刚性联接双电机系统功率平衡控制策略

针对刚性联接双电机系统因参数摄动和负载变化导致的系统输出功率不均衡问题,基于转矩闭环矢量控制系统,提出了一种自抗扰模型预测(ADRC-MPCC)转矩交叉耦合功率平衡控制策略。首先,建立刚性联接双电机系统的统一数学模型,基于该模型分析了功率不平衡产生的原因;其次,通过确定合适的转矩反馈补偿系数,提高了系统中双电机的同步性能;最后,设计自抗扰控制器对转速环、磁链环和转矩环的扰动进行估计和补偿,并通过简化模型预测控制方法对逆变器开关状态进行选择,减少了控制器的运算时间。仿真与实验结果表明,提出的控制策略实现了参数摄动和负载扰动情况下刚性联接双电机系统的输出功率平衡,验证了功率平衡控制策略的有效性。

永磁同步电机改进型鲁棒模型预测转矩控制

针对永磁同步电机传统模型预测转矩控制策略存在脉动大、抗干扰能力差、权重因子需要反复调试等缺点,提出了一种基于自抗扰控制器的改进型鲁棒模型预测转矩控制策略。首先,通过设计转速环自抗扰控制器,并引入一种连续且平滑的新型fal函数,进一步提高了自抗扰控制的控制性能。然后,设计了一种无权重系数的价值函数,优化系统控制性能的同时简化了设计过程,解决了权重因子调试的问题。最后,采用两步预测降低延时对控制系统的影响,提高了控制精度。仿真和实验结果表明,提出的改进型鲁棒模型预测转矩控制策略有效降低了系统脉动,提高了系统的控制性能和参数鲁棒性。

EFP成型飞行及侵彻钢靶特性的数值模拟分析

文中采用LS-DYNA软件,以70mm弧锥结合型爆炸成型弹丸(EFP)侵彻40mm厚45#钢靶数值模拟过程为例,针对弧锥结合型EFP成型、空中飞行和侵彻钢靶过程的特性进行了研究。模拟结果与试验结果相吻合,表明采用的数值模拟方法正确,结果分析合理。为弧锥结合型EFP的研究提供了方法和有价值的特性规律。

一种组合重构的电能质量扰动特征提取方法

电力系统中电能质量扰动类型较多、扰动特征表征复杂,特征提取的有效性直接影响识别精度。为了保证特征提取的有效性,通常以牺牲特征向量维度作为代价,但特征向量维度过高会增加识别模型的复杂度和降低识别的速度。基于以上考虑,提出了一种基于能量熵和功率谱熵的组合重构特征提取方法。首先根据电能质量扰动信号特性和改进集合经验模态分解(modified ensemble empirical mode decomposition, MEEMD)对电能质量扰动信号进行处理。其次利用能量熵和功率谱熵对扰动特征进行组合提取,构建高精度、低维度的特征向量。最后通过双层前馈神经网络(double-layer back propagation neural network, DBPNN)对扰动信号进行识别。仿真和实验结果表明,与单一特征提取方法相比,所提出的组合重构特征提取方法的特征向量维度、识别模型复杂度和识别难度降低,准确率较高,且具有一定的抗噪性。

采煤机牵引系统双电机功率平衡控制策略

随着采煤机装机功率和开采能力的提升,牵引系统控制效果及动态性能已成为影响采煤机工作稳定性的重要因素.目前,采煤机电牵引系统双电机控制策略多采用传统的主从控制,其同步性能存在滞后问题,容易导致牵引电机偏载.此外,系统在控制算法方面多采用传统PI控制,对于容易发生参数摄动及负载变化频繁的牵引系统而言,传统PI控制的控制性能不佳.为提高采煤机牵引系统驱动性能并实现牵引电机功率平衡,根据采煤机牵引系统结构,本文提出了一种基于自抗扰控制的转速主从、转矩交叉耦合控制的双电机控制策略,并对控制策略进行了仿真分析和实验研究.结果表明,本文所提出控制策略实现了牵引系统功率平衡并提升了系统的控制性能.

基于龙贝格观测器的永磁同步电机滑模控制

考虑永磁同步电机调速系统受负载转矩变化和未知扰动影响导致控制性能下降的问题,提出了一种基于龙贝格观测器的滑模控制方法。滑模控制具有响应速度快和强抗扰性的优点,但也存在抖振问题。首先结合低通滤波器设计滑模控制律改善滑模的抖振,减小速度环输出波动对电流环的影响;考虑负载转矩和未知扰动对控制器性能的影响,利用龙贝格观测器对负载转矩和扰动进行估计并补偿。仿真结果表明:上述方法具有转速响应快、超调量小的特点;同时观测器可以准确补偿负载转矩和扰动的变化,系统的抗扰性和控制精度得到提高。

永磁同步电机无参数三矢量模型预测电流控制

永磁同步电机多矢量模型预测控制能够有效改善传统单矢量模型预测控制存在的电流脉动大、控制精度有限等不足,但其控制性能更易受电机参数摄动的影响。为提升多矢量预测控制算法在电机参数摄动下的鲁棒性,提出一种永磁同步电机无参数三矢量模型预测电流控制算法。通过构建基于永磁同步电机输入输出信号的超局部预测电流模型,避免了电流预测受电机本体参数的影响,同时设计了扰动观测器对超局部模型中未建模与扰动部分进行估计。此外,引入基于电流误差的矢量占空比直接计算法,抑制电机参数摄动对占空比计算环节的不确定性影响,进一步提高了系统鲁棒性。与传统有参数三矢量模型预测电流控制进行仿真和实验对比,结果显示所提策略能够有效抑制电机参数变化所带来的系统扰动,保证了电机运行时的稳态性能。

电机驱动用新型谐振直流环节电压源逆变器

为了实现电机控制系统的高功率密度和高性能运行,必须提高逆变器的工作频率以提高功率变换器的效率和增强性能。然而,较高的工作频率会引起严重的电磁干扰和开关损耗从而导致系统整体效率降低。软开关技术被认为是解决上述问题的有效方法,结合软开关技术的优点和脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制的特点,提出了一种新的用于电机驱动系统的谐振直流环节软开关电压源逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的PWM软开关动作,同时,辅助谐振单元的开关也为软开关操作。文中阐述了该软开关逆变器拓扑的动作时序和动作模式,并对软开关动作时序的瞬态过渡过程进行了数学分析。对提出的新型软开关逆变器驱动无刷直流电机进行了仿真和实验研究,结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性。

爆炸冲击波作用下碳纤维布加固构件抗弯特性研究

为了研究外贴碳纤维布加固钢筋混凝土构件抗爆能力 ,对用碳纤维布不同加固方式和配筋率的钢筋混凝土模型进行了抗爆炸冲击波试验研究。试验结果表明 ,在模型截面尺寸相同的条件下 。

一种新型无刷直流电机谐振极软开关逆变器

永磁无刷直流电机具有高功率密度、高转矩/电流比和控制简单等优势,得到了广泛应用。然而,无刷直流电机通常采用硬开关逆变器驱动,硬开关逆变器的系统效率较低,散热器的体积和重量较大,限制了大功率无刷直流电机驱动系统功率密度和性能的进一步提升。针对硬开关逆变器问题,提出了一种无刷直流电机专用的谐振极软开关电压源逆变器。通过在传统硬开关逆变器的三相输出端添加辅助谐振网络,实现了逆变桥主开关器件的零电压(ZVS)开关动作,辅助双向开关在零电流开关(ZCS)条件开通和关断。针对新型软开关逆变器,提出了一种新的脉宽调制(PWM)控制策略——TPWM+TON,逆变桥上下侧开关器件轮流进行PWM调制,保持了直流母线中点电位的平衡,且使主开关和辅助开关的开关频率降到PWM调制频率的一半。对提出的软开关逆变器进行了实验研究,实验结果验证了电路结构、理论分析和控制策略的正确性与可行性。

基于矢量控制的异步电机自抗扰控制

针对异步电机矢量控制系统在负载变化和电机参数变化时转速易受较大影响的问题,研究了采用自抗扰控制器(ADRC)对负载扰动和电机参数变化进行估计和补偿的方法。根据自抗扰控制器的数学特征和异步电机的数学模型,采用扩张状态观测器(ESO)对电机模型的参数摄动和变量耦合项进行观测并补偿,确定了矢量控制系统中自抗扰转速环控制器、自抗扰磁链环控制器、自抗扰d轴电流环控制器和自抗扰q轴电流环控制器的形式。仿真和实验结果表明,与传统的比例积分控制器(PI)相比,ADRC控制器对系统负载扰动和电机参数变化具有较好的鲁棒性和动态性能。

新型三相容错逆变器研究

功率变换器中电力电子器件及其驱动电路是最易发生故障的薄弱环节,为提高系统可靠性,提出一种新型容错逆变器。通过在每个桥臂上串联快速熔断器,实现短路故障转换为开路故障,同时实现所在支路的故障隔离。通过在传统逆变器的直流环节添加辅助单元,实现逆变器发生单上开关管开路故障、单下开关管开路故障和一个桥臂上下两开关管同时开路故障时的容错运行,并且不降低系统性能。详细阐述该容错逆变器拓扑的工作原理和动作模式。对提出的新型容错逆变器驱动三相无刷直流电机进行仿真和实验,结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性。

利用非线性偏振旋转锁模技术产生0.7nJ,1.5ps光脉冲

为了研究锁模光纤激光器以增益平坦型掺铒光纤放大器作为增益介质对输出特性的影响,采用增益平坦型掺铒光纤放大器结合光纤偏振控制器、偏振相关光隔离器组成锁模光纤激光器,基于非线性偏振旋转锁模技术,实现稳定、自起振锁模运转,得到了中心波长1560nm、重复频率6.495MHz、单脉冲能量0.7nJ、脉宽1.5ps的超短光脉冲。同时实验观察到峰值波长为1557nm和1570nm的双峰值波长锁模脉冲的产生。结果表明,采用增益平坦型掺铒光纤放大器替代普通掺铒光纤组成锁模光纤激光器,可获得较高单脉冲能量的超短光脉冲,锁模脉冲的输出光谱可能出现双峰结构,从而可为超短脉冲光纤激光器设计及实用化提供参考。

基于单神经元自适应PID的SRM直接转矩控制

针对开关磁阻电机转矩脉动大、非线性严重和数学模型难建立等问题,将单神经元自适应PID控制和传统PI控制相结合,构成了开关磁阻电机直接转矩控制系统。根据预设定的误差限,利用神经元自学习能力消除系统较大的误差信号,小误差信号通过传统PI进行消除,使得系统能够更好的适应各种扰动。最后,在Matlab/Simulink环境下,对四相开关磁阻电机进行了仿真,仿真结果表明,复合控制方法能够有效的减小转矩脉动,提高系统的动、静态性能。

开关频率对无刷直流电动机转矩脉动的影响分析

利用星形3相6状态无刷直流电机的数学模型和动态方程,讨论了PWM电压源逆变器驱动的永磁无刷直流电动机在导通运行区域和换向过程的转矩特性。通过数学解析得出,无刷直流电动机无论运行在导通区还是换向区,电磁转矩脉动都由直流供电电压、逆变器的开关频率及占空比、电机电气参数和转速高低共同决定,电磁转矩脉动与逆变器开关频率成反比关系。通过仿真和实验验证了PWM开关频率对转矩脉动的影响,为减小转矩脉动和驱动系统的设计提供了理论依据。

永磁无刷直流电动机非换相区间转矩特性研究

分析了5种PWM调制方式对永磁无刷直流电动机(BLDCM)非导通相电流和非换相期间转矩脉动的影响。理论推导得到:单斩上桥调制关断时,截止相在其反电动势小于零的30°区间产生续流;单斩下桥调制关断时,截止相在其反电动势大于零的30°区间产生续流;双斩调制时,截止相不会续流。非换相期间,电磁转矩脉动主要来源于PWM调制关断时的续流,单斩调制两相续流转矩脉动小于三相续流转矩脉动,单斩调制转矩脉动小于双斩调制转矩脉动。通过仿真实验,验证了理论分析结果的正确性。

无刷直流电机驱动用IGBT逆变器能耗分析

为了预测电机系统的性能和提高设计的可靠性,根据无刷直流电机(BLDCM)的PWM调制原理和IGBT的损耗机理,采用损耗分离法提出了BLDCM驱动用IGBT逆变器的功耗计算模型。逆变器的通态损耗是与IGBT正向通态压降、电机电流和开关占空比有关的函数,而其开关损耗是开关器件的开关时间、电机电流、逆变器的供电电压以及调制频率的函数。对提出的损耗模型进行了仿真计算和实验验证,仿真计算结果与实验结果具有较好的一致性。

电机运动控制及其相关技术发展研究

介绍了电力电子技术的发展过程,剖析了运动控制器中应用的各种电子技术。结合电机技术和微控制器技术研究现状,分析了电机运动控制领域内的最新进展和发展趋势。

刚玉碎石混凝土抗弹丸侵彻效应研究与分析

通过实弹射击试验,研究了刚玉碎石混凝土的抗侵彻性能,结果表明,刚玉碎石混凝土具有较好的抗侵彻能力。与相同强度等级的普通混凝土相比,弹丸在刚玉碎石混凝土中的侵彻深度减小了约10%。对试验数据进行了最小二乘拟合,得到了刚玉碎石混凝土的侵彻系数。

异步电机的磁链观测和转速辨识研究

准确的辨识电机转速,可进一步提高异步电机无速度传感器矢量控制系统的性能。通过分析电压模型和电流模型获得了磁链的混合观测模型,利用该模型估算出转子磁链和磁场定向角,并进一步辨识电机转速。搭建了以TMS320F28335为控制核心的硬件平台,对磁链观测和转速辨识进行了实验验证,表明该辨识算法可行。