含分布电源配电网多时段线性化二阶锥松弛算法研究

针对分布式电源接入配电网影响系统电压分布和潮流分析、造成系统电能质量下降的问题,建立系统优化模型,对系统电压、潮流进行分析与优化,提出含分布式电源的配电网多时段线性化二阶锥松弛优化算法。对分布式电源接入的配电网进行潮流分析,建立分布式配电网最优潮流优化模型;对分布式配电网潮流优化模型进行简化处理,针对潮流分析中非凸非线性,提出多时段二阶锥松弛优化算法;针对电容器组、有载调压变压器的非凸非线性问题,进行分段线性化处理。仿真结果表明,提出的算法能合理调度有载调压变压器、电容器组和分布电源的出力,有效降低网损,减小电网电压偏差。

线上教学工具在模电教学过程的应用研究与实践

线上教学工具能够有效提高师生课堂互动效率,改善学生学习效果。目前,线上教学工具种类繁多、功能各异,为提高线上教学工具对学习效果的促进作用,基于雨课堂、蓝墨云班课,对线上教学工具在模拟电子技术课程教学中的应用展开研究。通过分析雨课堂、蓝墨云班课的功能特点及模拟电子技术课程的特点,提出以简化教学环节、提高学习效果(即STP-ILE)为目标的线上教学工具应用模式。实践表明,STP-ILE教学模式能够有效培养学生的自主学习意识,显著提升学习效果。

LCC型无线恒流/恒压充电系统的控制

为了满足电动汽车动力锂电池的充电需求,提出了一种恒流/恒压切换控制,通过调整逆变级的移相角实现该控制策略。为了适应负载的变化,提高控制性能,将整流级之前的电路用戴维南等效与降阶处理,简化控制模型,通过最小二乘法辨识整流级的输入电压和电流基波,确定等效负载。使用该等效电路与简化模型,分别设计了恒流输出和恒压输出时的PI控制器,实现电动汽车动力锂电池“先恒流后恒压”的充电需求,最后在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,验证了理论分析和控制方法的正确性和可行性。

混合式教学模式下多元过程考核研究与实践

当前主流混合式教学模式下,开展课程多元过程考核有利于促进教学质量提升和课程持续发展。本文以“电路理论”及“电网络理论”课程为例,开展混合式教学模式下课程多元过程考核研究与实践,围绕多元评价体系框架建设、优质教学资源整合与教学模式探索以及多元且可行的考核评价几个主要方面阐述了课程教学改革中的具体实践。最后,基于学生线上线下考核数据分析了多元过程考核的应用效果。

在用婴儿培养箱电磁兼容发射测试与优化研究

目的:研究在用婴儿培养箱的电磁兼容性(EMC),对其电磁发射进行测试与优化,为婴儿培养箱EMC设计提供可行性指导方案。方法:选取一款使用3年的婴儿培养箱,进行EMC辐射发射和传导发射测试,依据国家医药行业标准验证电磁发射装置优化前后的电磁辐射骚扰值,对不符合标准要求项目进行优化后再次测试。结果:该婴儿培养箱的电磁兼容发射水平在频率为30~50 MHz时的辐射发射超标,在频率为400~600 kHz时的传导发射超标,通过电源的电磁干扰(EMI)治理和箱内印制电路板(PCB)电路EMC优化设计,同时进行滤波、信号接地、屏蔽等抑制措施的优化后,各项测试结果均符合国家医药行业标准要求。结论:电源的EMI治理和PCB的电路布局优化设计作用明显、优化设计合理有效,可为婴儿培养箱EMC设计方案提供支持,对在用婴儿培养箱EMC监管提供科学依据。

电力谐波检测迭代变权最小二乘快速基波提取方法

电力有源滤波器是电力谐波治理的主要设备。提出一种迭代变权最小二乘支持向量机检测的电力电流基波检测算法,结合结构风险最小和均方最小求解基波系数,可以避免不必要的谐波检测,检测参数降低至2个,加快了检测速度。该方法具有检测精度高、计算量小、抗干扰能力强的特点。根据基波半周期对称性,构造检测信号,将检测时滞缩短至半基波周期。通过仿真检验该算法的检测精度,其相对误差在±0.02%内,分析了基波信号突变及谐波信息突变对检测的影响。仿真结果表明了该方法在较大干扰下基波检测的有效性。

基于信息熵的多谐波源定位研究

针对复杂配电网中缺少有效划分非线性负荷谐波污染责任和不能准确确定主谐波源位置的状况,提出了一种基于信息熵的多谐波源定位方法。通过支持向量机进行谐波分离,获得测量量的各次谐波数据。接着利用B样条法对测量数据进行概率密度估计,从而计算出母线电压与各支路电流的互信息值,根据互信息值的大小来确定主谐波源位置。通过对典型配电系统在ATP(选择性暂态程序)软件中仿真分析,所提方法具有定位准确、能够进行实际谐波责任区分的优点。

混沌遗传算法在函数优化中的应用

基于混沌遗传算法(HGA)的函数优化,将混沌优化方法嵌入到GA中替代GA变异算子,以改善变异个体适应值,加快了算法收敛。其主要算子包括:编码方式、选择算子、交叉算子、变异算子及采用精英保留策略。该算法可求解非线性全局最优化问题,并通过大海捞针(NIH)等仿真试验得到验证。

基于RBF网络的机械人鲁棒自适应控制与仿真分析

针对电机驱动机器人模型,设计了一种鲁棒自适应控制器。首先用动态RBF神经网络逼近机器人动态模型,然后设计了一个带积分器的滤波器,由滤波器系统推导出所需的理想输入电流,再以理想输入电流为目标设计电机控制器并得到最终控制律。基于Lyapunov稳定理论分析了鲁棒自适应控制器的稳定性,给出了稳定性充分条件。实例仿真结果表明,合理的选择控制器参数可使系统具有良好的动态特性和鲁棒稳定性。

基于预测控制的电机变频/工频同步切换

针对大功率变频器与工频电源切换不当引起电机产生冲击电流和转速波动的问题,提出了一种预测控制的交流电机变频/工频同步转换控制方案.采用TMS320F2812 DSP芯片对变频器输出电压和工频电压信号进行同步采样,通过鉴相运算得到两路输入信号的相差信号,然后调用预测控制算法程序实现锁相控制.当变频器输出电压与工频电网电压相位达到一致时,DSP控制继电器动作,从而实现电机由变频电路到工频电网平稳、无扰切换.仿真结果表明,该设计方案具有快速性、优良的跟踪特性和很强的鲁棒性.

电机驱动机械人手臂的鲁棒自适应控制

针对电机驱动机械手的工作环境复杂负载变动大难控制的问题,提出一种机械手的鲁棒自适应控制方法。通过代数运算将机器人手臂模型变换为线性误差系统加未知干扰的形式。设计误差系统的积分滤波器,通过合理地选择滤波器参数,可使滤波器输出渐近收敛到零。同时由滤波器可得到理想电流和干扰的更新估计。以理想电流为目标设计电机的控制律。基于Lyapunov稳定理论分析了该方法的稳定性,给出了稳定性充分条件。实例仿真结果表明该方法有效。

混合有源电力滤波器的状态反馈控制

针对有源电力滤波器的电流跟踪,提出了采用状态反馈控制策略,应用于三相并联型混合有源电力滤波器系统,取代目前流行的PID控制,克服PID控制存在的超调大、补偿误差大的缺点。根据所选用混合有源电力滤波器的拓扑结构,建立了其数学模型,推导了反馈控制律,同时谐波电流检测采用ip-iq检测算法,直流侧电容电压稳定采用PI控制。采用Matlab/Simulink软件对HAPF系统进行仿真,并与传统的PI滞环比较控制方法进行对比,结果表明,该算法能够明显地改善系统的跟踪性能,提高有源滤波器的谐波补偿效果。

三线圈无线输能主回路研究与仿真分析

针对采用耦合模理论或二端口网络分析多线圈的无线输能系统,不能从理论上很好地揭示补偿电容与电感如何谐振的缺点,提出了变压器等效模型分析。对于三线圈输能系统,首先分析了主电路的基本结构,其次根据变压器等效原理将主电路进行等效,并基于谐振原则从理论上确定了补偿电容的值,最后理论推导了线圈间互感在设计值附近变化对系统特性的影响。仿真研究了负载、互感变化对系统性能的影响。研究结论为大功率无线输能系统设计提供了参考。

神经自适应动态面控制与仿真

针对一类严格反馈不确定非线性系统,提出了一种神经自适应动态面控制器的设计方案。该方案改进了动态面的虚拟输入和真实输入以减小DSC的保守性,并将不确定分解为线性参数部分和非线性参数部分,两部分分别辨识。用一个BP神经网络逼近系统中所有的非线性参数部分,所需辨识的参数较少。通过合理选取设计常数,可保证所有信号最终一致有界且跟踪误差可收敛到原点的一个小邻域内。

一类不确定非线性系统的自适应鲁棒控制

针对一类由非线性微分方程描述的不确定单输入单输出(SISO)系统,提出了一种自适应鲁棒控制算法。设计了一动态滤波器并将其与原系统组成扩展系统,由滤波器求得控制律稳定扩展系统。算法绕开辨识模型参数而是直接估计函数值,加快了控制律的求解。设计了状态误差观测器,用观测器的值构造控制律逼近状态反馈时的控制效果。基于Lyapunov稳定理论分析了扩展系统的渐近稳定性并给出了闭环稳定的充分条件。最后仿真结果验证了算法的有效性和鲁棒性。

关于助老机器人路标定位优化仿真研究

针对助老机器人服务的特殊性,决定了其工作环境的开放性,而在开放环境中要求精确定位,保证助老机器人安全工作。影响机器人精确定位的因素主要是,未知环境下路标特征的提取易受环境影响,所建模型的噪声特性未知。为了提高助老机器人的精确定位,提出一种采用未知路标的多传感器信息融合的无迹卡尔曼滤波的定位方法,并采用改进的SageHusa自适应滤波算法对其未知噪声方差阵进行估计。仿真结果表明,在未知路标下,系统噪声曲线稳定控制在极小范围内,证明了Sage-Husa自适应UKF算法是有效性,为助老机器人的广泛使用提供了理论基础。

带约束优化问题的遗传算法

针对带约束优化问题,提出了隔离小生境的多种群孤立进化遗传算法。定义某已知函数,按组划分小生境,计算适应值。对每个小生境进行选择组成交配池,进行单点交叉,再计算适应值,选择下一代种群。该算法适用于非线性系统模糊控制器的优化问题。

分数阶Boost变换器的两种预测电流控制

基于分数阶微积分理论以及实际电容和实际电感在本质上是分数阶的事实.首先,在建立Boost变换器的分数阶数学模型基础上,提出分数阶预测电流控制,设计预测控制器.其次,在考察分数阶Boost电路的电感电流波形的基础上,提出分数阶Boost电路整数阶预测电流控制.最后,依据分抗链及Oustaloup分数阶近似算法,得到了分数阶电感逼近电路,利用Matlab软件对所设计的控制器进行仿真验证.结果表明,分数阶预测电流控制下的超调最小,过渡时间最短,尤其是在抗负载扰动上的性能更佳.整数阶预测电流控制的性能虽然低于分数阶预测控制,但也有较好的控制性能.同时仿真结果验证了所提控制方法的可行性和有效性.

单位功率因数双LCC无线电能传输特性分析

为解决双LCC谐振网络在恒压充电模式下功率因数下降问题,提出了一种变发射线圈补偿电容的矫正方法。首先分析了双LCC补偿网络的恒流、恒压输出特性,推导出系统效率估算表达式;其次针对恒压模式下反映阻抗呈阻容性的特点,通过改变发射线圈补偿电容的大小,使系统的输入阻抗为纯阻性,实现单位功率因数。最后在MATLAB中搭建了仿真模型,验证了所提方法的有效性和理论推导的正确性。

电路参数对无线电能传输的影响及控制策略

无线电能传输(WPT,wireless power transmission)系统的输出电流受原边电流、频率、线圈距离(耦合系数)、负载阻抗等影响。在负载及耦合系数一定时,接收侧的补偿电容影响系统的性能。为了保证系统的传输效率且使得系统输出电流最大,首先给出了WPT电路并进行电路分析,其次讨论结构参数对系统性能的影响,为调节系统最大电流输出提供依据。给出一种系统最大电流输出控制策略,并进行仿真验证。最后仿真对比了不同耦合系数对输出电流、输出功率及传输效率的影响。仿真结果表明,在该控制策略下,适当调整系统电容参数,即可使得系统输出性能最佳。