高压驱动的三波腹多环盘式硅微陀螺仪

设计和研究了一种带有高压驱动电路的多环盘式硅微陀螺仪(DRG)。该陀螺仪具有MEMS嵌套环结构,工作在三波腹(n=3)的振动模态下,主振型和从振型之间具有更小的频率裂解。系统采用双闭环测控电路驱动,结构简单,具有良好的稳定性和较大的带宽。其中刚度调谐和正交误差校正所需要的高压直流电由小型化的Boost升压电路提供。样机测试结果表明闭环Boost升压电路精度高,对陀螺仪的零偏不稳定性影响小。陀螺仪具有高品质因数(Q=36503)、低非线性度(314×10^(-6))、低角度随机游走(0.1664°/√4)以及低零偏不稳定性(2.0229°/h)。

一种片上集成的温度传感器设计

本设计在FinFET器件结构的标准CMOS工艺下进行,实现一种集成在片上系统内部的温度传感器。为解决寄生PNP管电流增益过小对基射电压的影响,温度传感电路基于寄生垂直NPN三极管进行设计,以动态元件匹配、斩波等技术减少电路失调,模数转换采用相关双采样技术的单环二阶单比特量化的电容型Σ△调制器结构,以提高对系统噪声的抑制能力。该温度传感器集成在片上系统内部,实现对片上系统温度的监控。电路仿真及芯片测试结果表明,该温度传感器在-55℃至+125℃的温度范围内,电路仿真精度为±0.15℃,芯片测试精度为±1.5℃。

基于双并联Boost-Buck电路的光伏发电系统电压稳定控制

针对目前光伏发电系统电压稳定性较差的问题,以超级电容器作为储能元件,设计了双并联双向Boost-Buck电路以提高光伏发电系统的电压稳定性。当光伏电池阵列输出电压低于额定值时,超级电容器储能单元释放能量传输给直流母线以提高直流母线电压;当光伏电池阵列输出电压高于额定值时,将直流母线多余的电能向超级电容器端传输。建立了Boost-Buck电路的状态空间方程,对光伏电池阵列输出电压的不同运行状态,设计了双并联双向Boost-Buck电路的PI闭环控制策略。仿真结果表明,当光伏电池阵列输出电压不稳定时,通过控制能量在超级电容器储能系统与光伏发电系统直流母线之间的相互传递,光伏电池阵列输出电压的稳定性可以得到有效控制。

红外光学材料透过率温度特性测量方法

提出了一种变温条件下红外光学材料透过率测量评价方法。研究内容包括使用准直反射镜将红外光源变为平行光,通过斩波器变为脉冲光,再经滤光片选择波长;使用平面反射镜组与精密温控炉来获得变温条件下的双光路:测试光路与参考光路。使用前置放大电路和锁相放大器对红外微弱信号进行检测,根据两个光路的测量电压计算样品的透过率及透过率温度系数。计算机实现自动控制、采集与相关运算。该方法解决了变温条件下红外光学材料透过率测量中的实际应用问题,使光学材料参数检测从常规检测扩展到高温等极端条件,更接近于材料的实际使用条件,蓝宝石材料在波长5 195nm处,透过率高于10%,温度从室温到700℃的范围内,重复性优于0.2%。

斩波双闭环控制在内反馈串级调速系统中的应用

首先对内反馈斩波串级调速系统主电路及其工作原理做了介绍,通过控制斩波器的占空比就可以改变电机转速;其次采用了两种不同方法对斩波串级调速系统的斩波回路进行了建模和分析,并得到斩波双闭环控制结构图;最后,给出了实验波形和相关结论。

单级三电平交流斩波器的控制策略研究

提出了新颖的单级三电平交流斩波器的电路结构及拓扑族。该电路结构由三电平变换器以及输入、输出滤波器构成,能够将一种不稳定的、劣质高压交流电直接斩波成稳定或可调的优质正弦交流电。其拓扑族包括Buck式、Boost式、Buck-Boost式等结构。该类交流斩波器适用于高输入电压AC/AC变换场合,具有单级功率变换,拓扑简洁,双向功率流,功率开关电压应力可降低等优点。针对箝位电容电压控制问题,提出箝位电容电压和输出电压瞬时值双反馈控制策略。实验结果证明了该类交流斩波器及其控制策略的正确性及先进性。

双转子中子散射飞行时间谱仪

在中国原子能科学研究院的重水研究性反应堆上设计建造了一台双转子中子散射飞行时间谱仪。该谱仪采用高速同步双转子(最高转速为15000r/min)系统,并在90°角范围内配置54支~3He管(可扩展为108支)记录散射中子,散射中子讯号由飞行时间编码单元编码后送入DG-10/SP微机数据获取系统,该系统采用了通用智能接口并具有实时显示54路谱的功能。该谱仪还在转子本体中填入大量含硼含氢物质,在费米转子准直系统中采用超薄(0.025mm)钆(Gd)片作为芯片,既增强了准直效果,又使转子系统屏蔽快中子本底的能力增强10倍,解决了径向水平孔道本底高的困难。谱仪指标:单能入射中子能量范围5 200 meV,分辨率AE/E～(3—8)%,样品上单色中子强度～10~3S^1·cm^2。信号本底比优于20:1,在转速为13000r/min时连续工作10 d,相位及速度漂移均不大于0.04%。

矿井交流提升机双闭环调速系统设计

针对转子串电阻调速的机械特性较软,具有耗能大、启动不平稳、故障率高等缺点,设计了斩波式串级调速系统。为了提高静态调速精度,并获得较好的动态特性,系统采用电流负反馈与转速负反馈的双闭环控制方式,通过调节器的调节,最终获得转速无静差系统。系统调速范围宽,转速可在950～1 350 r/min连续可调。实现了阶跃输入时的实际转速对给定转速的跟踪,而且稳态时无偏差。电动机等速运行时能够平滑过渡到自然特性曲线,实现了无级平稳调速的全新功能。

斩波串级调速系统的自抗扰控制

针对斩波串级调速系统中控制器的设计问题,提出用自抗扰控制器(ADRC)作为转速调节器,PI控制器为电流调节器,构成斩波串级调速的ADRC-PI双闭环控制系统。利用跟踪微分器安排合理的过渡过程以降低超调量,扩张状态观测器实时估计系统模型中的未知作用及内外扰动,并进行补偿成为积分串联型系统,控制律是误差和误差微分信号的非线性综合而避免了积分作用。通过斩波串级调速系统仿真试验,体现出该控制系统的设计不依赖于数学模型,且抗扰动能力强、响应快、超调量小,改善了系统的动态品质。

高精度的光纤衰减系数测试系统的设计

利用常规仪器设备,设计了一套集光、机、电为一体的光纤衰减测量系统,实现了数字化监测显示,并可与微机接口;采用双光路法,消除了由于光源光强不稳定产生的误差。

斩波串级调速控制系统在穿孔机中的应用

针对穿孔机生产工艺特点及对电气传动系统的要求,设计了双闭环斩波串级调速控制系统。介绍斩波式串级调速系统的工作原理,说明其具有较硬的机械特性,适用于穿孔机的周期性短时工作负载。并设计电流内环和转速外环的双闭环自动控制系统,进一步提高穿孔工艺过程中电机转速的静态、动态品质,具有工程应用和推广价值。

基于FPGA的反应式步进电动机控制系统设计

提出的步进电动机新型控制系统设计方法综合了EDA技术、单片机和模糊控制技术,将细分功能、速度控制功能及模糊控制功能集成于FPGA芯片,实现了三相反应式步进电机双正弦电流可变细分新型驱动控制器。实验证明该驱动控制系统细分精度高、可维护性强,可实现非线性定位误差智能补偿,并且在指示表自动检定仪伺服进给机构中得到了良好的应用。

基于DSP双管并联升压斩波电路设计

介绍了一种适合大功率的并联升压斩波电路结构以及该电路的原理与工作特性，分析了基于DSP芯片的升压型电路，设计了硬件电路以及编写软件程序。该方案电路简单，可靠性高，转换效率高，经过实验测试，验证了该电路的优点和工程应用价值。

双馈风机综合保护的低电压穿越仿真研究

双馈风力发电机应用广泛,低电压穿越技术(LVRT)是风电并网稳定性的关键因素。本文提出将撬棒(Crowbar)保护和直流卸荷回路(Chopper)保护与网侧双环低穿策略相结合的应用,在转子交流侧采用Crowbar电路,可减少暂态冲击电流使对转子侧变流器的影响,直流侧增加卸荷(Chopper)电路,能够稳定直流母线电压;最后在PSCAD电磁暂态仿真平台中对其进行等值建模仿真验证。

双电层电容器仿真电路的研究与实践

提出了一种用电解电容和三相变换电路构成的双电层电容器仿真电路,它能够用小容量的电解电容模拟大容量的双电层电容器,描述分析了仿真电路的工作原理,并在PSIM6.0环境下对电路进行了计算机仿真,最后通过实验验证了所提出的仿真电路能够有效地模拟双电层电容器。

基于PR控制的交流斩波稳压源研究

针对传统AC/DC/AC交流稳压源体积大、输入谐波大等问题,提出基于PWM斩波控制的单相交流稳压源。为提高稳压源的稳定性和对负载的适应性,提出基于PR控制的电压外环和简单比例控制的电感电流内环的双闭环控制策略。分析表明,电压外环的PR控制可实现对指令信号的无静差跟踪,保证了系统的稳态精度,以及对负载电流的抗干扰能力;电流内环使系统具有可靠的快速性和稳定性。最后搭建了Matlab仿真和硬件试验平台,仿真和试验验证了所提结构和控制方法的可行性。

机—液双滚筒式碎边剪切机

本文介绍了机—液双滚筒式碎边剪切机的结构、工作原理、性能特点。

某和谐型机车Buck斩波电路双闭环控制试验研究

针对某和谐型机车中Buck斩波电路,采用典型I型和II型系统设计方式,给出了电压外环和电流内环双环调节器设计的依据和参数选择的方法,通过零极点重新配置提高电流内环的带宽和电压外环的稳定裕度。相比于单电压环,双环控制器可以更加灵活地配置系统参数,从而提高系统的稳定性和动态性能。仿真和试验结果显示,负载无论突投还是突切,双闭环控制动态响应明显优于单闭环,证实了参数计算的有效性。

基于PSIM的双电层电容器仿真器的研究

文章提出了一种用电解电容和三相变换电路构成的双电层电容器仿真器模型,阐述和分析了该仿真器模型的工作原理,并在PSIM6.0环境下对仿真器模型进行了计算机仿真,仿真结果验证了所提出的仿真器模型的正确性,它能够用小容量的电解电容有效地模拟大容量的双电层电容器。

一种改进撬棒电路保护法在风电场LVRT中的应用

根据风电场并网必须具备低电压穿越的要求,对某风电场传统撬棒电路进行改进,并加入直流卸荷保护电路以提高风电场低电压穿越能力;首先研究了双馈感应发电机的暂态过程和转子侧故障电流表达式,进一步推出撬棒电阻值的选取范围,优化了撬棒及直流卸荷电路的触发脉冲信号;在Matlab/Simulink仿真软件中搭建风机并网模型,进行3种不同故障类型的仿真,结果证明了撬棒及卸荷电阻值选取的合理性和改进保护电路方法的优越性。