Inductor Current Sampled Feedback Control of Chaos in Current-Mode Boost Converter

A chaos control strategy for chaotic current-mode boost converter is presented by using inductor current sampled feedback control technique.The quantitative analysis of control mechanism is performed by establishing a discrete alterative map of the controlled system.The stability criterion,feedback gain,and corresponding critical duty ratio are obtained from the eigenvalue of the map.The simulation results verify the t heoretical analysis results of the control strategy.

Fault Current Identification of DC Traction Feeder Based on Optimized VMD and Sample Entropy

A current identification method based on optimized variational mode decomposition(VMD)and sample entropy(SampEn)is proposed in order to solve the problem that the main protection of the urban rail transit DC feeder cannot distinguish between train charging current and remote short circuit current.This method uses the principle of energy difference to optimize the optimal mode decomposition number k of VMD;the optimal VMD for DC feeder current is decomposed into the intrinsic modal function(IMF)of different frequency bands.The sample entropy algorithm is used to perform feature extraction of each IMF,and then the eigenvalues of the intrinsic modal function of each frequency band of the current signal can be obtained.The recognition feature vector is input into the support vector machine model based on Bayesian hyperparameter optimization for training.After a large number of experimental data are verified,it is found that the optimal VMD_SampEn algorithm to identify the train charging current and remote short circuit current is more accurate than other algorithms.Thus,the algorithm based on optimized VMD_SampEn has certain engineering application value in the fault current identification of the DC traction feeder.

Probabilistic Calculation of Tidal Currents forWind Powered Systems Using PSO Improved LHS

This paper introduces the Particle SwarmOptimization(PSO)algorithmto enhance the LatinHypercube Sampling(LHS)process.The key objective is to mitigate the issues of lengthy computation times and low computational accuracy typically encountered when applying Monte Carlo Simulation(MCS)to LHS for probabilistic trend calculations.The PSOmethod optimizes sample distribution,enhances global search capabilities,and significantly boosts computational efficiency.To validate its effectiveness,the proposed method was applied to IEEE34 and IEEE-118 node systems containing wind power.The performance was then compared with Latin Hypercubic Important Sampling(LHIS),which integrates significant sampling with theMonte Carlomethod.The comparison results indicate that the PSO-enhanced method significantly improves the uniformity and representativeness of the sampling.This enhancement leads to a reduction in data errors and an improvement in both computational accuracy and convergence speed.

Self-calibration and algorithm of sample set of piezoresistive pressure sensors

Aiming at piezoresistive pressure sensors, this paper studies simulation of standard pressure by using benchmark current source and self-calibration of the sampling data characteristics. A data fusion algorithm for sample set is presented which transforms a surface problem into a curve fitting and interpolation problem. The simulation result shows that benchmark current source simulating pressure is successful and data fusion algorithm is effective. The maximum measurement error is only 0.098 kPa and maximum relative error is 0.92% at 0-45 kPa and -10-45~C.

A Novel Current Sensor Technique for Brushless DC Motor Drives

The torque output in a permanent magnet brushless DC motor (BLDCM) is usually controlled by regulating the motor phase currents. In this paper, three kinds of PWM strategies together with some critical review on traditional current measurements in a BLDCM drive system are discussed. A novel method for assessing the PWM information and measuring the motor phase currents by a dc link current sensor is proposed. An attractive feature of the proposed method is the simplicity with the current sample processing because there is no need to incorporate the conduction information of the power switches or diodes. Only the single sided PWM or the double sided complementary PWM is needed with the proposed technique.

计及采样扰动抑制的电压源逆变器三矢量无模型预测电流控制方法

针对传统电压源逆变器无模型预测电流控制(model-free predictive current control,MFPCC)方法存在电流纹波大、电流梯度更新停滞以及预测性能易受采样扰动影响的问题。该文提出一种计及采样扰动的三矢量MFPCC方法。在一个控制周期应用3个基本矢量,并根据价值函数计算矢量作用时间,降低了输出电流纹波;其次,通过建立不同矢量作用下的电流梯度方程组,实现电流梯度数据的实时更新,消除了停滞现象;再次,分析采样扰动对MFPCC的影响,采用扩张状态观测器估计采样扰动以补偿预测电流控制,抑制其对输出电流的影响。最后,通过仿真和实验,对所提方法的有效性进行了验证。

小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护

基于时间级差配合的梯级电流保护受限于出口线路保护动作时间,为缩短保护研判时间,提升配电网多级配合能力,提出一种小级差需求下基于故障首半波比较的快速电流保护方法。对传统电流保护动作时间进行分析,采用整定值构建模板曲线,与故障电流采样值进行多点动态比较,基于有效值爬坡效应及采样值越限效应构建新的保护启动判据、考虑保护算法延迟及干扰点的影响构建新的动作判据,综合加快电流保护判别速度。利用PSCAD/EMTDC软件仿真验证了所提方法在不同类型故障、不同故障时刻、负荷突增、干扰影响等工况下的有效性,结果表明所提方法的动作时间不超过10 ms,有利于小级差更加灵活和可靠的整定。

便携式锂钾分析仪现场测定热泉水中的锂

锂是绿色能源和轻质合金的理想原料,作为一种重要的战略性资源而备受各国重视。热泉水中富含锂,储量可观,然而热泉水主要分布在西藏、云南等偏远地区,样品运输与实验室测试成本高、效率低,锂资源勘查急需现场分析技术的支持。热泉水一般含有较高浓度的钠、钾等元素,基体效应显著。本文利用自主研发的便携式锂钾分析仪,搭配负性滤光片,选择锂的分析谱线波长670.78nm,通过优化测量条件,建立了标准曲线法与标准加入法现场测定热泉水中锂元素的分析方法。实验结果表明,当电解质是体积分数为1.5%的盐酸,工作电流为70mA,进样流速为3.0mL/min时,锂检出限为4.07μg/L,相对标准偏差(RSD)为1.03%。对热泉水样品进行加标测试,加标回收率为81.6%~115.9%。当热泉水样品基体组成较简单时,直接采用标准曲线法即可获得较准确的分析结果;当样品基体组成较复杂或者基体浓度高时,采用标准加入法可有效地减小基体效应,获得的分析结果相对更准确。本方法适用于不同类型基体的热泉水中锂含量的分析测试。

不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法

针对现有的剩余电流保护装置无法有效识别触电事故的问题,该文提出了一种不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法。首先通过变分自编码器(VAE)对实验收集到的生命体触电小样本数据进行增殖以实现正负样本均衡;然后在时域上提取能够反映波形动态变化特性的23个特征量,并利用高斯核Fisher判别分析(GKFDA)与最大信息系数(MIC)法从中选择最优表达特征组;最后,提出基于遗忘因子的在线顺序极限学习机(FOS-ELM)算法实现生命体触电行为的鉴别。实验结果表明,所提方法利用不均衡小样本触电数据集就可以训练出一个优秀的分类模型,诊断准确率可达98.75%,诊断时间仅为1.33 ms。其优良的性能结合在线增量式学习分类器设计,使得模型具备新知识学习能力,具有极好的工程应用前景。

基于单电流传感器的改进相电流重构技术

在电机闭环控制过程中,电流传感器故障、不同电流传感器的不一致性等因素可能导致系统失稳。为提高系统的容错能力,减小故障对控制系统稳定性的影响,提出一种基于单电流传感器的改进相电流重构技术。通过移动脉宽调制的脉冲矢量来消除母线电流采样盲区,进而通过母线电流重构获得三相电流。相比于传统电流重构方法,所提改进方法重构的电流更接近真实电流值,能够减小电流总谐波,降低电磁转矩脉动,提升系统的稳态性能。通过仿真和实验对比2种重构方法,证明了所提改进方法的优势。结果表明所提改进方法能有效实现电流重构,提升系统稳态性能。

永磁同步电机单采样双更新电流控制方法研究

目前高性能电流环大多是在FPGA中实现,但FPGA的硬件成本较高,因此本文研究目的是如何在传统MCU方案中,以最小代价提高电流环带宽。为了降低数字系统中存在的电流采样和计算等延时,以永磁同步电机全数字控制系统为研究对象,提出一种单采样双更新电流环设计方法。首先,改进传统电流采样和占空比更新时序,在一个载波周期内,利用电流采样值和电流误差值对电流进行重构并进行两次占空比更新。其次,引入电流增量因子,并设计相应的参数选取规则。最后,针对功率开关器件在一个控制周期内发生多次开关的问题,设计PWM输出规则,保证开关器件的开关频率在一个控制周期内不变。仿真和实验结果表明,在不提高电流采样频率的情况下,通过在一个控制周期内进行电流采样和电流重构可有效改善电流环的动态性能,达到提高电流环带宽和系统动态响应的目的。

高响应交流永磁伺服系统快速电流环带宽扩展方法

交流永磁伺服控制系统中现有电流采样和脉冲宽度调制(Pulse width modulation,PWM)占空比更新的方法延迟时间较长,在一定程度上会影响电机的电流环带宽和动态特性;针对该问题,建立了电流环闭环系统数学模型,分析了电流环的内部延迟和影响电流环带宽的因素,在此基础上提出了一种通过改进电流采样与PWM更新时间的电流环带宽扩展方法。该方法通过提前PWM占空比更新时机来降低电流采样和PWM占空比更新之间的延迟,减小信号传输滞后,从而扩展电流环系统的闭环带宽,提高系统响应速度。仿真与实验结果表明,相比现有电流采样方法,采用新方法的交流永磁伺服控制系统的电流环具有更宽的带宽和更高的动态响应能力,从而提高了交流伺服系统的动态响应能力和稳态精度。该方法可为交流伺服系统在机器人、高端智能装备等对响应速度和定位精度要求较高领域的应用提供参考。

基于临界超标样本扩充的数据驱动短路电流超标精准校验方法

短路电流超标校验中,针对现有技术在临界超标场景下存在计算精度不足、易误判的缺陷,提出一种基于临界超标样本扩充的数据驱动短路电流超标精准校验方法。首先,在短路电流领域首次采用生成对抗网络(generative adversarial networks,GAN)产生与蒙特卡洛模拟具有相同效力的大量样本,再筛选其中的临界超标样本;其次,设计了一种临界超标占比高、非临界超标占比低的新型样本构成方式,据此融合GAN生成临界超标样本与蒙特卡洛仿真样本以形成数据驱动样本集;继而,采用数据驱动的代表性回归算法LightGBM开展短路电流超标校验;最后,仿真结果表明所提方法能有效提高短路电流超标的校验准确度,相比其他物理计算方法和数据驱动方法具有更高效率和计算精度,以及更快的计算速度。

T型三电平逆变器非对称矢量脉冲宽度调制相电流重构策略

针对T型三电平逆变器中点电流单传感器传统相电流重构方法存在不可观测区的问题,分析中点电流采样过程中不可观测区的存在机理,提出非对称矢量脉冲宽度调制相电流重构策略。通过移位PWM波延长基本电压矢量的作用时间,消除不可观测区,实现相电流重构。实验结果表明,所提方法的电流重构误差低于2.2%,输出相电流畸变率低于3.48%。

开关噪声对电流控制精度影响及抑制策略

在高精度应用场合,对伺服系统的控制精度提出了极高的要求。伺服系统的控制精度很大程度上取决于反馈测量的精度,位置、速度反馈精度可通过提高编码器的绝对精度进行提升,且对外界干扰并不敏感,而电流采样环节对开关噪声较为敏感,噪声会造成输出转矩波动,降低伺服系统控制精度。从伺服系统高精度电流采样原理出发,研究开关噪声对电流控制精度的影响,提出一种具有连续输出的SINC3滤波器结构和一种提高稳态电流控制精度的方法。通过实验结果可知,该方法对开关噪声造成的电流波动有明显的抑制效果,具有很强的工程指导意义。

基于多支路采样法的电流重构技术研究

【目的】直流母线采样法因采用脉宽调制移相来补偿电流重构盲区会导致相电流引入额外谐波。针对此问题,本文提出了一种基于多支路采样法的电流重构方案。【方法】理论分析了直流母线采样法和多支路采样法的原理以及电流重构盲区的成因,并基于Matlab/Simulink对两种方案进行仿真对比分析。【结果】仿真结果表明,多支路采样法有效避免了直流母线采样法存在的低调制比区域和扇区边界盲区,降低了电流谐波含量,提高了电流重构的准确性。在电机转速为60 r/min时进行了试验,重构电流最大误差小于0.5 A。【结论】试验结果验证了所提多支路采样法电流重构方案的有效性和可行性。

Design and research of an LED driving circuit with accurate proportional current sampling mode

An LED driving circuit in accurate proportional current sampling mode is designed and fabricated based on CSMC 0.5 μm standard CMOS technology. It realizes accurate sensing of sampling current variation with output driving current. A better constant output current characteristic is achieved by using an amplifier to clamp the drain voltage of both the sampling MOSFET and power MOSFET to the same value with feedback control. Small signal equivalent circuit analysis shows that the small signal output resistance in the accurate proportional current sampling mode circuit is much larger than that in a traditional proportional current sampling mode circuit, and circuit stability could be assured. Circuit simulation and chip testing results show that when the LED driving current is 350 mA and the power supply is 6 V with ± 10% variation, the stability of the output constant current of the accurate proportional current sampling mode LED driving IC will show 41% improvement over that of a traditional proportional current sampling mode LED driving IC.

基于改进零脉冲插入法的永磁同步电机相电流重构策略

直流母线单电流采样永磁同步电机系统存在相电流重构盲区,导致电流采样失真,提出一种改进零脉冲插入法,实现相电流重构。首先,分析传统固定零脉冲插入法的缺点,由于各相插入零脉冲作用时间相同,未能发挥“双开关PWM”模式抑制电流纹波的优势;其次,通过各相PWM占空比调整零脉冲时间,延长电流采样窗口,提出改进零脉冲插入法重构策略,消除重构盲区,并针对该方法重构盲区出现其他扇区有效电压矢量的情况,分析其空间电压矢量合成关系,证明参考电压矢量合成的准确性;最后,基于戴维南电路法,提出不同电压矢量作用时的电路简化模型,对比两种方法的电流纹波幅值,并搭建永磁同步电机实验平台进行实验。结果表明,改进零脉冲插入法的电流重构误差低于3%,相比传统方法,电流纹波抑制效果达到50%,相电流畸变率从12.72%下降到6.87%。

恒流稀释预处理技术及其在复杂工业环境下的应用研究

针对目前工业现场常采用的多级过滤伴热抽取预处理方式存在样气失真、管线易堵塞和腐蚀、测量延时、维护量大等问题,开展烟气恒流稀释预处理技术研发并将其应用于复杂工业现场。研究首先基于渐缩喷嘴的恒流特性开展验证实验,实验结果表明,渐缩喷嘴入口流量与喷嘴喉径呈正相关而与背压呈负相关性,当背压低于45 kPa时气体达到声速壅塞状态且保持恒流;随后基于原理实验研制适用于不同复杂工业环境下的高保真烟气恒流稀释预处理装置,并结合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术开发气体在线监测分析系统,同时将其应用于煤粉锅炉水冷壁近壁面气氛和磨煤机出口CO在线监测现场,实现了高尘、高湿、高腐蚀等恶劣工况下烟气高保真取样和高精度测量,有效解决了目前复杂工业现场烟气取样管线堵塞、气体成分失真等问题,为气体高精度在线监测系统安全稳定运行提供技术支撑。

一种变工况下海流发电机叶片附着物检测方法

针对流速变化使得变工况下海流发电机叶片附着物故障特征模糊、鉴别性差的问题,提出一种基于自适应频率正比采样(APFS)的叶片附着物检测方法。首先,采集不同工况下海流发电机电流信号,通过希尔伯特变换提取出定子电流信号的瞬时频率;然后,利用瞬时频率与采样频率比值变步长采样瞬时频率序列,将非稳定瞬时转动频率转变为稳定值;最后,利用排列熵设置采样迭代停止阈值,将重采样后的瞬时频率序列作为故障特征划分为样本矩阵,建立主成分分析检测模型以实现附着物检测。基于0.23 kW海流发电样机的实验平台被搭建用于验证所提方法的有效性,实验结果表明,所提算法在对抗流速变化下引起的海流发电机变工况问题中,误报率低至0.25%,具备较高检测精度和鲁棒性。