基于改进SCSO算法的光伏MPPT研究

在解决光伏阵列在局部遮挡时发电效率降低的问题时,传统最大功率点追踪(MPPT)方法容易追踪失败。为此,提出一种改进沙猫群优化算法的最大功率点追踪方法。该算法在标准沙猫群算法的基础上,引入了精英反向学习和自适应t分布,同时优化沙猫群算法(SCSO)的局部搜索并融合Jaya算法。通过对4种典型单峰、多峰函数的测试,证明该算法具有极高的收敛速度,容易跳出局部最优值。将算法应用于MPPT控制中,仿真结果表明:在静态遮荫情况下,所提方法的搜索最大功率点的时间更少;在动态遮荫条件下,重新搜寻到最大功率点的响应时间平均为0.2 s。实验表明所提算法可以适应动态变化的天气,解决了传统算法收敛速度和防止陷入局部最优等问题。

基于S/S补偿网络的电动汽车阻抗匹配研究

为实现负载阻值发生改变后,电动汽车进行无线充电时仍能达到最优效率和恒压输出,在负载侧接入同步Sepic变换器,对不同负载阻值进行识别,通过改变占空比的方式进行阻抗匹配,实现传输效率最优。利用移相全桥对整流器的移相角进行闭环控制实现恒压输出。最后,利用Matlab/Simulink软件进行仿真实验,证明了该阻抗匹配方式和闭环控制方案的可行性。

基于改进型SMO无位置传感器速度控制

针对传统SMO(Sliding Mode Observer)在开关函数切换过程中存在抖振现象,提出一种利用饱和函数代替开关函数的新型滑模观测器削弱抖振,并在位置信息提取过程中选用锁相环代替传统的反正切方法,从而提高对PMSM(Permanent-Magnet Synchronous Motor)转子位置的观测精度。在Matlab环境下,通过传统和新型SMO的对比,可观察到转子的转速误差提高了大约14 r/min,转子位置误差提高大约0.03 rad。

思政引领下的电机控制技术科教融合创新实践改革探索

立德树人是教育之本,而创新教育是立德树人为最终目标,在《电机控制技术》课程的教学中,构建起针对学生创新实践能力的教学模式对学生未来发展十分必要。文章通过思政引领下的电机控制技术课程的一系列改革,引导学生树立正确的人生观,并将教学与科研进行科教融合,解决学生专业与创新的脱节问题,推动学生创新意识和实践能力的培养。

基于优化的VSVPWM三电平NPC逆变器控制策略

针对中点箝位(NPC:Neutral-Point-Clamped)型三电平逆变器直流侧上下两个电容电压不一致,以及传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM:Spatial Vector Pulse Width Modulation)虽然可在一定的调制度范围内解决两个电容电压不一致,但在较大的调制比下中点电位无法维持平衡的问题,在传统SVPWM和虚拟空间矢量脉宽调制(VSVPWM:Virtual Space Vector Pulse Width Modulation)的基础上优化控制方法。该方法依据电流的流向对不同的正、负小矢量采用不同大小的平衡因子,同时根据中点电位差值,引入电压调差系数,并在此基础上与无差拍控制相结合。该闭环控制策略利用中点电位差值与逆变器三相电流输出值作为反馈量调整输出波形,抑制中点电位。仿真结果表明,该方法在三电平逆变器调制度较高时仍然可以维持直流侧中点电位的平衡,证明了控制策略的正确性和有效性。

直线发电机Halbach充磁结构的改进研究

为改善传统Halbach充磁结构在直线发电机的非气隙侧产生漏磁,导致主磁通含量降低、功率密度变小和带负荷能力下降的问题,提出了在传统的Halbach充磁结构上进行改进,用于改善直线发电机的磁场分布。首先对传统矩形永磁体结构形状进行了改变,提出了梯形、T字形和U字形的Halbach充磁结构的变体,通过分析在不同尺寸下的磁通密度基波含量,从而找到各个变体的最佳设计尺寸。仿真结果表明,U字型Halbach充磁结构比其他几种结构对改善非气隙侧的漏磁作用更加明显,输出功率和效率均得到了提高。

基于非线性PID的微电网虚拟同步发电机控制

为解决传统虚拟同步发电机(VSG:Virtual Synchronous Generator)电压电流双闭环控制的抗扰动性能差,受系统参数变化及各种不确定影响较大等问题,在建立微电网VSG转动惯量自适应控制模型的基础上,采用一种基于跟踪微分器的非线性PID(Proportion Integration Differentiation)实现电压外环和电流内环的控制,并根据输出信号的反馈值实时调节系统动态响应,从而达到稳定输出的效果。通过仿真验证了基于非线性PID的微电网虚拟同步发电机双闭环控制的正确性和有效性。

油田井下WPT系统磁耦合机构优化设计

为优化油田井下无线电能传输系统磁耦合机构,提出一种改进型螺线管型磁耦合机构,采用Maxwell电磁场仿真工具提出一种优化设计方法,并通过研究LCC-S高阶补偿拓扑的特性得到了LCC-S的补偿设计公式和主要电路特性,最后使用PSIM(Power Simulation)仿真软件通过闭环PI(Proportion Integration)控制验证了提出的耦合结构和补偿拓扑的设计可行性和正确性,结果表明,该磁耦合机构适合油井下供电场景。

依托大学科技园开展专创融合教改的研究与实践——以东北石油大学国家大学科技园为例

国家大学科技园是国家创新体系重要组成部分,是高校成果转化和推动创新创业教育和产业发展的重要支撑。然而,我国高校大学科技园普遍存在产业需求与学校科研成果联系的生态缺失,不能充分发挥国家大学科技园科研育人和培养创新创业人才基地作用,不能充分实现产教融合,不能通过产教融合反向推进专创融合教学改革。本文试图从产教融合、专创融合视角剖析大学科技园存在的问题,结合东北石油大学科技园运行实践,阐述大学科技园在助推产教融合,专创融合方面的具体探索。

基于混沌-懒蚂蚁SVM的抽油机故障识别

由于抽油机故障诊断因故障种类繁多且系统复杂而导致识别准确率低,增加了故障诊断难度,因此根据SVM(Support Vector Machine)工作原理,应用蚁群算法并用其调整SVM的惩罚系数以及核函数参数,为避免蚁群算法陷入局部最优解,通过引入懒蚂蚁策略,在蚁群算法停滞后利用懒蚂蚁再次更新信息素从而使蚁群获取新的路径。为进一步降低蚁群算法出现局部最优解的问题并提高蚁群算法普通蚂蚁个体在寻优初期的搜索速度,通过利用混沌初始化和扰动优化懒蚂蚁使其具有更好的全局寻优特性。并利用抽油机井的测试数据作为检验该故障诊断系统的样本数据,实验结果表明,该故障诊断系统具有较高的故障识别准确率。

神经网络预测在无刷直流电机调速中的应用

针对传统无刷直流电机调速系统中转速控制器参数不易设定、传统控制中依据反馈信号控制当前状态会产生延迟且转速预测精度较低等弊端,提出了一种改进的神经网络预测控制方法。该方法将BP神经网络和预测控制相结合,并在转速预测环节利用曲率圆作为参考模型实现神经网络的训练。通过设置适当的输入层和隐含层,实现了神经网络对误差信号的有效调节,并预测出电机下一时刻的转速,从而有效地减小了控制作用的延迟时间,使非线性控制系统的参数设定具有良好的准确性,并能提高无刷直流电动机的转速预测精度和准确度。仿真结果表明,神经网络预测控制能够在1 000~3 000 r/min的调速范围内,有效改善系统的控制精度、实时性和稳定性。该方法也可应用于轧机、变频空调压缩机等调速控制系统。

S9系列标准变压器负载损耗与容量的回归拟合

以部分不同容量S9系列标准变压器负载损耗和空载损耗的数据资料为依据 ,用数理统计的方法推导出了负载损耗和空载损耗与其容量的曲线回归方程 ,并进行了显著性检验和剩余标准差计算 .通过实例对变压器的负载损耗和空载损耗做了点拟合和区间拟合 ,拟合结果的相对误差较小 ,为此 ,该方法可用于工程实践 .

贝叶斯预测蜂群算法在无线传感器网络优化中的应用

针对无线传感器网络(WSN,wireless sensor network)节点分布不合理,存在较多的监测盲区等不足,提出了利用贝叶斯预测人工蜂群算法(BPABC,Bayesian predictive artificial bee colony algorithm)制定节点分布方案。BPABC算法借鉴贝叶斯预测算法的思想对蜂群算法中各蜜源存在最优解的概率进行预测,并以此为依据指导跟随蜂寻优工作。采用BPABC算法对WSN中的节点分布进行优化,与人工蜂群算法、全局人工蜂群算法制定的优化方案进行比较。结果表明,BPABC在平均覆盖率、最差覆盖率等方面均优于其他两种算法,并且BPABC算法在迭代收敛速度方面也有明显的优势。为了进一步验证改进算法的实用性,采用BPABC制定不同监测区域的WSN节点分布方案。WSN的覆盖率均在97%左右,并且标准差不超过0.005%。由此可见,基于BPABC的WSN节点分布优化方案具有较高的覆盖率、良好的适应性和稳定性。

基于模糊RBF网络高频感应加热电源控制的研究

由于高频感应加热电源负载阻抗是一个多变量、复杂且非线性的控制对象,无法建立精确的数学模型。因此将基于模糊RBF神经网络的PID控制器应用到高频感应加热电源的控制中,它结合了传统PID、神经网络和模糊控制的优点,同时克服了传统PID控制器的不足,实现参数的自动实时调节。并通过仿真验证了该控制方法具有较好的鲁棒性和适应性。

基于改进粒子群算法的无刷直流电机控制研究

文章针对无刷直流电机(BLDC)复杂的、耦合的非线性的特点,克服传统的控制算法控制速度精度不高、响应速度慢等缺点,提出了一种基于改进的粒子群算法(PSO)对PID控制器系数自整定的无刷直流电机控制新策略。在Matlab/Simulink中搭建BLDC控制系统的仿真模型,并实现双闭环的控制:速度环采用改进粒子群算法优化PID控制,电流环采用滞环电流控制。仿真结果验证了该控制方法对无刷直流电机调速系统具有良好的快速性、稳定性和鲁棒性。

在线式UPS数字化复合控制技术的研究

分析了目前用于不间断电源(UPS)逆变控制的几种方法的优缺点,指出复合型控制策略将是在线式UPS逆变器控制策略的发展方向。提出一种基于TMS320LF2407型DS的复合型控制策略设计方案,并对系统进行了实验验证。实验结果证明了该系统的可行性和先进性。

Au-中间层-Ag纳米核壳的法诺共振特性研究

为研究不同中间层材料对局域表面等离子体共振(LSPR)特性的影响,采用离散偶极近似(DDA)方法系统研究Au-中间层-Ag纳米核壳的LSPR消光特性,并利用等离激元杂化理论对其法诺共振现象进行解释。结果表明:具有对称结构的3层纳米核壳结构可实现法诺共振;法诺共振峰峰位强烈依赖于纳米核壳的中间层材料、内核半径和外界介质折射率;Au-Ni-Ag纳米核壳LSPR峰位随金核半径的增大而红移,且只有1个共振峰,归因于金核对LSPR的压缩作用;而金核半径和外界介质折射率的增大导致Au-Si3N4-Ag纳米核壳LSPR峰位的红移,且有3个共振峰,归因于中间层Si3N4对LSPR的增强作用。上述现象可利用纳米核壳的电场分布进行分析。通过选择合适的几何参数,Au-中间-Ag纳米核壳法诺共振峰峰位可调谐至600~1 200 nm。

基于软开关的Boost变换器的研究

设计了一种新型零电流脉宽调制(ZVS-PWM)Boost变换器,其中主开关管和辅助开关管均实现了零电流开通和关断,无源功率器件均实现了零电压开通和关断,减小了传统Boost变换器在开通和关断时出现的开关损耗以及主开关管的电流应力,提高了变换器的效率。该变换器适用于使用绝缘栅双极晶体管的中大功率场合。主要分析了变换器的主电路工作原理,并设计了一个工作频率为30 kHz,输入输出电压为220 V/400 V的Boost变换器,实验证明该设计可行。

改进的Boost变换器小信号模型及其应用

Boost变换器是一个非线性时变系统,用解析方法进行动态分析较为复杂。针对目前无法建立开关电源精确数学模型情况,提出利用状态空间平均法建立Boost变换器的小信号模型,目的在于改进Boost变换器的仿真模型。应用Matlab软件对其进行了仿真。同时设计了40V/120V的Boost变换器。以该变换器为对象,对电路的动态响应特性和稳定性进行了实际应用研究。仿真和实验结果证明了该模型的有效性。

改进蜂群算法的WSN节点分布优化研究

为合理部署无线传感器网络节点,减少目标区域的覆盖盲区,提出了基于择优型全局人工蜂群算法的优化方案。改进算法引入择优机制对各蜜源进行区分,借鉴差分进化变异策略对优等蜜源进行邻域搜索,采用全局引导机制对劣等蜜源进行寻优,提高迭代效率、收敛速度以及全局搜索能力。将此算法应用于WSN(Wireless Sensor Network)节点分布优化问题,并与人工蜂群算法、全局人工蜂群算法的优化结果进行比较。仿真结果表明,与这两种算法相比,平均覆盖率提高1%以上,最差覆盖率提高2%以上。该算法的节点优化方案对目标区域的覆盖性能明显优于其他两种算法,有效提高了WSN的感知性能。