磁致伸缩对变频器供电永磁电机振动噪声影响
摘要：为了研究变频器供电下磁致伸缩现象对电机振动噪声的影响,以一台2.1k W永磁电机为例,应用有限元计算了不同工作频率下的磁场分布和铁心振动位移,在此基础上分析了铁心周围的声场分布,并对该电机的噪声进行了试验研究。通过理论计算与测量结果的比较,验证该计算方法的正确性,为在设计阶段计算永磁电机振动噪声大小、分布和寻求新的降噪措施,提供了理论依据和计算方法。拆装式PCB型Rogowski线圈的研究
摘要：提出一种可现场组装结构的基于PCB平面型Rogowski线圈的电流传感器。在简单介绍Rogowski线圈基本工作原理的基础上,详细介绍了线圈的组成、结构和工作原理,并对线圈的主要部件进行详细阐述。给出线圈与被测导体之间的互感系数、自感和电阻计算公式。工频测试结果表明：线圈不仅理论计算结果与实际制造出的线圈的测试结果的一致性非常好,而且具有良好的线性输入输出关系和较高的灵敏度。频率特性测试结果表明：线圈可以真实反应被测电流的波形,并且没有明显衰减。拆装式PCB型Rogowski线圈电流传感器的最大特点是可以在不停电的情况下进行现场安装,并且不会影响被测设备的原来运行状态,为PCB型Rogowski线圈在电力系统的推广应用奠定了技术基础。部分遮挡条件下光伏阵列最大功率点跟踪方法
摘要：针对光伏阵列在部分阴影遮挡条件下具有多个局域最大功率点的最大功率点跟踪问题,在详细分析光伏阵列I-V特性的基础上,提出一种新颖的全局最大功率点跟踪方法。该方法根据光伏阵列最大功率点附近电压随电流的增加迅速下降的特点,先以大步长扫描方法锁定到各局域峰点附近,然后再采用P＆O法以小步长跟踪该峰点,最后通过比较搜索到的各个局域峰点的功率来确定全局最大功率点。仿真和实验结果表明所提方法能够准确而迅速地跟踪到全局最大功率点,有效提高光伏阵列在部分阴影遮挡条件下的并网发电输出效率。一种三维磁路永磁电机的集中参数磁路模型
摘要：为了研究一种定子采用类爪极磁极铁心形状及环形集中绕组的三维磁路结构的磁通切换型永磁电机,在对空载静磁场及电枢反应磁场进行三维有限元磁场计算的基础上,根据电机在不同定、转子相对位置时的磁场分布情况,对三维磁路结构进行集中参数磁路模型建模,并推导出节点磁动势矩阵,通过对矩阵进行解析计算以及对计算结果的分析,推导出电机各主要电磁参数的解析表达式并进行计算和分析,通过与三维磁场计算结果相对比,验证了该磁路模型计算方法的正确性。由于可采用集中参数磁路模型计算可以节省大量计算时间,可以更方便地进行三维磁路结构电机的各种参数优化,对其他三维磁路和分析工作也具有参考意义。一种风电场HAPF后向线性谐波电流预测方法
摘要：风电场中谐波源的突发性、随机性给谐波电流治理带来较大的困难。阐述风电场HAPF工作原理,提出基于后向最佳线性预测理论的风电场HAPF谐波电流预测方法。通过求解最佳预测系数满足的正交、正则方程,进而推导出最小后向误差功率方程。定义了前向预测误差和后向预测误差的相关系数,由Levinson-Durbin算法得出最小预测误差及系数的阶更新方程。建立后向线性预测模型,根据现在时刻的谐波电流,通过显示预测控制方法得出前面时刻的谐波电流,为制定后续谐波电流控制方法提供依据。仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。组合磁极无槽PMLSM正弦磁场分析
摘要：针对传统永磁直线同步电机（PMLSM）齿槽效应及单一磁极产生的非正弦气隙磁场引起电机推力波动,使电机性能变差问题,提出一种组合磁极无槽PMLSM,以提高电机气隙磁场正弦度。建立了组合磁极结构模型,采用分层模型法将气隙磁场叠加,研究消除前三次低频次谐波磁场时,其正弦气隙磁场与电机结构参数及材料特性之间的解析关系式。对比分析了组合磁极和磁极未分段时的气隙磁密、空载反电势及其谐波磁场。研究结果表明当组合磁极中各段磁极长度、剩磁比例系数满足确定约束关系时,气隙磁场中三次、五次、七次谐波均为零,能使气隙磁密和空载反电势趋于标准正弦形,有效消除谐波影响,提高电机性能。解析法和有限元法结果一致证明了理论分析的正确性。模块组合式定子永磁电机边端力分析及削弱方法
摘要：针对低速大功率电机过大的体积给其制造、运输、装配和维护带来困难以及可靠性低等问题,提出一种采用不等跨距绕组的模块组合式定子永磁电机结构,实现定子的模块化制作,增强电机的可靠性和容错性。为了提高模块组合式定子永磁电机运行的平稳性和控制精确度,分析其力矩波动的来源,指出由相邻定子模块之间装配、固定及维修所需的缝隙引起的定子边端磁导突变是边端力产生的主要根源,利用Schworz-Christistoffel变换法求取了电机定子模块边端处的气隙磁场分布,有限元分析结果验证了选用方法的合理性。最后对边端力进行了求解,并采用优化定子模块宽度和定子模块铁心轴向错位结构两种方法对合成边端力进行了削弱研究。仿真结果表明了两种方法对于削弱定子模块边端力的有效性。基于改进单相dq变换与形态滤波的电压暂降检测方法
摘要：针对电压暂降特征量检测时存在的实时性差、准确度低的问题,结合数学形态学理论和d-q变换原理提出了一种基于改进单相d-q变换与形态滤波的电压暂降检测方法。研究了改进单相d-q变换算法实现原理,构造了混合形态滤波器,并给出了滤波器结构参数选择依据。仿真分析了方法在理想电压暂降波形和含谐波电压暂降波形下的检测性能,并进行了实验验证。仿真分析和实验验证结果表明运用改进单相d-q变换可以快速准确地得到暂降幅值和相位;形态滤波能够去除检测结果中非直流量,计算量小、精确度高。基于补偿分量的MMC最大调制系数的分析
摘要：针对模块化多电平换流器（MMC）的相间环流问题,提出基于补偿分量的调制方法以便于降低MMC调制系数中的基频分量。首先通过结合实际系统中电容参数设计和换流器的正常运行范围,对MMC子模块电容电压纹波进行取值并求解其最大值,然后分析调制系数中抑制环流的补偿分量与电容电压纹波之间的数量关系,最终得到MMC最大调制系数的取值范围。仿真和实验验证的结果表明,通过对含有补偿分量的最大调制系数范围的确定,系统环流得到了有效抑制,避免了过调制现象的发生,有利于MMC系统的稳定运行。基于轴矩限幅控制的机械谐振抑制技术
摘要：为了探究伺服驱动系统中,由于机械传动装置有限的刚度而引发的机械谐振现象,甚至当振幅较大,超过轴系所能承受的最大转矩范围而引发系统安全问题,在双惯量弹性系统模型基础上,研究速度环控制器的4种不同实现方法的控制性能,即工程设计法、极点配置法、轴矩状态反馈法设计的PI控制器和模型预测控制器。通过4种方法的仿真结果,分析了相应的控制效果,同时验证了模型预测控制为最优的控制策略：在抑制机械谐振的同时,可以在保证系统快速动态性能的基础上,对轴矩实现任意限幅功能,从而加强系统运行的安全性。5kHz交流电压下电极覆盖窄空气隙放电非线性动力学行为
摘要：为了研究电极覆盖下窄空气隙放电非线性动力学特性,以空气介质作为研究对象,建立一维自洽流体力学的气体放电模型,其中包括电子和离子的连续性方程和动量方程,且耦合了泊松方程,研究了窄间隙空气放电过程及其动力学特性。通过求解气隙放电的非线性方程组,获得了频率5k Hz正弦电压下电极覆盖窄空气隙放电非线性动力学行为的时空演化过程,并以二维和三维相图展现了内部放电参量的关系,同时给出了空气间隙电场、电子密度和离子密度的时空分布规律。分析结果表明,当空气隙中电场超过其击穿阈值时,形成放电电流脉冲;随着外加电压幅值的增加,放电电流的幅值和放电电流脉冲数目也明显增加;窄空气隙放电表现出明显的非线性动力学行为特征,介质表面积聚的异性电荷产生反向电场是形成多脉冲放电流脉并触发混沌现象的根本原因所在。双向开关辅助换流的并联谐振直流环节逆变器
摘要：为提高逆变器的效率,提出一种新型并联谐振直流环节软开关逆变器的拓扑结构。直流环节电压可以周期性下降到零,使逆变器的主开关完成零电压切换,同时辅助开关也实现了零电压开关或零电流开关。此外,辅助谐振电路中有2个辅助开关相串联,构成了双向开关。控制该双向开关的通断可以调节逆变器直流环节的零电压持续时间,以方便应用各种灵活的脉宽调制策略。依据不同工作模式下的等效电路图,分析电路的工作原理,给出设计规则,建立辅助谐振电路中各器件的功率损耗和分压电容的电压变化量的数学模型。制作了1台功率为3k W的实验样机,实验结果表明逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关。因此该软开关逆变器可以有效降低开关损耗。变电流反馈的串励直流电动机调压调速控制方法
摘要：针对串励直流电动机在低压运行时易堵转和在高压下重载运行时会严重过载的缺陷,提出一种变电流反馈的串励直流电动机调压调速控制方法。在建立系统数学模型并将其线性化的基础上,分析给出确保系统稳定的设计约束条件。该控制方法的应用表明,串励电动机调速系统的低压驱动能力得到明显提高,并具备了过载保护,且正常运行时系统保持有串励直流电动机的软机械特性。切削温度实时测量传感器及其特性
摘要：为实时测量刀具切削温度,采用热电偶作为感温元件设计一种切削温度实时测量传感器。其中,将热电偶裸线对与刀具熔焊为一体,其热滞后可以忽略;采用两片AD交替采样将采样率提高1倍;采用无线传输解决刀具高速旋转导致的信号引出难的问题;信号采集转换和传输环节采取小时间常数、小尺寸和低功耗设计。传感器特性分析和立铣机床切削温度测量实验结果表明：传感器量程为0~1 300℃,静态精确度为0.6%,分辨力为1℃;截止频率为1.5 k Hz,时间常数为0.408 ms。传感器实现了切削温度实时在线测量,能满足切削温度变化研究与实时监控的需求。一种自适应变分贝叶斯容积卡尔曼滤波方法
摘要：针对应用于非线性系统模型的容积卡尔曼滤波工作性能会受观测噪声参数变化的影响而降低的问题,提出一种自适应的变分贝叶斯容积卡尔曼滤波算法。在每一次更新步骤中,将系统状态与变化的观测噪声统计信息一起作为随机变量,并用变分贝叶斯方法进行估计,在迭代逼近得到噪声方差后,再利用容积卡尔曼滤波对系统状态进行更新。仿真实验证明变分贝叶斯容积卡尔曼滤波算法在非线性系统的滤波问题中能够较好跟踪变化的观测噪声方差,相比容积卡尔曼滤波拥有较好的估计性能。自动锚泊定位系统的张力混合优化算法
摘要：针对半潜式海洋平台定位系统的经济性及安全性问题,提出一种能在保证锚链力场均匀分布前提下,实现海洋平台快速准确定位的新方案。该方案以张力的优化结果作为锚链切换的临界值,同时针对系统的不确定性及海洋环境扰动的特点,设计积分型最优保性能控制器来产生抵抗环境扰动所需的控制力。锚链张力优化方面,参照Memetic算法思想,结合遗传算法与模拟退火算法的优点,构造混合算法来优化锚链的张力分布,提高张力优化速率。最后,以某型号的半潜平台为对象进行仿真分析,结果表明提出的方案均衡了张力场的分布,减小了系统的稳态误差并可以保证系统在参数变化时,保持稳定。基于ELM的机器人自适应跟踪控制
摘要：针对刚性臂机器人系统,提出基于极限学习机（ELM）的两种自适应神经控制算法。极限学习机随机选择单隐层前馈神经网络（SLFNs）的隐层节点及其参数,仅调整其网络的输出权值,以极快的学习速度可获得良好的推广性。在自适应控制算法中,ELM逼近系统的未知非线性函数,附加的鲁棒控制项补偿系统的逼近误差。ELM神经控制器的参数自适应调整律及鲁棒控制项由Lyapunov稳定性理论分析得出,所设计的两种控制算法均不依赖于初始条件的约束且放松对参数有界的要求,同时保证闭环系统跟踪误差满足全局稳定而且渐近收敛于零。将所提出的ELM控制器应用于二连杆刚性臂机器人跟踪控制实例中,并与现有的径向基函数（RBF）神经网络自适应控制算法进行比较,仿真结果表明,在同等条件下,ELM控制器具有良好的跟踪控制性能,显示出其有效性和应用潜力。