MJO对我国降水影响的季节调制和动力-统计降尺度预测

利用1981—2016年中国区域CN05.1格点降水资料和EAR-Interim再分析资料,研究了季节循环对于热带大气季节内振荡(MJO)对我国降水影响的调制作用,并基于模式对MJO的预报建立了针对延伸期降水的动力-统计降尺度模型。结果表明,MJO对我国季节内降水异常的影响明显受到季节循环的调制。当MJO对流在热带印度洋活跃时,我国降水偏多的区域随季节由南向北推进;当MJO对流位于海洋性大陆地区时,在秋、冬季我国东部和高原大部分地区降水异常偏少,而到了春、夏季该关系反转。MJO对流和基本气流(特别是副热带西风急流)的位置和强度的变化所引起热带外环流响应的不同是造成这种季节性差异的重要原因。模式检验表明,BCC_AGCM2.2对目标候MJO的预报技巧可达18d以上,在此基础上利用模式预报MJO信息构建了随季节演变滚动的MJO动力-统计降尺度预测模型。独立样本检验表明,该模型在较长时效(10~20d)下对MJO高影响区低频降水异常的预报技巧高于模式的直接预报,特别是在MJO活跃时期对降水预报技巧的提升更加明显,这为MJO信号释用提供了新的思路。

基于Matlab/Simulink的四轮转向车辆操纵稳定性仿真

阐述了四轮转向车辆的特点,基于Matlab/Simulink研究了横摆率跟踪的四轮转向车辆的操纵稳定性。并给出了仿真实例和结果,表明4WS车辆在高速范围内保持对操纵反应的灵敏、一致又不过度,在降低驾驶员操纵难度的情况下,较大地改善了车辆在高速时的瞬态操纵稳定性。

三相电压源型PWM整流器的DSP控制

描述了三相电压源型PWM整流器的工作原理,基于整流器网侧电流矢量推导出同步旋转坐标系下系统的数学模型,给出了一种电流前馈解耦控制算法。同时详细介绍了基于电流前馈解耦的PWM整流器双环控制系统设计方法,并且应用TMS320LF2407A建立了PWM整流器的DSP数字化实验系统。实验结果表明,该整流器能获得单位功率因数的正弦输入电流、稳定的直流输出电压和快速的动态响应。

PWM整流器瞬时功率PI控制与电流解耦控制

为控制直流侧电压恒定,保证整流器单位功率因数运行,从能量守恒的角度,根据Lyapunov稳定性理论,提出一种新的瞬时功率控制策略,该控制策略包含一个PI控制器和负载电流前馈补偿,给出了瞬时功率控制应用PI控制器的理论依据,同时提出一种规范化极点配置电流解耦方案,解耦方法简单易行,实现d-q轴电流解耦。仿真结果验证了该方法的正确性和有效性。

可抗障碍干扰的除冰机器人系统设计与实现

目前除冰任务都局限在一些危险区域,路况复杂,机器人采集信息零乱,容易产生干扰;针对这一问题,设计引入无迹粒子滤波器信息融合思想到除冰机器人的设计中,研究现有的除冰机器人的缺陷,优化设计了一种除冰机器人的本体结构,优化了各种非接触式传感器的布局结构,为避障提供充足的数据来源;设计了无迹滤波的信息融合技术,解决了在外部复杂环境中某传感器信息存在的信息干扰;以上海某智能信息公司的除冰机器人进行实际的测试,实验包括除冰机器人、YJV22-3*300电缆,其弯曲直径为2.5 m、使用石膏模拟的覆冰、秒表等,对实验中传感器采集的数据经过数据预处理后使用Matlab 7.0对其进行准确率仿真,仿真结果表明,这种除冰机器人的避障准确率高达96.3%,在传感器损坏后,模型恢复的延时不超过3 s,结构优化明显。

四轮转向汽车稳定性控制

针对过分地追求减小高速转向时的横摆角速度,将导致后轮转角的随动性变差,同时也很难充分利用其机动性来提高稳定性,并且一般有较长时间滞后的问题,提出了一种利用横摆角速度反馈信息,进行再调节的控制方法。给出一个前轮转角阶跃输入后,不是直接根据当前速度算出后轮转角,而是在忽略后轮的情况下,求出横摆角速度响应,然后和稳态横摆角速度相比较,得出一个需要调整值。以该值通过一定的关系求出当前需要的后轮横摆角,这个过程重复进行,直到接近最优值。仿真结果表明,该控制方法能大大缩短四轮转向系统达到稳态的时间。

基于TMS320F2812全数字三相PWM整流器的设计

本文针对三相电压型PWM整流器,在建立了其数学模型的基础上,对整流器电流解耦控制策略进行研究,使用TMS320F2812数字处理芯片进行系统的硬件和软件设计,充分利用TMS320F2812丰富接口资源和快速的运算能力,使整流器硬件更简单;实验结果表明:整流器实现了单位功率因数控制,具有优越动态和静态性能。

基于CLM模型的植被覆盖变化对黄土高原气温和降水的影响研究

黄土高原位于我国第二阶梯,地理环境复杂,生态环境脆弱。本文结合GIMMS/NDVI遥感数据与气象站点观测资料开展诊断分析研究,并将其与模型模拟试验相结合,通过这种方法来研究黄土高原地区植被覆盖与气温和降水之间的作用关系。研究结果表明,黄土高原地区的NDVI、气温和降水量均具有明显的季节变化特征;1982—2006年,区域滑动平均NDVI、气温和降水的线性变化斜率分别为5E-04/10a、0.061℃/10a和-0.492mm/10a;研究区域内NDVI与气温和降水的同期滑动平均相关系数分别为0.459和-0.23,且均存在较明显的空间差异。应用CLM陆面过程模型的模拟结果表明,植被覆盖增加后,植被覆盖发生变化地区的净短波辐射有所增加,净长波辐射有所减少,导致地表吸收净辐射有增加趋势;研究区域内的感热通量和潜热通量均有所增加,且潜热通量的增加更为明显,这可能对植被覆盖增加后气温的降低产生一定影响;研究区域内的土壤含水量和地表蒸散均呈增加变化,这可能导致降水增加。但是,植被覆盖增加对区域气温降低和降水增加的影响作用有限。

基于共模扼流圈高频模型的Boost PFC的EMI滤波器设计

针对Boost PFC变换器存在的传导电磁干扰问题,对Boost PFC变换器在加入平衡电容前后的共模、差模干扰传导路径进行了分析,进而对混合传导电磁干扰的成因及抑制方法进行了研究。对共模扼流圈的非理想因素及现有高频模型的局限性进行了归纳,综合考虑了磁芯材料频率特性及绕组寄生电容的影响,建立了一种改进的Foster网络串联模型,并提出了一种基于共模扼流圈阻抗特性优化的EMI滤波器设计方案,利用一套1.25 k W的Boost PFC变换器样机进行了对比实验验证。研究结果表明:将所设计的EMI滤波器加入电路后,待测装置能顺利通过传导干扰测试。

基于Kriging模型的某轻型货车悬架系统多目标优化

针对底盘调校过程中操纵稳定性和行驶平顺性两个目标相互矛盾的问题,对某轻型货车悬架刚度阻尼进行优化匹配。在多体动力学软件ADAMS中建立整车的动力学模型,并通过操稳性道路试验验证模型的准确性。选取前后悬架的刚度、减震器阻尼曲线系数及后稳定杆的扭转刚度为优化变量,以汽车的操纵稳定性和行驶平顺性为优化目标,采用拉丁超立方试验设计拟合Kriging代理模型,利用遗传算法NSGA-Ⅱ对悬架系统进行多目标优化得到Pareto最优解集,并选取一个最优解进行ADAMS仿真验证。结果表明,汽车的行驶平顺性和操纵稳定性都得到了改善。

基于SiC器件的高效率功率因数校正电源研究

针对传统有桥Boost功率因数校正电路效率不高的问题,分析了Boost功率因数校正电路的基本结构以及控制方法,Si C器件的特点和发展历程,提出了使用Si C器件来提升其功率密度的方案。介绍了功率因数校正电路中重要参数的设计,简述了一种适用于PFC功率电感的设计方法以及主要设计步骤,并分析了传统有桥功率因数校正电路的损耗分布情况。选取了数家公司生产的不同材料的MOSFET,搭建了对应的1.2 kW实验样机,并测量了各个样机效率。研究结果表明,在115 V交流输入下,相比infineon公司最新的具有超结结构的Cool MOS,ROHM公司的大电流Si MOSFET,使用SiC MOSFET能够提升有桥功率因数电路的工作效率。

四象限整流器数字锁相环设计

根据四象限整流技术的特点,提出一种数字锁相环设计。利用Matlab设计IIR数字滤波器,采用Matlab Simulink的PD模块实现数字滤波器的相位补偿,在Matlab仿真环境下对其进行了连续系统仿真;并使用Matlab自动生成VHDL代码,在dSPACE半实物仿真平台对其进行了离散系统仿真。最终对设计数字锁相环效果进行的定量试验结果表明,该数字锁相环能够实现网侧输入电压相位及频率的实时跟踪,能有效地滤除网侧电压采集过程的信号干扰,使得四象限整流能够稳定运行。