直通物理分离型Z源逆变器并网

提出一种直通物理分离型Z源逆变器,通过在传统阻抗网络拓扑结构上引入1个二极管、1个电容和1个全控型器件,有效降低了启动冲击电流和Z源网络电容电压应力,实现了升压因子和调制因子的解耦控制,提高了Z源网络的升压能力。基于直通物理分离型Z源逆变器数学模型,研究了以并网电流控制为内环、直流母线电压控制为外环的双闭环PI控制方案。在理论分析的基础上,对直通物理分离型Z源逆变器并网进行仿真及实验研究,结果表明:系统启动电流冲击小,并网功率因数高,鲁棒性强,动态性能稳定,验证了拓扑结构的正确性和控制策略的优越性。

永磁同步电机混合多模型控制方法研究

以面贴式三相永磁同步电机(PMSM)为研究对象,研究基于递推最小二乘法和模型参考自适应法的混合多模型在线辨识方案,通过指标函数实时优化动态模型库。在电机运行过程中,根据"优胜、劣汰"规则匹配调节器模型和参数,提出基于混合多模型控制的永磁同步电机在线控制策略,达到在线整定参数的目的。将混合多模型策略应用于PMSM调速系统测试平台,仿真和试验结果验证了所提方案的可行性和混合多模型控制策略的正确性。

基于相位一致性的遥感图像匹配方法

图像匹配的优劣是影响图像拼接质量的一个重要因素,而传统的图像匹配方法对辐射畸变敏感.为了解决这一问题,提出一种鲁棒的图像匹配方法。通过Log-Gabor滤波器与图像卷积计算得到能够检测图像特征的相位一致性模型,接着考虑在各方向上的Log-Gabor卷积结果构造出具有旋转不变的标准化的最大索引图,最后在最大索引图上使用分布直方图完成特征描述符的构造以实现图像匹配。在具有辐射畸变的遥感图像上进行匹配实验,当待匹配图像发生旋转时,所提方法的正确匹配个数在50个以上,均方根误差(RMSE)为1.6~2.1像素,优于传统的辐射不变特征变换(RIFT)算法。实验结果表明,所提方法是一种有效的特征匹配算法。

喷嘴型腔对光耦合胶体射流抛光能力的影响

为了实现对工件表面的超精密抛光,建立了紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工系统。对不同型腔结构的两种喷嘴的光耦合纳米颗粒胶体射流抛光的流体动力学特性、抛光工艺、超光滑表面形貌特性进行了研究。首先,根据光-液耦合要求设计了锥柱和余弦光液耦合喷嘴。接着,对所设计的两种光液耦合喷嘴进行了非淹没射流三相流仿真,对比分析了纳米颗粒的流动径迹及流场分布情况。然后,用TiO 2纳米颗粒胶体作为抛光液,用两种喷嘴对同一单晶硅工件分别进行了光耦合射流抛光试验。最后,对抛光前后的表面进行了表征及对比分析。结果表明:相同条件下余弦喷嘴获得的流动速度(20.73 m/s)和动压力(2.5 MPa)均高于锥柱喷嘴的流动速度(7.12 m/s)和动压力(0.2 MPa),纳米颗粒在余弦喷嘴内的平均停留时间(0.005 s)比锥柱喷嘴的平均停留时间(0.023 s)更短。相同参数下余弦喷嘴射流抛光后的工件表面粗糙度(Rq=0.810 nm,Ra=0.651 nm)更低。光耦合纳米颗粒胶体射流抛光中利用余弦喷嘴可获得比锥柱喷嘴更低的表面粗糙度。

TiO2纳米颗粒胶体活化系统设计及流场仿真分析

紫外光(UV)诱导纳米颗粒胶体射流加工可实现硬脆晶体材料亚纳米级超光滑表面的加工,根据其材料去除原理可知,伴随抛光过程的进行,胶体中TiO2纳米颗粒表面会吸附一层工件表面的被去除原子,从而影响TiO2纳米颗粒胶体的活性和光催化性.为了实现TiO2纳米颗粒胶体的循环使用,基于O3/UV高级氧化法对使用后的TiO2纳米颗粒胶体再活化机理进行了研究,同时结合紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工系统设计了TiO2纳米颗粒胶体活化系统,对系统内的再活化反应室结构进行了流体动力学仿真,仿真结果表明其结构设计满足TiO2纳米颗粒胶体的活化要求.

余弦光-液耦合喷嘴参数优化及射流抛光实验

采用流体力学模拟方法,建立了非淹没射流的计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模型,研究了在紫外光诱导纳米颗粒胶体射流抛光过程中,使用参数优化前后的余弦光-液耦合喷嘴进行抛光加工的冲击动力学,对比分析了在非淹没射流下参数优化前后余弦光-液耦合喷嘴流场分布的能量特征以及压力分布情况,并使用参数优化后的余弦光-液耦合喷嘴对单晶硅材料表面进行抛光实验。仿真结果表明,胶体束在参数优化后的喷嘴内能够获得更大的出口速度,其最大值v=146.621m/s;抛光实验结果表明,相较于抛光前,抛光后的工件表面粗糙度降低了2.78nm。

基于环流抑制策略的MMC电容电压平衡控制

模块化多电平换流器(MMC)的模块化结构、可扩展性、谐波含量少等特点使其在高压直流(HVDC)输电领域具有很好的发展潜力。分析了MMC的基本拓扑结构和工作原理,同时对电容电压波动和环流进行分析,指出对两者进行控制的必要性。提出一种基于环流抑制策略的电容电压平衡控制,在电容电压附加平衡控制的基础上设计基于滤波器、准比例谐振控制的环流抑制器,使得各子模块电容电压稳定的同时也抑制了环流,最后通过Matlab/Simulink验证了该控制方法的有效性和可行性,仿真结果表明电容电压波动和环流被控制在合理范围内。

基于强化学习的多光储虚拟同步机频率协调控制策略

针对光伏发电缺乏转动惯量以及传统集中式微电网频率控制PI参数整定困难的问题,在利用虚拟同步机技术(VSG)及其调频特性的基础上,提出一种基于强化学习的多光储虚拟同步机频率协调控制策略。微电网中央控制器通过实时监测系统频率偏差,利用强化学习算法计算微电网的功率缺额;根据系统功率缺额,以各光伏发电成本最小为目标,利用拉格朗日乘子法动态调整光储虚拟同步机的功率给定值,实现微电网多光储虚拟同步机频率的二次协调控制。最后,在Matlab/Simulink中建立仿真模型,验证了多光储虚拟同步机频率协调控制策略的有效性。

滑模观测器PMSM调速系统研究与优化

针对传统滑模观测器(SMO)矢量调速系统存在的运行抖振及实际应用中电流内环比例积分(PI)调节器带宽限制,提出了基于改进型SMO无差拍电流灰色预测控制(DGPCC)。在传统SMO存在抖振及相位延迟问题的基础上,采用了新型饱和函数SMO,针对逆变器的非线性特性及各环节的延迟因素导致PI调节器的带宽限制,借助预测控制良好实时性的同时,设计了DGPCC提高整个调速系统的动态响应能力及系统的鲁棒性,通过Matlab/Simulink仿真及实验验证控制方案的可行性。

疫情背景下基于混合式教学的电工电子类实验教学改革

本文针对“新冠”疫情大环境对高校电工电子类实验教学提出的新挑战,分析了现有电工电子类实验教学中存在的问题,以及实验教学应如何应对新形势下的教学要求,提出了基于自建SPOC的“4步紧密衔接”式实验课程线上线下混合教学模式,实现了实验教学模式的改革。

低延迟有限冲激响应平坦数字微分器的优化设计

为满足实际应用对窄带信号高精度微分及微分系统低常延迟的需求,本文提出平坦低延迟有限冲激响应数字微分器的优化设计算法,在平坦性和相位误差约束下对最大幅值逼近误差进行最小化.利用线性方程通解表达式来消除平坦约束,确保了微分器的平坦度要求.利用群延迟误差对相位误差重加权,降低了微分器的通带群延迟误差.设计例子及与文献方法的比较,展现了本文方法的有效性和优越性.

极点半径受限的ⅡR数字滤波器设计新算法

数字滤波器设计是数字信号处理的一项基本且重要的研究内容。针对最大极点半径受限的无限脉冲响应(ⅡR)数字滤波器设计,提出一个新算法,在最大极点半径小于给定值的前提下,最小化滤波器的最大幅频响应误差。通过低通和带通滤波器及全带微分器设计实例,与现有设计方法进行了比较。实验结果表明,以这种算法得到的滤波器和微分器其最大幅频响应误差小于对比方法,均方根幅频响应误差也小于大多数对比方法。

一种新颖的变系数速度场无源控制算法

传统速度场无源控制X-Y双轴联动系统,在跟随多边形轨迹时拐角处存在导数不连续问题,在跟随圆形轨迹时存在“轨径缩减”现象。提出了一种变系数速度场无源控制算法,有效地解决了不同类型轨迹的连续平滑和轨径跟踪问题。实验结果表明,该算法应用于奥运五环轮廓切割中,跟随外缘长方形轨迹在拐角处无明显冲击,跟随内缘圆形轨迹时无缩轨现象,大大提高了轮廓切割精度,控制算法可行且有效。