适用于MMC低频控制的三相建模模型预测控制

模块化多电平变换器(MMC)运行于低频工况时,子模块电容电压波动会急剧增大,严重威胁MMC系统的安全运行。为解决这一问题,此处提出一种基于三相建模的模型预测控制(MPC)策略。该策略分为2个阶段,第一阶段考虑MMC桥臂相间的相互作用,通过三相建模和整体寻优方式,可实现输出电流的控制,并有效降低计算量;第二阶段提出环流抑制策略,实现低频电压纹波抑制的同时减小环流波动,降低系统损耗。最后通过Matlab/Simulink仿真结果以及实验验证了所提控制方法的可行性与有效性。

一种适用于模块化多电平换流器的多阶段模型预测控制方法

模块化多电平换流器(MMC)具有可扩展性强、输出电能质量高等优点,在电能传输领域受到了广泛的关注。针对传统模型预测控制权重因子设计复杂、桥臂环流谐波分量大等问题,文中提出了一种多阶段模型预测控制(MSMPC)方法。所提出MSMPC方法包括三个阶段:1)第一阶段获得输出电流跟踪的参考控制选项,实现交流电流控制;2)第二阶段通过引入两个环流因子来计算前阶段控制中上、下桥臂的子模块(SMs)的最优数量;3)第三阶段提出一种子模块预测电压分组排序方法,可有效减少电压排序次数和降低开关频率。与传统的MPC方法相比,所提出的MSMPC方法避免了权重因子设计,提高了环流抑制的性能,同时降低了控制器的计算量。通过仿真和实验结果验证了所提MSMPC方法的有效性。

Epstein分布非磁化等离子体隐身的FDTD分析

用一种新的色散介质的FDTD算法称为分段线性电流密度递归卷积FDTD算法(PLCDRC)分析了非磁化等离子体的隐身技术。通过计算等离子体平板对电磁波的反射和透射系数验证了该算法的高效性和高精度。计算了电子密度Epstein分布的不均匀非磁化等离子体覆盖目标的隐身效果。

等离子体隐身技术的WKB方法

研究了非磁化等离子体的碰撞吸收隐身技术机理。用WKB方法给出了垂直入射、斜入射情况下,非磁化不均匀等离子体密度覆盖导体平板的等离子体对不同频率电磁波的反射系数。给出了不均匀非磁化等离子体密度、等离子体碰撞频率、电磁波频率与碰撞吸收的关系。

等离子体分段线性电流密度递归卷积时域有限差分算法数值误差分析

推导了新型高效求解适合等离子体介质麦克斯韦方程的分段线性电流密度递归卷积时域有限差分(PL-CDRC-FDTD)算法的三维(3-D)数值色散关系,通过与解析折射率的比较,得到数值折射率的实部与虚部的相对误差。并且讨论了数值折射率的实部与虚部的相对误差与不同参量(电磁波频率、等离子体频率及碰撞频率)之间的关系。

基于光子晶体多模波导的1．31／1．55μm双波长功分器的设计

设计了一种基于光子晶体多模波导的双波长光功分器,该器件能同时实现1.31μm和1.55μm两种通信波长的光信号功率的平均分配,整个器件长度仅为15μm,是已报道的常规结构的182分之一。根据导模传输法,讨论了对称入射时光子晶体多模波导中的自映像效应,采用时域有限差分法模拟了光场在波导中的分布,入射场的单重像和二重像交替在波导中周期性地出现。并讨论了功分器的输出效率,及输出效率随位于单模波导与多模波导联结处的介电柱位置变化而产生的变化。

含色散介质的一维光子晶体微腔中简正耦合模的物理图像

对一维光子晶体中的色散介质采用洛仑兹振子模型,对线性层及色散δ层均采用传输矩阵的方法,研究了一维含色散介质的光子晶体微腔中的简正耦合模。通过改变洛仑兹振子和微腔之间的失谐频率,分析了简正耦合模频率的变化情况。在失谐频率比较大时,光与洛仑兹振子间的耦合作用较小,简正耦合模中的一个接近腔模频率,而另一个则接近洛仑兹振子的共振频率;在失谐频率比较小时,光与洛仑兹振子间的耦合作用较大,简正耦合模与未耦合的腔模频率和洛仑兹振子的共振频率之间的差别较为明显。最后通过引进该结构的复有效折射率,对含色散介质的系统,由于带隙中间的共振模被湮灭并分裂为左右两个耦合模,其复有效折射率虚部在原共振峰处跃变为一较大值,而在新生成的两个耦合模附近趋近于零,光与色散介质相互耦合而形成的腔极化激元的物理图像十分清晰。

定向耦合型超微多路光分束器的设计

定向耦合器由多个光子晶体单模波导平行、邻近放置构成。在输入光场对称入射时,根据自映像原理数值分析了光在其中的传播行为。基于此结构,以3通道为例,设计了超微多路光分束器,仅仅通过对称地改变耦合区中两个介质柱的折射率,使光场在横向发生重新分布,实现了输出能量的均分或自由分配。这种调制方法简单且输出效率更高。

基于三角晶格光子晶体多模波导1×2分束器的优化设计

依据自映像原理,设计了一种基于三角晶格光子晶体多模波导的1×2分束器。采用时域有限差分法模拟了光波在分束器中的传播行为,并计算了分束器的传输效率。结果表明,仅仅通过改变多模波导与输出波导联结处的介质柱的位置对结构进行优化,便可大大提高分束器在工作点频率处的传输效率和带宽,其多模耦合区的长度可低至3.1μm。因而本文所设计的分束器具有更小的器件尺寸和更高的传输效率,易于大规模集成的实现,在未来的集成光路中具有广泛的应用价值。

CCD等厚干涉实验仪的研究

采用显微光学系统取代读数显微镜,构成新型的CCD等厚干涉实验仪。通过计算机图像处理技术来补偿因视场扩大带来的条纹分辨率降低的影响。实验测试比较显示,CCD等厚干涉实验仪具有实验观察效果好和采集数据更方便的优点。

新型精密电解铝控制系统的研究

为解决工业电解铝生产存在的缺陷,提出了一种新型的电解铝制备方法——精密控制的电解铝生产。阐述了精密控制电解铝的多阳极管理理念,设计出多阳极电解铝控制系统。采用精密控制电解铝生产,可以使多阳极电流、能量均衡分布,表现出节能减排的特点。电解铝生产愈来愈有大型化的趋势,而精密控制电解铝生产是大型、超大型电解铝企业的最佳选择。

光子晶体环形谐振腔大角度超微多路光分束器的设计

将环形谐振腔邻近放置在光子晶体直波导两侧构成环形谐振器,利用平面波展开法及时域有限差分法,数值分析了该系统中光的传播行为。基于此结构,以三、四通道为例设计了大角度超微多路光分束器。仅通过改变环形谐振腔中耦合介质柱的半径,便可使光场发生重新分布,实现输出能量的均分或自由分配。在同样保证多路和高传输效率的条件下,该结构与常规波导定向耦合型分束器相比,还可实现光束的大角度分离。

一种新型的光子晶体偏振光分束器的设计

基于光波在直波导和复合结构光子晶体中的传播特性,结合平面波展开法和时域有限差分法,提出并讨论了一种新型的超紧凑的光子晶体偏振光分束器.它是由输入波导,分束结构和输出波导三部分组成.对这种结构的三角晶格光子晶体光分束器的数值计算与模拟结果表明,该结构可以实现TE模和TM模的高效大角度分离,并且在通信波段设计尺寸小,这些特性使其在未来的集成光回路中有着重要的应用前景.

大学物理双语教学的思考

目前在高校公共课和专业课中开展双语教学是高校教育改革的一个热点,由于双语教学对师生的要求与一般教学不同,因此双语教学存在诸多问题需要进一步研究和解决。本校在大学物理教学中开展了四年的双语教学尝试,并设立专项课题进行研究。本文通过对学生的问卷调查和访谈,对学生参与大学物理双语教学的学习目的、学习基础及学习效果进行分析,对当前教学中存在的目标不明确、资源不完善、教材体系不健全、教师双语水平参差不齐等问题进行了思考,并提出相应对策。指出双语教学的课程建设和教学是一个不断深入的研究和开发的系统过程,需要用科学的态度对待。

基于改进功率环的自适应惯量阻尼预同步策略

虚拟同步发电机(VSG)通过模拟同步发电机的转子运动方程,为新能源并网系统提供了惯性和阻尼支撑,但其在非同步并网时仍会产生较大冲击电流。针对该问题,此处提出了一种基于改进功率环的自适应惯量阻尼协同预同步控制策略,首先将反正切函数引入自适应惯量算法,使自适应计算过程无需分段讨论,提高了响应速度;其次,在VSG有功环的前向通道增加了一个微分补偿环节,抑制微分项引起的高频噪声,提高了VSG的动态响应性能和预同步控制的精度;接着将相位差与幅值差引入PI调节器调节至零,实现预同步最后,通过Matlab/Simulink仿真和实验在预同步过程和并网后二次调频两种工况下验证了所提策略的有效性和优越性。