电子信息工程专业人才培养模式探讨

针对电子信息工程专业特点,特别是新世纪对电子信息类专业人才的需求,从电子信息工程专业教学、实验以及教学观念思想三个方面的人才培养问题进行了探讨。提出教学方面需要整合专业课程,从专业基础课、技术型专业课和研究型专业课三个方面优化教学结构,在教学方法、教学模式上进行创新;实验体系改革既需要强调基础,又需要紧跟时代发展,有选择的适应社会对多方面人才的需求;最后对电子信息工程专业教学观念改革进行了总结。

面向现代控制理论实验教学的倒立摆虚拟仿真系统

针对现代控制理论实验资源紧张问题,提出一种基于倒立摆机理模型的开放式虚拟仿真系统开发方法。首先,根据装置机理建立倒立摆系统的状态空间模型;然后应用LabVIEW软件绘制倒立摆装置操作界面,并编制后台程序实现其模型仿真;最后利用OPC技术实现虚拟仿真系统变量数据的共享,以方便学生测试控制算法。该仿真系统不但具有良好的人机交互界面,能够较好地模拟真实实验装置,而且具有很好的开放性,为学生自主编程留下了充足空间,有助于其创新能力培养。

综合录井信息共享方法的研究与探讨

在简述综合录井信息作用、采集与输出格式的基础上,针对目前不同型号综合录井仪数据格式不统一的弊端,对几种常用综合录井仪的数据输出形式和存储格式进行了分析和研究,参考已有的井场信息标准,提出了录井信息共享系统的初步设想,将综合录井源数据转换成标准格式的目标数据,保存到与之相对应的综合数据库中,通过网络实现信息共享。

钻机混合型静止无功补偿控制器的研制

为提高电驱动钻机的功率因数,设计了TSC+TCR混合型静止无功补偿控制器。采用DSP和单片机相结合的双CPU方案,通过傅立叶变换分析无功和谐波情况,以无功为控制量投切电容器并触发电抗器,实现了对无功动态实时的补偿,避免了过补偿和投切振荡。与常见的晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器相比,该无功补偿控制器损耗小,并且可以对无功进行连续的调节。试验结果表明,该控制器计算精度高,响应速度快,动态性能好,无功补偿效果好,可以提高钻机的功率因数,增强钻机进行高负载钻井作业的能力,具有较好的应用前景。

一种新型电压空间矢量PWM控制技术研究

由于目前较为成熟的三相异步感应电机控制常采用两电平PWM变频控制,其输出电压中除基波外,还包含有大量的谐波分量,造成电压波形的畸变,因而运行效率较低,浪费了大量的电能。文中介绍了采用电压空间矢量PWM控制技术来控制电机的方法,与传统的PWM方法相比,可以减小转矩脉动和铁损耗,并可提高电源电压的利用率,从而实现较好的节能效果。

游梁式抽油机多模式控制系统设计与开发

为应对抽油机生产过程中复杂多变的工况,设计开发了游梁式抽油机多模式控制系统。该系统通过获取抽油机的电参数与位置信息,利用变频技术实现抽油机的恒速、上快下慢、上慢下快和功率随动等多种运行模式。结合开发的上位机软件能够实现抽油机状态信息的实时显示与存储。现场试验结果表明:多模式控制系统能够有效消除抽油机启动过程中带来的电流冲击,试验中的一口井在功率随动模式下运行,综合节电率达到10.4%。通过变更油井运行模式,多模式控制系统能够实现抽油机在多种复杂工况下高效、稳定、经济运行,具有较高的应用价值。

带LC滤波器的永磁同步电机控制系统及策略研究

永磁同步电机(PMSM)通常采用不带输出滤波器的PWM逆变器直接驱动,但随着电力电子器件趋于高频化,长线效应更加严重,由此带来的过电压问题严重威胁电机的绝缘安全。针对这一问题,采用逆变器带输出LC滤波器的方式,可以滤除开关次电压谐波使输出电压正弦,但电容支路的存在导致逆变器侧电流和电机侧电流存在偏差,因此提出一种逆变器侧电流反馈(ICF)加基波电容电流补偿的控制方法,并采用基于二阶广义积分器(SOGI)的电容电压微分算法求取电容电流基波分量,实现对电机侧电流的准确控制;分析控制方法的稳定性并给出调节器设计的稳定范围。最后通过Matlab/Simulink仿真证明了本文所提控制方法的有效性。

考虑内部耦合的模块化多电平换流器建模与控制方法

模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)控制方法由传统的两电平电压源逆变器发展而来,但是现有的大多数控制方法在控制的过程中忽略了内部一些耦合因素,这会导致系统控制效果变差,影响系统动态性能等。为减小控制器设计难度,提高模块化多电平换流器运行性能,分析了交流侧电流与内部不平衡电流以及子模块电容电压之间的耦合关系。在三相静止坐标系下提出一种基于补偿的解耦策略,消除内部不平衡电流控制以及子模块电容电压的影响,在旋转坐标系下消除d轴和q轴电流的交叉耦合项,实现有功功率和无功功率的完全解耦。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,验证了所提出控制策略的有效性。

游梁式抽油机节能改造控制系统研究

针对两电平控制抽油机电动机时其输出电压中含有大量谐波分量，造成电压波形畸变，运行效率较低，浪费电能的问题，采用电压空间矢量PWM控制方法控制电动机，并且以80C196KC单片机为控制核心的电压空间矢量变频调速为控制系统。整个系统控制软件分为主程序模块和软件定时器中断模块，主程序模块由初始化模块和循环扫描模块组成，初始化模块负责各运行参数的预设值以及从数据存储器读取用户的设定值。现场应用表明，系统节能效率比工频运行时提高16％～39％，综合节电率达34．66％，增产节能效果显著。

基于PLC的电气控制系统在粉煤灰蒸压标砖生产线中的应用

研制了一种粉煤灰蒸压标砖生产线，并针对其工作特点，提出了一种基于PLC的标砖生产线电气控制系统。分析了系统的控制要求及组成结构，设计了系统硬件分布式三层结构，完成了PLC现场控制程序和上位机监控程序设计。现场运行证明，本系统具有性能可靠、自动化程度高、操作方便和环保节能等优点。具有良好的社会效益和经济效益。

一种三相Vienna整流器的改进滑模控制策略

针对三相Vienna整流器的非线性系统,为进一步改善其稳态与动态特性,基于三相Vienna整流器的非线性数学模型,引入自适应陷波器(ANF),设计一种改进型滑模控制方法。在两相旋转坐标系下,采用基于改进趋近律的滑模变结构控制器;为了准确获取电网电压幅值与相位,引入ANF来提升滑模控制器的控制性能,应对电网运行过程中的电压波动。基于Matlab/Simulink环境建立仿真模型,并研制了三相Vienna整流器实验样机,仿真和实验结果验证了改进滑模控制策略的正确性和可行性。

基于DBFNN的非线性自适应控制在CSTR中的应用

讨论了一类放射非线性系统的自适应控制问题。首先对于利用方向基神经网络（DBFNN）对系统的不确定性进行建模。所得到的系统模型作为对象的数学模型用来设计控制器。首先设计了反馈线性化控制器,为了克服建模误差的影响又引入了内模控制机制。证明了只要网络的学习精度足够高,所设计的闭环系统是最终一致有界的。把所设计的控制策略用于CSTR的控制中,仿真结果表明了所设计的控制器有效性。

新工科背景下突出工程教育的电气专业实践体系

针对新工科建设中的先进工程教育理念,详细分析了电气工程及其自动化专业的实践教学体系中急需解决的问题。将实践课程分门别类,优化实践内容,建立了以工程教育为导向的电气专业实践体系。实践教学中采取适当的教学模式、教学方法、考核方式,配合实验室和实习基地的建设,实现学生多种工程素质能力的提升,满足新工科背景下工程教育培养的目标和要求。

关于提升大学生阅读质量的若干思考

当前,大学生阅读质量偏低问题变得日益凸显,很多大学生存在着不读书、选择的读物质量较低或者无法进行深入阅读等现象。教育者需要挖掘大学生阅读质量较低的内外因素,有计划、有目的地开展读书教育,通过加强思想引领、学业指导、人文教育以及大学生自我教育等途径,积极引导大学生树立正确的读书观,养成良好的读书习惯和品格,提升大学生的阅读质量和水平,从而进一步提高大学生思想道德品质和人文素养。

电子信息创新实验教学改革方法探索

针对电子信息学生毕业后不能很快进入专业角色,工作能力差的问题,找出问题的原因,提出一种理论联系实际新的实验教学改革方法。通过开发创新性实验内容,发展学生自主设计学习的思想等手段,培养学生系统总体设计、硬件系统设计以及响应的软件开发能力,以适应创新人才体系教育的需要。

基于结果思维的大学生科技创新能力培养机制构建

培养大学生科技创新能力是提高大学生综合素质的重要内容,需要遵循"由浅入深、循序渐进"的规律。目前,常见的开放式大学生科技创新能力培养机制不能有效分析和解决培养结果存在的问题。我们可以运用结果思维,构建闭环式大学生科技创新能力培养机制,在整体把握培养目标与培养结果的同时,将两者之间的偏差引入不同培养阶段的调控过程中,以更有效地培养大学生的科技创新能力。

基于LabVIEW的过程控制实验平台开发

基于LabVIEW开发了A3000的实验平台,以进行虚拟仿真控制和实时通信控制实验教学。建立了A3000水箱系统的机理模型,完成了调节阀、变频泵和水箱特性等重要参数的测量和辨识,建成流量调节阀单回路控制、双容串级控制、下水箱前馈反馈控制、比值控制和扩展范围的分程控制等5个控制仿真实验平台。平台采用模块化设计,通过OPCserver与实际A3000装置进行通信,实现了实时控制。

一种新型抽油机电机电压空间矢量PWM控制技术研究

油田采油设备使用大量的游梁式抽油机,其电机一般均使用三相异步感应电机,由于目前较为成熟的抽油机电机节能控制常采用两电平PWM变频控制,其输出电压中除基波外,还包含有大量的谐波分量,造成电压波形的畸变,因而运行效率较低,浪费了大量的电能。文中介绍了采用电压空间矢量PWM控制技术来控制抽油机电机的方法,与传统的PWM方法相比,可以减小转矩脉动和铁损耗,并可提高电源电压的利用率,从而实现较好的节能效果。

一种基于T-S模型的模糊预测控制

提出了一种基于T-S模型的模糊预测控制策略。T-S模糊模型用来描述对象的非线性动态特性,通过当前的工况参数实时在线的修正每一时刻的阶跃响应模型参数,将模糊模型作为常规线性预测控制DMC方法的预测模型,从而把T-S模型对复杂的非线性系统的良好描述特性和预测控制的滚动优化算法相结合,来实现利用常规线性预测控制策略对非线性系统的有效控制,有效地解决了复杂工业过程的强非线性问题。pH中和过程的仿真结果表明其性能明显优于传统的PID控制器。

基于加权L_2-Hausdorff子空间距离的MPC控制回路性能诊断

针对当前MPC控制回路性能评价方法无法准确定位性能下降源的问题,提出一种基于加权L2-Hausdorff子空间距离的控制回路性能诊断方法。该方法引用恶化性能子空间表征各个性能恶化工况下的回路特征,通过基于模型预测残差的闭环潜能指标实时监测控制回路性能。当发现性能下降时,构造加权L2-Hausdorff子空间距离来度量当前回路性能模式与已知性能模式的相似度,通过距离聚类来定位回路性能下降的恶化源。最后,通过连续搅拌加热器(continuous stirred tank heater,CSTH)上的仿真实验,验证了所提方法的有效性及可靠性。