基于三相四桥臂电机系统架构的车载锂电池自加热系统

为解决锂电池在低温环境下输出功率降低与放电容量衰减的问题,提出了一种基于三相四桥臂电机系统架构的车载锂电池自加热系统,通过加热电池使其脱离低温状态。在逆变器中引入第四桥臂,并与车载驱动电机三相星型绕组中性点连接,形成三相四桥臂电机系统架构。结合上述电机系统架构,建立电池、电机系统及电池自加热系统等效数学模型。分析电池发热机理及开关频率对电池温升速率的影响,并结合零序电压矢量设计高频电流滞环控制策略。实验结果证明,该系统能够实现锂电池在低温环境下的快速自加热功能,脱离低温状态。

冲量式谷物流量传感器测产信号处理方法

为研究冲量式谷物流量传感器背景振动噪声的提取及剔除方法，以减小背景振动噪声对其测产精度的影响，设计了一套冲量式谷物流量传感器室内标定台架，通过变频调速器控制驱动电机实现输粮搅龙和刮板升运器转速的改变以模拟联合收割机的不同田间工况，并对双板差分冲量式谷物流量传感器的测产信号处理方法进行了研究。通过算术均值滤波初步滤除测量板和参考板输出信号中的随机噪声，通过对参考板滤波输出信号的离散傅里叶变换（discrete Fourier transform, DFT）提取背景噪声的频谱特性，通过测量板和参考板DFT结果的频域差分实现测量板输出信号中背景噪声的剔除，对频域差分结果进行离散傅里叶逆变换（inverse discrete Fourier transform, IDFT）即可得到剔除了背景振动噪声后的传感器输出信号，再对其进行二次算术均值滤波，即得到最终的测产输出信号。通过室内台架标定，建立了谷物籽粒流量与测产输出信号和升运器速度之间的标定模型，并进行了室内模拟测产试验。试验结果表明：谷物流量范围为0.5～2.3 kg/s时，在不同的变频调速器输出频率下，最大测产误差不大于3.1%，测产精度较高且比较稳定，频域差分处理方法能较好地实现双板差分冲量式谷物流量传感器背景振动噪声的剔除。该研究可为冲量式谷物流量传感器测产系统的开发提供参考。

处方农作车载嵌入式信息处理系统的研制

针对智能化精细处方农作系统田间作业机组对车载信息采集和处理的需要,以ARM(adanced RISC machines)工控系统和嵌入式GIS为核心,集成DGPS(differential global positioning system)系统和机组作业速度检测装置等,研制了一套处方农作车载嵌入式信息处理系统。该系统通过RS-232接口获取DGPS系统的动态GPS定位信息,通过USB接口输出农田信息分布图或输入作业处方图,通过CAN总线采用iCAN协议与农田信息采集系统和变量农作控制器互联。嵌入式GIS由eSupermap 6.0开发而成,运行于ARM工控系统的Windows CE 5.0操作系统;可通过网格划分和属性编辑实现GPS定位信息与农田信息的融合,生成农田信息分布图;还可通过坐标匹配进行机组当前作业位置在工作空间图中的网格识别,实现处方图的解译。模拟测试试验结果表明:该系统信息处理功能正常,能够完成农田信息分布图的生成和处方图的解译,机组作业速度检测绝对误差≤0.1km/h、处方图解译最大延迟时间≤1s、3km/h作业速度下的网格判别误差约为-0.5～0.6m,适合各种智能化处方农作系统田间作业机组的车载信息处理应用。

基于模型预测控制算法的永磁同步电机弱磁控制新策略

针对内嵌式永磁同步电机高速弱磁区域的电压极限椭圆约束及电流参数整定问题,提出一种基于有限集预测电流控制方法和实时电压反馈的混合弱磁控制策略。首先,采用有限集预测电流控制方法在最大转矩电流比和弱磁区域中进行转矩、转速、电流和角度的标定,解决传统复杂电流参数整定问题,提升标定数据的可靠性;其次,在预测电流采样控制方法基础上,结合实时电压反馈,设计弱磁区域的混合弱磁控制策略,避免电流环参数整定的同时,解决电压极限椭圆约束问题和实现高速运行。最后,通过仿真和试验验证了方法的有效性。

宽范围CLLLC双向同步整流数字控制方法

为解决车载充电器(OBC)系统的双向CLLLC谐振变换器在宽范围工作条件下效率过低、开关管温度过高等问题,该文提出一种数字同步整流控制方法。该方法以CLLLC拓扑的脉冲频率调制(PFM)控制模式为基础,通过对不同工作频率模态的分析,总结推导同步开关管与主动管驱动时间的关系。在宽电压的调制频率范围内,分别通过分析计算和线性函数分段拟合的方法得到同步管驱动信号的延迟开通和提前关断时间。相较于其他同步整流控制,此方法利用纯数字控制实现,可应用于母线电压变化范围宽的大功率场合,且适用于双向变换器,避免了模拟控制芯片对母线电压变化敏感的缺点,控制方法简单且易于实现,成本更低,设计更简单。最后,搭建了仿真平台和实验样机对所提出的方法进行验证。仿真和实验的结果表明,该策略可以使系统效率最大提升3%左右,且能极大降低开关管温度。