电动汽车双向充电桩有限集模型预测控制研究

为提高电动汽车双向充电桩并网电流质量和抗干扰能力,并抑制其电流谐波,结合模型预测控制特性分析,提出了电动汽车双向充电桩的有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)方法。首先,在同步旋转坐标系下建立了变流器的离散数学模型。然后,在传统模型预测控制基础上设计了输出电流的(k+2)时刻预测值,再将预测值和采样时刻的电流误差以及直流(DC)母线电压的误差作为价值函数的控制因子,寻求价值函数的最小解,以达到最优控制效果。仿真结果表明,相比传统比例积分(PI)前馈控制策略,FCS-MPC有效提高了DC母线电压的稳定性和抗干扰性,并将网侧电流控制在更低的总谐波失真水平下。考虑到组成价值函数控制因子的电压、电流、开关频率等物理量直观且易于采集,FCS-MPC方法可推广应用于同类的电力电子变换器。

虚拟仪器技术及其教学应用

简要介绍了虚拟仪器技术、PC-DAQ虚拟测量系统的构成方式及开发平台,探讨了当前高校实验室建设和实验教学现状.探讨了虚拟仪器技术在高校实验教学中的应用前景.结合数据采集卡和PC机在LabVIEW软件平台上开发数字式双踪存储示波器并给出了示波器性能指标.该示波在非正弦波发生器教学实验中进行了应用,同时开发了相应的非正弦波发生器仿真实验软件.实验效果说明虚拟仪器技术能够为高校改善实验条件提供一种新的途径.

一种DDS信号发生方法与频谱研究

采用PC-DAQ硬件平台,设计了一种DDS信号发生方法。PC-DAQ信号发生方法以PC机的CPU和部分内存分别取代相码累加器和波形存储器,软件控制PC机生成各种形式的数字波形并驱动DAQ卡进行D/A转换输出。理论分析与实验研究表明PC-DAQ信号发生方法避免了相位截断误差与有限字长效应引起的杂散,信号频谱纯度更高。

基于ARM的多功能三相电能质量在线监测器

以AT91M55800A为核心部件,设计了多功能三相电能质量在线监测器.监测器硬件主要由模拟量采集电路、数据存储模块、显示与键盘模块和报警模块构成.设计了自动增益控制电路用于三相电流采集,保证测量精度.监测器软件采用模块化、任务驱动设计方法,保证了系统运行的可靠性和功能的可扩展性.采用FAFT算法计算三相电网各次谐波,提高了谐波数据的准确度.监测器配合上位机软件,具有远程控制功能.

验证式实验平台设计及教学应用

为加强电子类课程中的实践教学环节,设计了验证式实验平台,用于课内演示和课后探索。平台以硬件电路为基础,通过软件定义常用仪器测控界面,并可根据需要拓展仪器功能。这种软硬件结合的实验平台兼具便携性、通用性和低成本等特点,便于突破教学实验在时间和空间上的限制,既丰富了课内教学手段,又满足了学生课外实践能力培养的需求。

潜水泵电性能综合测试系统的开发

依照PLC与虚拟仪器相结合的设计思路,介绍了潜水泵电性能综合测试系统的功能和软、硬件构成.系统能完成耐压、匝间绝缘、冷态电阻、热保护及电参数等测试项目,测试方法符合国家标准.系统硬件主要由测试模块、PLC和工控机构成.系统软件以LabVIEW为开发平台,采用模块化形式,根据用户设定表自动分解生成程控步进行试验.测试结果可以曲线、图表等形式保存或输出,具有较强的灵活性和实用性.

虚拟测量仪器设计及教学应用探索

笔者针对当前电子技术课程教学存在的问题,设计了基于SOC单片机的硬件电路和基于LabVIEW的虚拟测量仪器软件,以虚拟测量仪器作为教学工具,在电子技术课堂教学中开展了二极管伏安特性测试等现场验证式教学。教学实践表明现场验证式教学方法能够吸引学生注意力,激发学习兴趣,提升教学效果。

埋入混凝土中压电元的电-声换能特性研究

根据埋入混凝土中压电元的机电换能等效图,分析了埋入混凝土中压电换能器的电-声换能特性,指出恒定外界载荷对埋入后压电元的电-声换能特性不产生影响。相应的测试实验结果与理论分析一致。

智能结构中压电元件双向换能效率的仿真研究

根据压电振子机电换能等效图,得出压电超声换能器等效二端口网络模型,由此推导了智能结构中压电换能器的双向换能函数。仿真实验表明,驱动-传感换能器对的双向换能效率随负载声阻抗的增大先升高后降低。为提高换能效率,可以采用匹配声阻抗法。

供需两侧协同优化的电动汽车充放电自动需求响应方法

自动需求响应(automatic demand response,ADR)是能源互联时代需求响应的最新实现形式,研究如何实现电动汽车的充放电ADR,有助于提升响应水平。为此提出供需两侧协同优化的电动汽车充放电ADR方法,该方法在综合考虑用户充电需求和配网负荷水平的条件下,以用户充放电收益最大、平抑系统负荷波动为目标,协调基于价格、激励的需求响应开展ADR项目。在此基础上,采用条件风险价值为风险计量指标,结合用户心理,建立用户响应意愿自动决策模型,以实现配网内电动汽车充放电的ADR。以某配电系统为例的仿真结果表明,相较于无序充电和基于价格的需求响应,所提方法能够协同优化供需两侧,显著提高需求侧车均年收益;有效平抑供电侧负荷波动及削减负荷峰值。

考虑阴影影响的光伏阵列仿真算法研究

针对光伏发电输出功率的波动性和随机性,为了改善光伏发电功率的可预测性和最大功率跟踪的准确性,必须深入研究阴影对光伏阵列输出特性的影响。首先以光伏组件为基本单元,兼顾旁路二极管和防逆二极管的影响,建立光伏阵列的高维数学模型,提出了易于分布式实现的、适用于任意阴影条件的光伏阵列输出特性快速计算机仿真算法。不同阴影条件下的仿真结果表明,光伏阵列的输出特性与阴影的分布范围及其光照强度密切相关,阴影使光伏阵列输出特性发生显著变化;仿真计算时间与光伏阵列的规模呈近似线性关系,采用分布式计算或减少离散点数都可以显著提高计算速度。本算法物理意义清晰、易于实现,为实际光伏阵列的分析与控制奠定了基础。

考虑规划需求的EV充电桩集群管理系统通信方式综合评价

综合考虑经济性、技术性、适用性构建电动汽车(EV)充电桩集群管理系统通信方式的评价指标体系,并提出一种考虑规划需求的管理系统通信方式综合评价方法。该方法利用云模型反映主观评价信息的不确定性和模糊性,而后综合多组评价意见采用最大云相似度原则实现定性指标的定量表征;在此基础上,对各指标引入充电桩集群或充电站的规划需求因素,并采用考虑规划需求的灰色综合评价方法对各待选通信方式进行适应性评价。结合某规划新区所属的充电桩集群进行实例分析,验证了该方法的合理性、准确性以及优越的技术区分度,为实际设计充电桩集群管理系统组网方案提供了一种客观的决策手段。

局部阴影下光伏阵列自适应MPPT方法研究

光伏阵列受局部阴影、个别光伏组件故障等影响,输出P-U特性呈多峰现象,此时传统最大功率点跟踪(MPPT)往往无法跟踪到真正的全局最大功率点(MPP)。为了避免由此导致的光伏阵列输出功率大幅度损失,在深入研究阴影条件下光伏阵列多峰功率特性的基础上,提出一种自适应全局MPPT方法。当光伏阵列的输出P-U特性发生变化时,该方法能自适应调整跟踪策略寻找到全局MPP。20 k Wp光伏阵列仿真实验和统计分析结果表明,该方法在超过90%的阴影案例中,能准确快速平稳地跟踪到真正的全局MPP,且对开路电压和短路电流估测误差具有鲁棒性。实验测试结果表明:该MPPT方法能在局部阴影发生前后跟踪到光伏阵列的全局MPP。由于原理简单、所需传感器数量少、MPPT跟踪性能优异,自适应MPPT方法具有较好的应用前景。

论电源类实验教学改革

我国举办大学生电子设计竞赛的宗旨是促进高等院校电类专业的教学改革,为创新人才脱颖而出创造机会。以浙江工业大学信息工程学院为例,分析了我国高等院校在大学生电子设计竞赛实验教学中普遍存在的问题。聚焦于电源类实验教学,提出了打造多专业融合的指导教师团队、构建面向对象的启发创新式实验教学体系、引入"海量"培养加良性竞争的选拔机制等一系列改革举措,并加以实施。近年来的实践成果已表明所提出的改革举措行之有效。

基于空间电流矢量的步进电机SPWM细分数字驱动器研究

具有电流闭环的步进电机细分数字驱动控制是精细加工生产中采用的优先解决方案。通过对三相步进电机旋转磁场的空间电流矢量合成以及SPWM控制器电路原理的阐述,针对传统步进电机控制器细分控制存在的问题和原因,提出了基于空间电流矢量的SPWM细分数字驱动器的设计思想。经过实验测试,在新型细分数字驱动器的控制下,在电机相线圈两端得到了较好的正弦电流波形,进一步提高了空间旋转磁场的均匀度,使步进电机的控制精度有了较大的提高。

电工电子实验教学改革

本文以基于Multisim的电工电子网上虚拟实验室为例,分别阐述了虚拟实验室的优缺点,提出虚拟实验室不仅不能取代传统实验室,相反还要加强传统实验室的建设。对虚拟实验室要做到合理利用,虚实结合,更好地为实验教学和应用型人才培养服务。

生存分析与水泵可靠性

运用生存分析的理论,结合潜水电泵的实际情况,导出了潜水电泵的参数模型和加速失效模型,为正确评价潜水电泵的可靠性指标提供了有效的途径,可供工程技术人员参考,最后给出了应用实例。

顶部电磁振打器数学模型研究

影响电除尘器的除尘效率和能耗的关键问题之一是清灰振打控制系统的效率,有效的清灰振打控制不但能降低粉尘"二次飞扬",而且能够有效的降低电除尘控制器的能耗。从电磁学理论和力学理论首次研究了顶部振打器的数学模型,分析了振打锤运动的三个阶段。研究表明,振打锤在第一运动阶段的非均匀磁场中,电能做正功,在电磁力的作用下,使振打锤从静止开始产生正向加速度运动;振打锤在第二阶段均匀磁场运动中,电能没有做功,能量主要在定子线圈内热能形式消耗;第三阶段非均匀磁场中,振打锤受到反向的电磁力作用,加速度和运动方向相反,电能做负功。由于振打锤提升的高度直接影响清灰振打力的强弱,所以电能对振打锤的有效作用只有在第一运动阶段。最后,通过Matlab仿真,对定子线圈电流大小和脉冲电流的频率进行了仿真研究,提出了节能振打的最佳脉冲电流频率,对电除尘器的节能研究具有重要的意义。

粉尘吸附力数学模型及节能振打技术研究

国家对耗能企业的节能降耗提出了更高的目标。研究了电除尘器粉尘吸附力的数学模型,研究表明,随着粉尘厚度的增加,吸附力是一个非线性变化过程,而不是工业现场所认为的随着粉尘厚度增加,吸附力是一个线性单调变小的过程,在对吸附力的Matlab仿真和振打加速度的数学模型研究基础上,提出了电除尘清灰工业控制中节能振打策略,振打加速度跟随粉尘吸附力变化,在非线性振打中动态的节约能耗。最后,通过对顶部振打器的实验测试和模型仿真比较研究,对振打器定子线圈电流波形进行了对比,通过能量损耗的原因分析,提出了最佳节能振打电流周期。该技术的研究为研制新型非线性振打控制器提供了一定的理论依据。

电除尘顶部振打控制系统表格图形化输入模式研究

研究了一种用于电除尘清灰控制系统的新型输入技术,即表格图形化输入技术,通过该方法可以简单、清晰地实现顶部振打器的多模式、多参数设置。在该模式下可以实现任意分组和分组查询。