顺流流程多效蒸馏海水淡化系统的热力学分析

建立了顺流进料流程低温多效蒸馏海水淡化系统的热力过程数学模型;考虑了过程中物性变化和压力损失引起的传热温差变化,计算分析了在相同淡水产量下,蒸发器效数、末效蒸发器蒸发温度、加热蒸汽温度和浓缩比变化时,造水比、冷凝器海水流量、蒸发器总传热面积的变化规律。结果表明:蒸发器效数对系统性能有显著影响;末效蒸发器蒸发温度和加热蒸汽温度对蒸发器总传热面积影响较大;浓缩比在一定范围内,系统热力性能最优。

XY平台直线伺服系统的IP变增益交叉耦合控制

XY平台直线伺服系统中,负载扰动、机械时间延迟及各轴响应速度不同会影响轮廓加工精度,为此提出了一种将积分-比例(I-P)控制、速度前馈控制及变增益交叉耦合控制相结合的控制策略。单轴采用由IP控制和前馈控制构成的复合速度控制器,IP控制具有快速响应和抑制扰动的能力,速度前馈控制可增加系统跟踪能力,降低机械时间延迟效应。间接减小轮廓误差。并且,在X、Y轴间加入变增益交叉耦合控制器,直接减小轮廓误差。仿真结果表明该控制方案可增强系统的鲁棒性,提高系统的快速性和轮廓加工精度。

一种应用于14位ADC的运算跨导放大器

基于SMIC 0.18μm标准CMOS工艺,设计了一种应用于40MHz采样频率的14位高精度流水线ADC电路的运算跨导放大器,包括增益级电路、前馈级电路、共模反馈及偏置电路。放大器的输入增益级采用带正反馈环路的增益自举技术,在低频时实现了较高的增益。区别于传统频率补偿技术,使用一种新型无密勒电容的前馈频率补偿方案,实现了在不同工作状态下的频率补偿。仿真结果表明:在3V电源电压下,运放的直流增益为156dB,单位增益带宽积为1.03GHz,输出摆幅为2.5V,建立时间为9.3ns,可满足高精度流水线ADC性能要求。

LCL型并网逆变器的新型单电流反馈控制方案

基于有源阻尼控制机理特性,提出一种应用于LCL型并网逆变器的新型单电流闭环反馈控制策略。该控制策略将有源阻尼与谐振控制特性相结合,通过对进网电流全前馈控制,有效抑制谐振尖峰且实现基波频率处高增益。该控制策略不引入额外的传感器,结构简单、成本低、可靠性高。推导了该控制策略下系统传递函数,并给出其实现方法。建立MATLAB/Simulink仿真模型,验证了所提控制策略的可行性与有效性。

基于改进型扰动观测器的PMSM抗扰动控制研究

负载转矩扰动及转动惯量变化会对永磁同步电机(PMSM)控制造成影响,为提高系统响应速度以及抗干扰能力,减小负载扰动对控制性能的影响,将观测的负载转矩前馈补偿至转矩电流中,改进滑模速度控制器中指数趋近律函数。设计一种改进型扰动观测器,在传统扰动观测器中加入可变增益算法,针对负载扰动引起系统转动惯量变化的问题,结合模型参考自适应算法,将辨识的转动惯量更新到改进型扰动观测器及滑模速度控制器中。仿真结果表明,改进型扰动观测器能准确观测负载转矩,有效减少系统抖振,提高了控制系统的抗扰能力及动态响应性能。

一种能量与前馈杂交控制新方法

振动能量大小可以反映结构振动控制的效果。为此,本文提出了一种简单的基于能量的振动控制策略,通过比较允许能量与实际能量来确定系统控制力的大小,利用能量导数来确定控制力的方向。同时,考虑到实际地震波的随机性,本文引入了前馈控制策略。通过附加前馈增益、状态方程离散及代换把两种控制方法有机地结合在一起。此外,直接引入前馈增益对控制系统的控制效果影响较小,为此本文提出了调整因子的概念。本文方法计算简单,操作方便。最后,以六层建筑物为例说明了本文方法的可行性。

基于二次调节原理的力矩负载模拟器中压力波动的补偿

基于静液二次调节原理的力矩负载模拟器具有能够连续高速旋转和无多余力矩的特点。在恒压网络中,二次元件的力矩输出与其斜盘倾角成正比,即:如果系统压力出现波动,也将导致输出力矩的波动。导致系统压力变化的原因可能是油源压力脉动,但更主要是负载的变化。为了研究压力波动的影响及补偿,建立了基于静液二次调节原理的力矩负载模拟器,给出了仿真参数,并在此基础之上进行了仿真研究。为了提高力矩跟踪精度,提出利用斜盘倾角传感器和系统压力传感器来进行压力补偿,可有效地将系统压力波动对于力矩输出的影响抑制到20%左右。仿真和试验验证了此补偿方法的有效性。

逆系统轨迹控制二级倒立摆自动摆起

将逆系统轨迹控制应用于二级倒立摆的自动摆起控制系统,离线求解非线性方程两点边值问题,得到系统的参考轨迹;采用逆系统前馈控制和基于H∞控制的增益调度反馈控制对参考轨迹进行精确跟踪,实现二级倒立摆的自动摆起;当两摆杆摆起到竖直倒立位置后,采用变增益H∞反馈控制器进行稳定控制.仿真实验结果表明,该方案在较短的摆起时间内实现了二级倒立摆两摆杆的自动摆起,稳定性和鲁棒性明显提高.

稳定的非线性系统广义预测控制

针对广义预测控制(GPC)算法稳定性分析困难,对参数未知非线性系统提出一种稳定广义预测控制(DGPC)方法。该方法首先将非线性系统转换为时变线性系统,然后利用三次样条基函数逼近时变系统中的系数,通过带时变遗忘因子的递推最小二乘算法辨识系数获得对象模型。基于模型通过性能指标中的前馈增益设计来保证控制系统稳定,仿真结果验证了该方法的有效性。

微网功率耦合特性分析及解耦控制

首先分析了进行微网逆变电源输出有功无功解耦控制的原因、必要性和应用场景。然后基于相对增益法根据线路传输功率表达式分析功率耦合产生的原因,给出耦合度的计算方法及其所表达的含义。之后提出基于前馈补偿的解耦算法,并把现在已知的三大类功率解耦方案进行对比,阐述各自的优缺点和应用场合。最后设计了一个仿真算例,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提前馈补偿解耦方法具有较好的解耦效果。

一种高增益带宽积CMOS跨导运算放大器

提出了一种高增益带宽积CMOS跨导运算放大器,它采用多级前馈补偿结构。该跨导运算放大器采用调零电阻补偿技术,取消了一个非主极点,以提高电路的增益带宽积。电路采用0.18μm标准CMOS工艺进行设计,并采用Hspice工具仿真。仿真结果表明,在1.2V工作电压下,直流增益为71dB,增益带宽积为1.4GHz,功耗为2.2mW。

电动伺服机构永磁同步电机的自抗扰控制

针对运载火箭电动伺服机构谐振频率过低,而传统陷波滤波器算法会降低系统的快速性问题,提出了一种基于自抗扰控制(ADRC)的微分前馈控制算法。在开环等效增益相近的情况下,比较了系统在传统PID控制和一阶ADRC控制方式下的阶跃响应和抗扰性能;对输入正弦指令的情况,比较了系统在比例+扩张状态观测器(ESO)和有限时间比例(FTP)+ESO这两种控制方式下有无输入微分前馈(IDF)的跟踪性能。仿真和实验结果均表明,在常规ADRC中引入IDF,可有效提高电动伺服机构对时变输入的跟踪精度。

三相VIENNA整流器双闭环控制策略及其参数研究

通过对VIENNA整流器基本原理分析,建立了d-q坐标系下的数学模型。由于系统具有强耦合、非线性的特点,利用前馈解耦控制策略实现对d、q轴的解耦控制。一方面,基于频域法对电流内环进行分析,借助MATLAB单输入-单输出SISO(single input-single output)设计工具,合理配置电流内环控制器零点位置与环路增益,实现对网侧电流快速性与稳定性的控制;另一方面,电压外环易受到负载电流影响,通过对外环控制器零点和环路增益优化配置,提高系统鲁棒性。此外,重点分析了在负载电流干扰的情况下影响电压外环控制器稳定性的成因。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真平台,验证了电流内环和电压外环控制器参数设计的正确性与合理性,使VIENNNA整流器双闭环控制系统具有良好的稳定性能和动态性能,并在负载波动的情况下,保持良好的控制效果。