Z源逆变器直流链电压滑模控制研究
摘要：提出一种Z源逆变器直流链电压的滑模控制方法.首先指出直通占空比至Z源网络电容电压和直通占空比至直流链电压的传递函数均含有右半平面零点,但基于控制电容电压的间接控制比控制直流链电压峰值的直接控制更为优越;在此基础上,设计了以电感电流误差、电容电压误差和电容电压误差的积分为状态变量的直流链电压滑模控制器,推导了控制律和使系统满足存在条件和稳定条件的滑模系数范围.所设计的滑模控制器比PI控制器具有更快的动态响应,而且工作状态在较大范围变化时可保证系统稳定,鲁棒性强.通过仿真和实验证明了直流链电压滑模控制器的有效性.永磁-感应子式混合励磁电机转子油摩损耗
摘要：以充油运行永磁-感应子式混合励磁电机为对象,对电机转子油摩损耗进行了研究.根据电机结构特点,将电机中光滑转子与齿槽转子分开考虑,采用不同方法分别计算两部分的油摩损耗.基于流体力学理论,采用流体场数值计算方法,重点分析齿槽转子油摩损耗的影响因素,得到了油摩损耗与电机转速和定子内径的数值关系,揭示了温度对转子油摩损耗的影响规律.样机实验结果与计算结果基本一致,验证了计算方法的有效性.换流变压器中典型平板油纸绝缘结构的油流带电特性
摘要：为研究换流变压器油纸绝缘结构在直流电压下的油流带电特性,在实验室内开展了直流电压下典型平板油纸绝缘结构油流带电特性的研究.试验研究结果表明：流速和外施电压对冲流电流的影响与温度有关;在无外施电压作用时,低温下冲流电流随流速呈线性增加、高温下呈幂函数关系增加.外施直流电压对冲流电流具有显著的影响,随外施直流电压的升高冲流电流呈先上升后下降的趋势,峰值电流处的电压随油流速度的提高而上升,随温度的升高而下降.对试验结果的理论分析表明：无外施电压时冲流电流与流速的关系特性受油流状态影响;当有外施直流电压作用时,电场作用下的迁移电流和泄漏电流共同决定了冲流电流的大小;温度通过影响油流状态、油纸绝缘中的电场分布和离子迁移率而影响油流带电特性.基于新型SVPWM的NPC/H桥五电平逆变器共模电压抑制策略研究
摘要：为解决逆变器中共模电压随其电平数增加而幅值增大的问题,以中点箝位H桥五电平逆变器为例,分析共模电压的产生机理,并提出一种基于参考电压矢量分解的新型五电平空间矢量脉冲宽度调制（SVPWM）算法.该算法直接将五电平分解为两电平,避免了先将五电平转化为三电平,再将三电平转化为两电平的繁琐过程且可适用于更高电平.基于该算法设计了一种通过合理选择空间矢量来抑制共模电压的五段式调制方法.理论分析、仿真与实验结果表明,该方法可以将共模电压最大值抑制到单相直流电压源电压值的1/3,比传统SVPWM算法下降了60％;同时,逆变器的开关损耗也得到了减小.小波包与样本熵相融合的PMSM失磁故障诊断
摘要：为了研究永磁同步电机失磁故障最为敏感的特征量和区分故障频率来源,提出采用小波包与样本熵相融合的失磁故障诊断方法,研究该诊断方法的数学机理,并给出小波包分析定子电流频谱的详细步骤和小波包变换后最大能量频率子带样本熵的计算过程,通过比较样本熵的大小,确定故障频率来源.搭建实验平台,采集不同工况下的永磁同步电机定子电流数据,用该诊断方法进行分析,其结果表明,永磁同步电机失磁故障宜取5次、7次谐波作为故障特征量;样本熵的大小因电机运行状态不同而不同,可以确定故障频率来源于永磁同步电机失磁故障.基于状态约束的永磁同步电机的优化控制算法
摘要：针对永磁同步电机位置伺服控制采用的基本反推法存在状态量与控制量无法同时满足饱和约束的问题展开研究.基于永磁同步电机的非线性模型的相关度为三,且可描述成级联形式,研究人员提出运用基本反推法进行基本控制律的设计,但是基本反推法仅考虑控制量饱和约束条件而无法保证状态量在期望的范围内,且其引入的虚拟控制律的微分会导致计算量膨胀.针对这两个问题,首次提出在非线性控制模型中引入命令滤波器的算法,对算法进行数学推导,并通过虚拟仿真验证了算法的有效性.仿真结果表明,与基本反推法相比,提出的控制方案有较优的位置收敛速度和平稳性,能够保证控制量和状态量均在合理的区间内,而且显著地减少运算时间.无桥Dual-Sepic PFC变换器分析与设计
摘要：研究了一种新型无桥Dual-Sepic功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）变换器,该变换器具有升降压功能,且完全消除了传统桥式PFC变换器中的二极管整流桥,减少了电流流通路径中功率器件的数量,提高了变换器的效率.工作于不连续导电模式（Discontinuous Conduction Mode,DCM）的无桥Dual-Sepic PFC变换器具有二极管零电流关断特性,减小了二极管反向恢复损耗和开关损耗,进一步提高了变换器的效率.此外,无桥Dual-Sepic PFC变换器输入电流连续,减小了电磁干扰.对DCM模式无桥Dual-Sepic PFC变换器进行了详细的分析和电路参数设计,仿真和实验结果证实了参数设计的正确性和方案的可行性.基于虚拟同步发电机的船舶岸电电源控制策略
摘要：针对常规岸电电源不能向靠港船舶提供不间断式岸电,且不能接受船舶能量管理系统调度的问题,提出了一种基于虚拟同步发电机模型的岸电电源电力电子逆变器控制策略.通过模型中转动惯量J的引入,使得逆变器具有与柴油发电机相似的电气和机械特性;借鉴船舶电站调速器和励磁控制器基本原理,提出了能适应电力电子式岸电电源的数字功频控制器和励磁控制策略,使逆变器具有与柴油发电机相似的输出下垂特性.在Matlab/SIMULINK环境下搭建了该岸电电源的仿真模型,对其下垂特性和转动惯量对系统的影响进行了分析,最后通过低压小功率实验初步验证了该控制策略的可行性.多相电机定子绕组改进绕组函数的有限元分析
摘要：提出改进绕组函数的有限元算法,解决了改进绕组函数的准确计算问题.根据有限元算法和叠加原理,分析了线圈和多相电机相绕组的改进绕组函数的基本特征,并根据该基本特征研究了多相电机气隙磁动势分布和气隙电感.结果表明,多相电机相绕组的改进绕组函数与绕组函数之间的差别为与多相电机结构有关的函数,电机正常运行时,该函数通常只含偶次谐波,并会影响电机气隙磁动势分布的计算,进而影响交、直轴电感曲线的谐波,但对交、直轴电感曲线的直流分量影响较小,基本可以忽略.直线电机定位力波动的辨识及迭代补偿方法
摘要：针对直线电机在运动过程中受定位力波动影响而在高精度领域应用受限的问题,采用定位力补偿控制的方法提高直线电机的定位精度.在不改变系统结构的情况下,首先利用加速度计采集电机全程定位力波动数据,经过谱分析确定了波动力的模型结构,而后通过递推最小二乘法获取了具体的模型参数,并在模型基础上设计了基于位置的补偿控制器和迭代学习控制器对定位力进行补偿.经仿真和实验结果证明,所提方法可显著降低直线电机运动过程中的定位误差.开关磁阻电机气隙偏心故障综合检测方法
摘要：为了研究开关磁阻电机气隙偏心故障的检测方案,首先基于开关磁阻电机电路方程,推导出电机同相两绕组电流差值与气隙长度的函数关系式,再利用2D-TFEM计算电机处于正常状态及不同偏心等级情况下绕组电流差值,并将不同励磁模式下绕组电流差值转化为矩阵表达式.通过分析矩阵表达式各元素的对称性,提出一种以同相两绕组电流差值为特征量的气隙偏心故障检测方法.该法能够实现偏心故障诊断、故障定位、偏心方向判定及偏心类型辨别的综合检测.仿真与实验结果表明,该法与其他检测法相比,具有较高准确性、可靠性及鲁棒性.两自由度直驱感应电机优化设计及特性分析
摘要：针对两自由度驱动技术多采用两个或者多个旋转电机以及中间传动装置的复杂性,提出一种两自由度直驱感应电机新结构,可以实现直线、旋转及螺旋运动.采用解析算法,初步确定电机的主要参数;采用有限元参数化建模方法对实心转子导电材料、导电层放置位置以及导电层厚度等进行优化.仿真结果表明,转子采用钢铜复合次级材料,钢层外置铜层内置时,电机运行特性最佳.分析了旋转运动部分和直线运动部分堵转（堵动）及突加负载情况的电机特性,分析结果表明该电机性能达到设计要求.基于边界约束RBF网络的SRM磁链特性在线建模
摘要：针对开关磁阻电机（switched reluctance motor,SRM）本体非线性所带来的难以建模的问题,研究了SRM的磁链特性在线建模.在分析边界约束RBF网络（boundary constraints radial basis function,BC-RBF）的拓扑结构与学习算法的基础上,提出了以DSP为控制核心的SRM磁链特性在线建模方法,搭建了磁链特性在线建模实验平台.18.5kW和132kW两台样机的在线建模实验结果表明,该方法能够实现不同功率等级下SRM磁链特性在线建模,建模误差小于0.01Wb,该方法通过转速开环恒定电流方式在线检测获得电机原始数据,因而无需增加额外硬件检测设备,具有可行性和可移植性,为开关磁阻电机的磁链特性建模提供了一种易于实现的方案.基于粒子群优化神经网络观测器感应电机定子电阻辨识
摘要：针对感应电机模型参数时变性突出的问题,提出一种基于粒子群优化神经网络观测器感应电机定子电阻辨识方法.该方法首先通过构建一个含待辨识参数的非线性函数,然后根据神经网络的一致逼近任意非线性连续函数的性质,利用RBF神经网络逼近这个非线性函数,并在此基础上构造自适应观测器.采用伪降阶观测器结构,减少了参数辨识的计算时间;用粒子群优化算法对神经网络参数进行优化,提高了神经网络的收敛速度和逼近精确度.仿真和实验结果验证该方法鲁棒性强,动态性能好,具有较好的辨识效果.航天器姿态跟踪系统自适应滑模控制
摘要：针对刚体航天器存在外部有界干扰问题,结合自适应控制方法和滑模控制方法的优点,提出并设计了自适应滑模控制器.由于引入自适应律可以实现对外部干扰的在线估计,提高了控制律对外部干扰适应能力,体现了用自适应滑模方法设计的控制器对外部干扰的鲁棒性.将经典滑模控制器中的符号函数用双曲正切函数替换,消除了系统产生的抖振.最后将设计的控制器应用于航天器姿态跟踪控制中,并用Lyapunov稳定性理论分析了闭环系统的渐进稳定性,仿真结果表明该方法对系统外部干扰的影响具有良好的鲁棒性,设计的该控制策略可以实现高精度航天器姿态跟踪控制.强跟踪自适应CKF及其在动力定位中应用
摘要：针对容积卡尔曼滤波（cubature Kalman filter,CKF）在动力定位系统存在不良测量及船舶运动模型不确定时滤波精确度下降甚至发散的问题,提出一种强跟踪自适应CKF算法.利用新息协方差匹配原理,建立对系统的不良测量具有鲁棒性的自适应CKF.基于强跟踪滤波（strong tracking filter,STF）的理论框架和自适应CKF算法,构建强跟踪自适应CKF,该算法克服了标准强跟踪滤波的理论局限性,兼具STF与自适应CKF的优点,在系统存在模型不确定性及不良测量时具有良好的鲁棒性和滤波精确度.通过仿真验证了所建算法的有效性.三相电压型变换器不确定性建模及滑模控制方法
摘要：针对滑模控制严重抖动问题,提出一种带干扰观测器的滑模控制方法,用于控制三相电压型PWM变换器电流内环的电流.推导出在两相同步旋转坐标系下含干扰的PWM变换器数学模型,考虑到建模误差和两相电流之间的耦合关系,得到了含不确定项的全二阶解耦系统模型.设计的比例与常值切换相结合的滑模控制器和基于误差跟踪的干扰观测器可以用于对模型的不确定项进行观测,通过构造李雅谱诺夫函数得到了控制与观测所需的参数设计条件.针对3种不同的不确定因素进行了仿真.结果表明,与PI控制、普通的滑模控制相比,提出的含干扰观测器的滑模控制方法在控制精度、鲁棒性以及稳定性方面有明显的优势.