鱼雷射击原理探究式实验平台设计与实现

针对学生在鱼雷射击原理课程学习过程中感觉理论性强、理解难的问题,基于Matlab GUI设计了一个探究式实验平台。该平台通过参数设置、仿真推演和参数解算三大模块,引导学生完成从提前角基本认知到提前角优化求解,再到实战运用的鱼雷射击原理探究式学习过程。该平台的功能模块由浅入深,符合学生认知逻辑。

静止无功补偿器的新型最优非线性比例积分电压控制

针对传统PI应用于静止无功补偿器(static var compen-sator,SVC)这个非线性复杂系统上,所体现出的快速性与稳定性之间的矛盾,以及对精确数学模型的依赖性,适应性及鲁棒性较差,该文设计了以非线性函数与传统PI控制器串联起来构成非线性PI控制器,简单易于实现。并且提出基于改进的单纯形加速算法(simplex method,SPX),以时间乘以误差绝对值积分(integrate of time multiplied absolute error,ITAE)准则作为寻优目标函数,对非线性PI控制器的参数KP、KI进行实时调整、寻优,使SVC系统的瞬态响应过程达到最佳。仿真和实际应用结果表明该最优非线性PI控制器,不但能快速、无超调的跟踪SVC系统的电压设定值,而且可实现对无功功率、三相不平衡等多个因素的综合补偿,具有较强的鲁棒性、适应性和较高的补偿精度。

新型调频式谐振特高压试验电源的参数设计与实现

随着我国交流特高压电网的发展,交流特高压输电技术的试验研究以及交流特高压设备的绝缘考核都需要特高压交流试验电源。针对传统调频谐振式特高压试验电源(UHV frequency tuned resonant test power supply,UHV-FTRTPS)的缺点,结合现有的电力电子技术,对其整体拓扑结构进行了设计,在深入分析整个系统频率特性的基础上,确定频率上、下限分别为30和300Hz,提出特高压试验电源的主要组成部分的参数设计方案,并以该方案为基础设计一套调频谐振式特高压试验电源装置。实验结果表明,以该方法设计的特高压试验电源装置参数合理,符合设计要求,可满足交流特高压试验研究的需求,对其工程应用及产品化还可起到一定的指导和借鉴作用。

配电网综合电气节能关键技术研究

针对目前配电网综合电气节能技术单一,尚无系列化关键技术,节能设备存在固有缺陷等问题,文章提出了高压配电网高品质节能的无功动态补偿与谐波治理混合系统、低压配电网低成本高效节能的混合型无功补偿器、全局优化节能的实时无功优化调度系统,并研发了相应的节能设备。在深入分析上述系统拓扑结构的基础上,提出了相应的控制方法。仿真及现场应用效果表明,这些节能技术可有效解决目前配电网电气节能存在的问题,可保障配电网的安全稳定运行,并大幅减少高压配电网的电能损耗。

110kV智能变电站复杂环境下电子式互感器校验方法

为解决智能变电站电子式电压、电流互感器现场误差校验问题,分别提出了以IEC61850为通讯规约的基于比较法的电子式电压、电流互感器现场校验方法.以某110kV智能变电站为背景,首先分析了该智能变电站电子式电压、电流互感器的配置情况,然后详细阐述了使用所提出方法进行校验时一次设备的操作过程.在研究所提出的电子式互感器现场误差校验方法工作机理的基础上,建立了电子式电压互感器现场校验方法的一次等效电路,同时还建立了其等效数学模型.现场应用结果不仅证明了本文研究内容的有效性与正确性,而且表明该智能变电站的电子式电流互感器,可做0.2S级电流计量互感器使用;电子式电压互感器,可做0.2级电压计量互感器使用.

新型混合有源电力滤波器的特性分析和控制方法

本文针对某变电站35kV高压侧存在谐波超标、无功不足的情况,研究了一种适用于高电压等级的大功率双谐振注入式混合有源电力滤波器。在分析了其拓扑结构的基础上,讨论了该滤波器的滤波性能特性、双谐振注入支路的无功补偿特性和其分压分流特性。为了增强整个系统的稳定性,提出了谐波电流双闭环控制策略,内环以逆变器输出电流为控制目标采用传统PI控制器;外环以电网谐波电流为控制目标,针对外环控制目标为非直流量的特性,提出了基于改进PSO-BP神经网络的递推积分PI控制方法,使用改进的PSO-BP神经网络来调整控制器的比例、积分系数,具有很好的稳态和动态性能。实例分析验证了本文研究内容的有效性和正确性。

调频式谐振特高压试验电源拓扑结构

依据不同的试验需求分析了调频式谐振特高压试验电源的谐振方式,并结合现代电力电子技术提出三种新型拓扑结构:①基于模拟器件。②基于PWM整流-H桥逆变。③基于不可控整流-H桥逆变。阐述了其工作原理,并重点研究了拓扑结构一的功率放大及过电流、击穿保护电路;同时针对拓扑结构二,提出了电源电压辨识的PWM整流器控制策略,以及在建立逆变器及特高压谐振电路数学模型的基础上提出以特高压谐振电容电压有效值为外环,以输出滤波器电容瞬时电流为内环的调幅、调频控制策略,其中针对内环被控量为正弦量,采用一种多模递推PID控制算法。仿真及实验结果验证了本文所提三种拓扑结构的正确性以及控制策略的有效性。

AC/DC/AC调频式谐振高压试验电源控制策略

传统的调频式谐振高压试验电源采用模拟器件产生幅值、频率可调的正弦信号,由大功率三极管组成的多级放大电路得到大功率正弦信号,电路复杂、不易维护。提出以大功率开关器件IGBT产生局部放电试验或交流耐压试验所需的正弦信号。新型调频式谐振高压试验电源的系统主要由三相PWM整流电路、H桥逆变电路、输出滤波器、检测单元、DSP控制器及人机接口(键盘、液晶)组成。针对电压调节提出应用自适应PI的以电网电流为内环、直流电容电压为外环的双闭环控制策略,对于电压调节由三相PWM整流电路实现;针对频率调节提出应用比例积分锁相自动调频控制策略,频率调节由H桥逆变电路实现。采用Matlab/Simulink仿真工具搭建了系统的仿真模型,仿真及试验结果表明,所提出的控制方案动、静态性能良好,鲁棒性强。

调频式谐振特高压试验电源电压及频率的控制方法

调频式谐振特高压试验电源是进行特高压交流电气设备试验研究不可缺少的装置。提出采用大功率开关器件绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)来代替模拟器件产生特高压试验所需的正弦信号,结构简单、元器件数目少、易维护。整个装置由不可控整流电路、H桥逆变电路、升压变压器及串联谐振电路组成。在深入分析其工作机制的基础上建立了系统的数学模型。同时,以该模型为被控对象,对其电压调节采用自调整比例-积分控制策略,对其频率调节采用比例-积分锁相自动调频控制策略,并推导了控制模型。实验结果表明所提控制方案的正确性和新型调频式谐振特高压试验电源的有效性。

新型近似无死区PWM逆变器开关控制方法及其特性分析

针对逆变器的死区补偿问题,研究了一种无电流传感器近似无死区逆变器开关控制方法。与传统逆变器死区补偿方法相比,该方法只需在逆变器输出电流正负跳变时加入固定的死区脉冲,大幅减少了死区脉冲个数,从而减小死区的影响。为了减小系统成本,采用简单的模拟电路来判别逆变器输出电流正负跳变时刻。深入分析了死区补偿方法的基波和低次谐波特性,指出减小死区时间可削弱死区及低次谐波对逆变器输出电压的影响。仿真及实验结果表明该死区处理方法可适用于单次频率域和谐波域。

基于DSP控制的新型调频谐振式UHVAC试验电源

无论是特高压交流输电技术的试验研究还是特高压交流设备的绝缘考核都需要特高压交流试验电源,而目前对特高压交流试验电源的探讨很少,因此提出了一种基于DSP控制的新型调频谐振式特高压交流试验电源。它采用运算速度快、处理能力强的TMS320F2407型DSP作为控制器核心芯片,在分析其结构与工作原理的基础上,重点研究了其功率放大电路、保护电路、智能控制系统及光纤反馈测量电路,并以放大电路的输入功率、最大输出功率、放大效率、三极管总的最大损耗作为衡量放大电路的标准。同时还提出适合该电源系统的调频、调压闭环智能控制策略。试验结果表明该特高压交流试验电源输出波形接近标准正弦波、畸变小,电压等级可满足特高压交流试验的需求,整个装置还具有体积小、重量轻、便于运输等优点。

基于LabVIEW的水下多目标模拟信号源的设计

多目标定位技术是我国新型反舰反潜重型鱼雷中需要急需解决的关键技术;为了实现多目标定位水池实验系统所需要的模拟信号源,提出了在LabVIEW图形化编程语言环境下对PCI2007C数模转换卡和自行研制的多通道信号调理卡编程的方法;详细讲述了PCI2007C卡的编程流程、最终实现的功能,以及避免信号失真的解决方法;实验表明此信号源能提供各种形式的可靠的模拟目标回波,即产生多路时延不同、频率不同、幅度不同的窄带信号和宽带信号。

水雷炸药现状分析及发展方向的思考

水雷装药是水雷重要的战术技术指标。介绍了国内外水雷装填炸药发展现状,重点分析了海萨尔炸药与高聚物粘结炸药(PBX)的主要性能及特点,并与现役水雷装填炸药参数进行对比,分析了水雷主装药的发展趋势。最后对水雷主装药发展提出思考和建议。

智能变电站电能计量模式分析

针对智能变电站电能计量系统新技术,以湖南电网2座典型智能变电站为背景,在介绍电能计量系统电能计量装置配置的基础上,研究2种电能计量模式工作机理,并深入分析2种电能计量模式各自的特点。

并联无功补偿项目节约电量验证方法及其不确定度评定

针对供配电系统中安装的并联无功补偿装置节约电力电量验证方法匮乏这一问题,提出了两种并联无功补偿装置投运后节约电力电量的验证方法:无功经济当量计算节约电力电量验证法和功率因数计算节约电力电量验证法。当并联无功补偿装置投运前后功率因数不宜测量时,可采用无功经济当量计算法对其节约的电力电量进行验证;当并联无功补偿装置投运前后功率因数可以测量时,可采用功率因数计算法对其节约的电力电量进行验证。本文还依据实例对采用功率因数计算并联无功补偿装置节约电力电量的验证方法进行了不确定度评定,评定结果表明所提出验证方法的准确度和置信水平合理、可靠。

模糊预测控制在中药醇回收生产中的应用

在中药生产中酒精回收是一个复杂的工业过程。为了解决该工段的多变量、非线性、大滞后以及变量间存在耦合的问题,结合工业现场的实际情况,基于研华工控机,设计了模糊预测控制器。将控制器的输出作为实际输出来控制调节阀的开度,以达到给定设定目标。现场的实际运行结果表明,此控制器在中药生产酒精回收过程中取得了良好的控制效果,提高了产品质量。

利用对称系数矩阵的因子表简化求逆

文章在用一般系数矩阵的因子表求逆公式的基础上，进一步导出用对称系数矩阵的因子表简化求逆公式。

V/V牵引供电系统中铁路功率调节器的控制方法研究

针对电气化铁路高负序含量、谐波污染等电能质量问题,讨论一种能够进行负序与谐波综合补偿的铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)。为了提高RPC的控制性能与效果,构建RPC的电流内环基于重复预测的无差拍控制和电压外环的复合准PI控制的双环控制策略,实现了对参考电流信号的快速、平滑跟踪和直流侧电压的平稳控制。考虑到系统模型参数的扰动性与波动性,通过采用基于遗忘因子的递推最小二乘算法来动态辨识系统参数,增强控制系统的适应性。最后进行仿真和实验验证,结果证实了所提方法的正确性。

采用V/v变压器的高速铁路牵引供电系统负序和谐波综合补偿方法

为解决高速铁路牵引供电系统中的负序、谐波电能质量问题,提出采用铁路功率调节器(railway static power conditioner,RPC)进行负序和谐波电流综合治理。RPC包含共用直流侧电容的背靠背形式的两变流器,控制其功率能够实现负序补偿和谐波抑制。分析RPC的基本结构和补偿原理后,提出三相V/v变压器下负序和谐波补偿电流检测方法,为保证RPC直流侧电压稳定和实现负序和谐波补偿,提出RPC直流侧电压和两变流器电流控制策略。最后,进行仿真验证。仿真结果表明,在该文提出的负序和谐波检测方法及控制策略下,RPC具有良好的负序和谐波补偿性能。

静止无功补偿器与有源电力滤波器联合运行系统

提出一种具有功率因数校正、补偿负载不平衡和滤除电网谐波电流的静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和有源电力滤波器(active power filter,APF)联合运行系统电路结构。其中,SVC由晶闸管控制电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)及固定电容器(fastness capacitor,FC)组成,主要用来快速补偿无功,并通过对其三相不对称控制来消除电网三相不对称和负序电流;APF部分主要用来消除电网及SVC引起的谐波电流,同时抑制固定电容器与电网等效阻抗间可能的串并联谐振。在分析SVC和APF联合运行系统基本工作原理的基础上,对联合运行时的控制方法进行研究。仿真和实验结果证明了该联合运行系统的可行性。