电网不平衡工况下三电平直接矩阵变换器反步滑模控制策略

三电平直接矩阵变换器(three-level direct matrix converter, TLDMC)因具有高功率密度、高效率、共模电压较小等特点,在电机驱动、分布式发电、可再生能源等领域受到广泛关注。但在电网电压不平衡工况下,TLDMC输入侧的电流畸变会影响功率因数和输出侧的电能质量,降低系统的可靠性。现有的TLDMC输入闭环控制策略不能兼顾高动态响应和强鲁棒性的要求。为此,提出适用于平衡和不平衡电网电压,且无需正负序分离的TLDMC反步滑模控制策略(back-stepping sliding-mode control, BS-SMC)。采用动态调制系数抑制不平衡工况下的有功功率2倍频波动,再通过消除Lyapunov导函数中的非线性项并引入滑模面作为虚拟误差来控制输入无功。经过理论和实验分析比较,结果表明所提方法相较于传统控制策略,响应速度和电能质量均得到提高。所提方法为矩阵变换器的输入控制策略提供了一种参考。

消除疟疾目标后口岸防输入对策探讨

本文概述了中国消除疟疾的主要历程和伟大成就,重点分析了消除疟疾目标后,中国口岸面临的防输入的压力,从建立健全多部门联防联控机制、加强我国卫生检疫技术法规和标准体系建设、强化科技创新、加强人才和物资储备、提升口岸卫生检疫能力、加强来自高危地区的重点人群的主动监测、加强口岸病媒生物的监测能力等方面提出建设性意见,为全国各个口岸开展防止疟疾输入工作提供参考,进一步巩固中国消除疟疾的成果。

应用输入向量控制技术降低漏电功耗的快速算法

随着工艺的发展,为保证电路的性能和噪声容限必须降低阈值电压,这将导致漏电流呈指数增长,漏电功耗因而将逐渐超过动态功耗占据主导地位.CMOS的堆栈效应导致电路在不同向量下的静态功耗不同,因此在电路进入睡眠状态时使用输入向量控制技术是一种低功耗设计的有效方法,如何快速找到一个可降低电路漏电功耗的向量就成了问题的关键.介绍了一种在给定向量集合中查找低功耗向量的快速算法——基于概率传递的标记算法,并为此开发了一个事件驱动的门级组合电路仿真器.通过对ISCAS和龙芯处理器电路的实验结果表明,该算法同传统方法比较可以提高性能3.4倍,误差率仅约0.14%.

协同输入向量控制与门替换技术缓解电路NBTI老化

针对现有选取方法直接以输入向量控制(IVC)产生电路最小时延为目标,不能有效地发挥门替换(GR)技术优势的问题,提出一种输入控制向量选取方法,用于协同IVC和GR技术缓解电路负偏置温度不稳定性(NBTI)老化的方案.首先以IVC可控制关键门输入引脚为逻辑1的数量最大为目标,从备选向量集中选取最优输入控制向量,用于电路的输入控制;然后对不能通过最优输入控制向量控制为逻辑1的关键门输入引脚,分析其GR可防护性,对GR可防护的输入引脚的驱动门实施门替换.实验结果表明,与现有选取方法相比,文中方案可平均提高电路时延退化改善率7.56%,相对提升达到32.64%,同时,需要付出的附加面积开销和附加固有时延开销还略有降低.

考虑输入占空比和随机性的M-IVC缓解电路老化

针对现有多输入向量控制(M-IVC)缓解负偏置温度不稳定性(NBTI)引起的电路老化的方法仅考虑到输入信号占空比约束的问题,提出一种同时优化输入信号占空比和随机性的M-IVC方法.首先采用遗传算法求解出电路的最优输入占空比;然后在最优占空比约束下产生具有随机性的各输入信号波形;最后构成多输入控制向量,依次应用到待机模式下电路的输入.采用相同的晶体管工艺模型和ISCAS85基准电路的实验结果表明,与现有M-IVC方法相比,文中方法能更好地缓解电路NBTI老化;可降低电路平均老化时延增量,分别达到45.9%和32.7%;而且随着电路待机时间的增加,该方法的抗老化效果变得越好.

非对称输入下矩阵变换器新型电流控制策略

针对矩阵变换器的非对称输入情况,分析了其虚拟直流电压与输入电源的关系,推导了在非对称输入时虚拟直流电压的表达式,提出了基于虚拟直流电压预测的调节控制策略,即在一个开关周期内实时预测虚拟直流电压,通过预测调节系数对虚拟直流电压进行补偿,维持其为恒定值。该方法不仅降低了交流直接供电下输入电源不对称对输出的影响,使输出SPWM的控制可借鉴传统逆变器的经验,而且保证了矩阵变换器输入空间矢量的正确调制。给出了预测调节控制的原理及具体实现方法。仿真及试验结果表明,虚拟直流预测策略适用于交流变频驱动系统,可有效抑制输入不对称的影响,提高矩阵变换器在交流驱动场合的实用性。

变电感参数三电平不可逆PWM整流器的电流PI优化控制

在矢量控制PWM整流中,需要精确地输入电感值作为控制参数。而高功率密度AC-DC整流器中输入电感常采用铁粉心作为电感材质,这些材质磁心的电感值随着输入电压、输入电流和负载的变化而变化,电感值的变化导致电流环增益和控制参数发生变化。因此,采用传统的控制方法比较难满足宽输入电压和变电感量条件下整流器控制性能的要求。文中提出采用优化电流PI控制器的矢量控制实现三相三电平不可逆PWM整流,该策略能够在宽输入电压范围和变电感值下实现PF(Power Factor)值和电流THD的优化控制。文章在分析三电平不可逆PWM整流器电路模型基础上提出优化PI控制器的矢量控制算法实现过程,借助系统的闭环模型推导出控制器参数设计原则。最后给出的仿真波形和实验结果验证了控制方案的有效性和优越性。

三相PWM整流器混合非线性控制研究

采用传统单一控制策略的三相PWM整流器性能难以满足工程实际日益提高的性能要求,该文提出了一种新型的混合非线性控制方法,综合利用滑模控制、输入及输出线性化控制、空间矢量调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制技术的优点。电压外环采用滑模控制,电流内环采用输入及输出线性化方法,并采用SVPWM技术对控制信号进行调制。基于该控制方案的系统具有以下突出优点:控制系统全局稳定,输出直流电压动态响应快,无稳态误差,对负载及系统参数扰动具有很强的鲁棒性;电流实现解耦控制,输入电流正弦,畸变率小,单位功率因数;直流电压利用率高,开关频率恒定,易于数字实现。数值仿真和实验验证了所提控制方案的正确性和优越性。

基于故障插入的电路抗老化输入矢量生成研究

随着CMOS工艺特征尺寸的不断缩小,晶体管的老化效应严重影响了电路的可靠性,负偏置温度不稳定性(NBTI)是造成晶体管老化的主要因素之一。提出了一种基于固定故障插入的电路抗老化输入矢量生成方法,在电路的合适位置插入固定故障,通过自动测试向量生成(ATPG)工具获取较小的备选抗老化矢量集合,再从中筛选出最优矢量。由该方法生成的输入矢量可以使电路在待机模式下处于最大老化恢复状态,同时具有较小的时间开销。在ISCAS85电路中的仿真结果表明,与随机矢量生成方法相比,在电路待机模式下加载本文方法生成的输入矢量,可以达到最高17%的电路老化时延改善率。

基于输入输出线性化SVR的船舶航迹控制

支持向量回归机(Support Vector Regression,简称SVR)是系统控制的一种新方法,相对于神经网络来说它的优势在于避免过学习、陷入局部极小点,获得全局最优解。结合输入输出反馈线性化理论,提出了反馈线性化SVR方法,采用交叉验证方法对SVR的参数进行优化,通过逆动态模型和逆误差补偿项的离线辨识,将辨识的逆模型作为控制器,设计出自适应逆控制系统。控制器应用到船舶航迹控制系统当中,在Matlab平台下,针对设定的航迹方案进行数字仿真试验。仿真结果表明该控制方案具有良好的动态响应性能和控制效果。

永磁同步电动机输入多采样率准滑模控制

永磁同步电动机矢量控制系统常使用双闭环(速度和电流)级联结构,两个控制回路的动态响应速度存在显著不匹配,电机的机械和电气子系统具有典型的多采样率特性。基于多采样率控制理论,针对电机转速控制环提出了输入多采样率准滑模算法,在输出量损失数据状态下,该算法在输出估计基础上构建系统扩展输入向量。由于扩展输入向量,该算法降低了系统稳态抖振,进而提高整个系统的性能,仿真结果证明了该算法的有效性。

基于RF-GA-SVM算法的施工升降机输入电压控制模型

针对在超高层建筑施工中施工升降机的驱动电机输入电压受多因素影响,导致其调节困难、能耗严重的问题,提出一种基于数据挖掘的RF-GA-SVM输入电压控制方法。首先,在实现控制电压多因素分析的基础上,基于随机森林(random forests,RF)算法进行了影响因素的重要度计算,确定各因素的影响权重值和样本约简集合,并通过ROC(接收者操作特征)曲线和AUC(ROC曲线下的面积)分析验证属性约简集的分类准确率;其次,采用基于遗传算法(genetic algorithm,GA)优化的支持向量机(support vector machine,SVM)算法,构建施工升降机输入电压控制模型;最后,利用施工升降机远程监控平台采集历史数据,对本研究提出的RF-GA-SVM输入电压控制模型进行训练和验证。实例验证结果表明:该模型检测样本的均方根误差(RMSE)为1.493,平均绝对误差(MAE)为0.899,平均绝对百分比误差(MAPE)为0.291%,决定系数(R2)为0.98,说明本方法可以有效选取影响因素,并根据影响因素和实际需求实现施工升降机输入电压的有效控制。

一种多输入-多输出模糊自适应控制方法的研究

针对多输入-多输出(MIMO)非线性系统基于模糊基函数向量提出了一种新的自适应控制方法.在该方法中,首先将非线性系统线性化,然后利用模糊基函数向量自适应学习系统不确定向量的上界,模糊基函数向量可作为补偿控制器的一个参数.

基于电流空间矢量预测控制的HFLMR研究

高频链矩阵整流器是一种新型的电力电子变换器,具有体积小、重量轻、转换级数少和可靠性高等特点。分析了高频链矩阵整流器的双极性空间矢量调制策略,提出了基于参考输入电流空间矢量的预测控制算法,建立了基于该预测控制算法的高频链矩阵整流器系统仿真模型。该预测控制算法具有计算量小,开关频率固定,可靠性高等特点,能实现高频链矩阵整流器输入侧电流正弦、单位输入功率因数和稳定的输出直流电流。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

仿射非线性奇异系统的输入输出解耦

研究了仿射非线性奇异系统的输入输出解耦问题.首先建立了非线性奇异系统的向量相对阶的概念,并给出了系统的向量相对阶的反馈不变性.借助于系统的向量相对阶,构造出一个非线性坐标变换,使得系统经过坐标变换后呈现出更简单的形式.借助于系统新的结构形式,给出了使系统实现输入输出解耦的反馈控制律的构造方法,并给出一个例子来验证所提出的方法的可行性.

外资、国有、民营控制行业价格变化对国内物价总水平变动的影响研究

综合运用投入产出价格影响模型和向量自回归模型,研究了外资、国有、民营控制行业价格变化对国内物价总水平变动的影响。研究表明:外资控制行业价格上涨对国内物价总水平上涨的影响幅度最大,影响的持续时间也较长,国有控制行业的影响幅度和影响持续时间次之,影响幅度最小、影响持续时间较短的是民营控制行业,并且国有控制行业与民营控制行业的影响幅度和影响持续时间差距较小,两者与外资控制行业价格上涨的影响效果差距明显。研究结果为中国"轻监管"的外资政策提供了一定的警示,也为主管部门提供了一定的政策启示。

利用遗传算法实现CMOS组合电路静态功耗优化

面向基于标准单元的CMOS组合电路,利用输入向量控制技术,采用遗传算法作为求解手段,建立了CMOS组合电路静态功耗优化环境。在遗传算法中利用电路状态差异度作为适应度函数,求解使电路静态功耗最小的输入向量。实验结果表明,使用该方法能明显优化静态功耗,运行时间合理,不需要进行HSpice模拟,摆脱了对目标工艺的依赖。

双级矩阵变换器的双空间矢量预测控制

针对电网输入电压不对称和输出负载变化等扰动,使得双级矩阵变换器(TSMC)的输入输出电能质量变差的问题,提出了双级矩阵变换器的双空间矢量参考值的预测控制算法。首先基于瞬时功率理论分析整流级输入有功功率和无功功率控制原理,分别建立两级电路的预测模型;然后提出了整流级参考输入电流矢量和逆变级参考输出电压矢量的预测算法。与开关表法的预测算法相比,本预测算法具有计算量小、开关频率固定等优点。仿真结果表明,采用所提出的控制策略,系统能有效抑制输入电压的不对称对输出性能的影响;同时,在输出负载扰动时,能保证整流级的高输入功率因数和输入电流质量,控制系统具有良好的动静态性能。该预测算法适用于工程领域中数字化控制方案的实现。

基于反馈控制的矩阵整流器研究

针对矩阵整流器输入电压不平衡和电压跌落的情况会对输出直流电压产生影响,采用一种带反馈控制策略的电流空间矢量调制算法。对实时检测输出的直流电压值与目标电压进行比较,再采用比例积分控制动态调整调制系数,保证输出电压平均值与设定值一致,同时抑制纹波。在Matlab/Simulink平台上建立模型,设定三相输入电压平衡、三相输入电压不平衡和电压跌落等情况进行仿真,仿真结果验证了所研究控制策略的正确性和有效性。

MIMO系统中连续博弈RRM算法

提出一种基于博弈论的连续博弈无线资源管理算法,将博弈论数学模型应用于多输入-多输出系统无线资源管理中,把其中的参数映射为博弈论数学模型中的“局中人”,将参数变化描述为“局中人”博弈过程.在仿真中,比较该算法与传统联合波束成形及功率控制算法.仿真结果表明,该算法在节省发射功率的同时,可提高输出信干噪比,达到两者最佳均衡.同时可有效克服期望的导引矢量和实际的导引矢量不匹配问题,使天线能准确对准期望用户方向,并能抑制干扰方向的信号,起到“零陷”作用.