。通过实验样机验证了逆变器的功能特性，采用集成磁件后，体积明显减小，效率大于85％，谐波含量小于5％，性能满足要求。高频链TSMC的双极型空间矢量调制
摘要：针对传统双级矩阵变换器电压传输比最大只能为0．866的问题，研究了高频链双级矩阵变换器（TSMC）的拓扑结构，它是从常规双级矩阵变换器发展而成的一种新型功率变换器，具有功率密度大，传输损耗低的特点，不仅可以实现输入输出级的电气隔离，还可以使电压传榆比达到并超过1。本文提出了高频链TSMC的双极性空间矢量调制策略，即输入级双极性电流空间矢量和输出级双极性电压空间矢量相结合的协调控制策略，系统可实现输入级的零电流换流，高质量的输入电流和输出电压／电流，以及可调的输入功率因数。仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。弹载滚转稳定平台的扰动和速度补偿控制
摘要：为提高弹载滚转稳定伺服平台的性能，提出一种基于扰动和速度双补偿弹载滚转稳定平台伺服电机复合控制策略。电流环上增加扰动观测器观测伺服平台的负载扰动，观测值前馈到电流环控制端，实现扰动实时补偿控制；利用速率陀螺信号与伺服电机速度信号来计算载体转速，将其通过速度前馈控制器前馈到速度环控制端，实现对载体速度补偿控制。实验结果表明，补偿复合控制策略能够增强平台抗干扰能力，提高稳定平台精度。软开关双向DC-DC变换器控制模型
摘要：针对在大功率能量存储场合适用的非隔离双向DC—DC变换器一般存在着开关损耗大、断续工作时寄生振荡等问题，研究了非隔离双向DC—DC变换器的基本原理，为了提高系统的功率密度减少系统损耗，半桥变换器的开关管互补导通，并工作在电感电流断续过零状态以实现软开关。对采用超级电容的双向变换器进行了定量分析，分析并计算了主电路电感与电容参数。同时，通过对双向变换器的控制模型的分析，对超级电容采用恒流充电、恒流恒压放电的策略，实现了双向DC—DC变换器双向工作的稳定。在以上理论分析的基础上，搭建了实验样机进行实验验证，仿真和实验结果验证了本文控制模型分析的正确性。爆胎汽车的轨迹跟踪与稳定性控制
摘要：通过对高速公路环境中爆胎汽车运动特性的分析，提出了基于主动前轮转向一差动制动的协调控制方法。根据爆胎汽车存在多变量、参数时变等复杂特性，以及执行机构饱和等约束条件的特点，采用模型预测控制方法设计主动前轮转向控制器实现汽车爆胎后的轨迹跟踪控制，同时通过对后轮进行差动制动提供内环控制输入以保证爆胎汽车的侧向稳定性。在高精度汽车动力学仿真系统中的验证表明，与仅采用主动前轮转向控制相比，爆胎汽车能够在较小的前轮转角控制作用下以很小的侧向偏移保持在原车道继续行驶，稳定性也得到提高。电动化底盘动力转向系统多工况切换控制策略及性能试验
摘要：针对电动化底盘动力转向系统（electricpowersteering，EPS）的多工况特征和协调不同工况下转向性能的要求，建立了EPS系统动力学模型和汽车三自由度转向模型，建立了EPS系统动态行为描述。设计了EPS系统的切换控制结构，针对助力工况、回正工况和阻尼工况分别设计了柔性PID控制算法、模糊PID控制算法和Bang—Bang—PID控制算法，在不同的工况下采用相应的控制算法实时切换和协调控制。设计了1／4试验台架，进行了输入／输出特性试验、输入转矩／电动机电流特性试验和助力特性试验。结果表明：输入／输出特性的左右对称度〉90％；输入转矩／电动机电流特性的左右对称度〉90％，回程迟滞∈[0．2，0．8]，非灵敏区∈[0，2]，最大电流∈[30，35]；原地转向时的转向轻便性提高了69．6％，5km／h时的转向轻便性提高了56．2％，随着车速的增加，汽车EPS系统的助力效能降低。直驱式液压伺服系统建模及变增益滑模控制
摘要：针对直驱式电液伺服系统位置跟踪问题，提出一种变增益滑模变结构控制器设计方法。该方法在常规滑模控制基础上引入放缩因子，有效地消弱了参数时变性和干扰不确定性对系统的影响，同时消除了滑模控制输出的抖动问题。考虑该系统模型中具有零点非连续不可导函数sgn（S）以及系统多目标跟踪要求，建立了具有驱动子系统、换向子系统和液压伺服子系统动力学模型。仿真结果表明该方法可以减小跟踪误差，消除抖动，缩短滑模到达时间，增强了伺服系统的动态性能和鲁棒性。《电机与控制学报》简介
摘要：《电机与控制学报》是由哈尔滨理工大学主办的立足国内、面向国际的专业性学术期刊，旨在反映国内外电气工程、控制科学与工程领域中最新的重要研究成果和具有创造性的学术成果。《电机与控制学报》的前身为《哈尔滨电工学院学报》，于1959年创刊，1997年更为现名，2007年入选美国《工程索引》（ElCompendex）收录期刊，现为月刊。