三相坐标系下带非平衡负载的船舶电力系统的仿真与实验

船舶电力系统中存在着大量的非平衡负载,必将引起中性点电势的漂移,在传统的dq0坐标系下很难进行研究.在三相坐标系下各元件的数学模型中引入中性点电势,然后在三相坐标系中对典型的非平衡负载情况进行了仿真研究,并进行了实验分析.仿真与实验结果的比较证明,在三相坐标系下仿真分析带非平衡负载的船舶电力系统是准确可靠的.

同步发电机带整流性负载在三相坐标系中全阶模型的仿真研究

在三相坐标系中进行仿真能准确直观地分析系统中各状态量的稳态和暂态过渡过程,为分析存在大量非线性元件的船舶电力系统提供了一种很好的分析方法。在三相坐标系中建立了同步发电机带整流性负载系统的全阶数学模型,并在此坐标系中进行仿真分析。仿真结果与实际物理过程完全相同,表明此方法是正确有效的。

三相坐标系下两节点舰船电力系统全阶数学模型仿真研究

舰船电力系统中存在大量的非线性元件,在直角坐标系下对舰船电力系统运行状态进行仿真分析存在困难,必须运用三相数学模型进行仿真研究。仿真结果表明,在三相坐标系下运用全阶数学模型能准确地研究两节点舰船电力系统的运行状态。

Matlab下永磁同步电机的三相坐标系建模

目前永磁同步电机本体的建模存在不足,一方面,Matlab\Simulink中的PMSM模块采用的坐标系非国内通用标准坐标系,且其集成性高,不便于根据实际修改参数;另一方面,自定义电机模型大多基于坐标转换进行搭建,普遍使用两相输入,与实际生产中广泛应用三相电输入的情况不符。因此针对三相静止坐标系下的PMSM建模进行研究,从电机三相定子电压方程出发,结合坐标转换矩阵,通过分析直轴电感和交轴电感之间的关系合理简化磁链方程,推导出三相静止坐标系下的磁链关系,并结合电机运动方程、电磁转矩方程得到三相坐标系下电机的数学模型。在此基础上结合实验仿真,证明了模型的正确性和有效性。

基于三相坐标系的SVPWM算法研究与仿真

本文在对经典空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法进行分析后提出了一种基于三相坐标系的两电平三相电压源电机控制器用SVPWM调制方法。对经典SVPWM算法和基于三相坐标系的SVPWM算法进行了建模仿真分析。仿真结果显示,基于三相坐标系的SVPWM算法与经典SVPWM算法的A相相电压调制波和FFT分析数据一致,且不需要计算扇区及复杂的三角函数运算,简单易于工程运用。

三相逆变器在三相静止坐标系下的仿真研究

研究了三相静止坐标系下的三相逆变器平均值模型,并设计了三相静止坐标系下的双环控制系统。区别以前的控制方案,三相静止坐标系下的双环控制能够提高逆变系统的快速性和稳定性。最后在软件PDPICE中进行了建模仿真,仿真结果表明设计的可行性,为三相逆变器控制系统的设计提供了一种性能验证方法。

三相桥臂坐标系下无轴承电机直接力控制研究

无轴承电机直接力控制方法(SVM-DFC)由于采用传统的SVPWM控制悬浮磁链,计算复杂,不利于提高悬浮动态响应。为此本文引入一种新型的三相桥臂坐标系SVPWM调制方法控制悬浮绕组。首先,推导分析了该SVPWM调制算法及其与传统SVPWM方法的联系,构造了基于三相桥臂坐标系的直接力控制系统,然后用Matlab/Simulink进行了仿真验证。仿真结果验证了该方法的可行性,并且系统的动态响应和稳态精度得到有效的提高。

电压不平衡时单同步坐标系锁相环的改进算法

为了在电网电压不平衡时能跟踪电网电压基波相位和频率,分析了单同步坐标系的三相软件锁相环(SSRF-SPLL)在电网电压不平衡时不能准确快速锁定基波电压相位的原因,即电网电压不平衡时,dq变换得到的eq中含有二次谐波分量,在使用PI控制时,此二次谐波分量将导致PI难以实现无误差跟踪,影响锁相输出角度。在提高稳态性能并考虑动态性能的基础上,提出了在PI调节器之前增加2次陷波器和特定截止频率的低通滤波器的改善方案。最后通过搭建仿真和实验平台验证了方案的可行性和有效性。

电网不平衡条件下三相电压型PWM整流器非线性控制研究

本文提出了一种电网不平衡条件下三相电压型PWM整流器的控制方法。首先,建立了三相电压型PWM整流器的数学模型,基于网侧单位功率因数及负载电压恒定的控制目标,建立了网侧电流给定方程组。其次,基于"三相不平衡abc静止坐标系"与"不平衡坐标变换"建立的dq解耦模型,采用输入-输出线性化的电流控制策略,实现了有功电流与无功电流的独立控制。仿真实验结果表明:文中所提出的控制策略是有效的。

基于全扇区统一占空比函数的Ⅰ型NPC三电平SVPWM载波化算法

Ⅰ型中性点钳位(neutral point clamped, NPC)三电平变流器作为中大容量新能源发电系统的核心设备,其调制策略直接影响变流器的能量转换效率、谐波特性和运行控制特性等。鉴于Ⅰ型三电平变流器的传统空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)策略在实施过程中包含大量三角函数运算,基于三相静止坐标系进行调制算法的大小扇区判断和矢量作用时间计算等,并通过归纳整理,按照单调制波双载波的载波化思路,获得了适用于全扇区的三相统一的占空比函数。借助该占空比函数,变流器的数字控制器仅需通过简单的关系运算和数值计算,便可获得变流器功率管的控制信号,省去了大量三角函数计算,节约了硬件资源。此外,将SVPWM与正弦波脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation, SPWM)+3次谐波注入调制算法进行对比,从调制波层面,揭示了这2种调制算法之间的内在差异。最后,通过仿真验证了该算法的有效性。

微创介入手术机器人推进机构驱动阻力的自适应控制研究

由于机器人推进机构驱动中导管、导丝、支架结构对应坐标系统的多维性,导致操作臂关节间产生驱动阻力,增加导丝平移和递送精度误差,为此文章提出微创介入手术机器人推进机构驱动阻力自适应控制方法。将目标点的球面坐标转换为定子三相绕组坐标系,提高目标位置信息精确度。根据机器人推进机构驱动坐标的转换结果,补偿推进机构驱动的重力矩、惯性力矩和摩擦力矩。将补偿力矩作为控制目标,通过连续波脉冲器输出个体适应度搭建系统状态观测器,完成微创介入手术机器人推进机构等效阻力矩模型构建,实现微创介入手术机器人推进机构驱动阻力自适应控制。测试结果表明,文章方法导丝总平移误差为0.80 mm;关节正转和反转平稳;递送精度平均误差为0.20 mm。由此证明,文章方法能够提高微创介入手术机器人的反向驱动效果,并具有较好的稳定性。

采用积分线性二次控制的电铁负序控制系统

针对电铁供电系统的负序问题,讨论一种电气化铁道负序控制系统。建立该系统通用三相模型,并在此基础上提出一种带积分器的线性二次控制器及相关均压控制策略。该控制系统在满足补偿要求的前提下,可有效提高控制的灵活度、运算效率,并对主变压器三相输出端口的电压扰动和连接电抗电感值的变化表现出较强鲁棒性。仿真和实验验证了该系统的正确性。

基于伺服控制策略的带式输送机永磁直驱控制技术

带式输送机设备的传动链过长,易使电机传动效率持续下降,导致永磁体元件损毁程度加重。为解决此问题,提出基于伺服控制策略的带式输送机永磁直驱控制技术方法。根据永磁同步电机工作原理,建立稳定的三相静止坐标系,通过空间矢量调制的方式,设计基于伺服控制策略的永磁同步电机数学模型。在此基础上,借助电机磁路结构,分析气隙磁密波形,利用主要电磁参数计算结果,实现带式输送机永磁直驱控制技术方法设计。对比实验结果表明,与变频式控制手段相比,伺服控制策略可有效弥补输送机传动链过长的弊端,在解决电机传动效率过低的问题的同时,减轻永磁体元件的实际损毁程度。

结合旋变误差补偿的轴角数字转换器研究

旋转变压器作为一种常用的电机转子位置检测装置,其检测精度直接影响整个控制系统的性能。为了获得高精度的转子位置信息,研究了一种结合误差补偿的软件旋变轴角数字转换器(RDC)。首先,研究采用基于三相同步参考坐标系锁相环(SRF-PLL)的位置角求解方法,滤除旋转变压器输出信号中的高频抖动分量;然后,针对旋转变压器输出信号中的零位误差、正交误差和幅值误差的影响研究采用椭圆假设算法进行消除,并研究采用谐波分离法实现对信号中的谐波误差补偿;最后,搭建仿真模型和试验平台进行了分析验证。仿真与试验结果证明了所提方法的有效性。

船舶岸电系统变频设备建模与仿真研究

本文研究了船舶岸电系统变频设备建模与仿真。船舶岸电系统是一种新型的清洁能源供应方式,对于减少船舶排放、优化港口环境、提高港口能源利用效率具有重要意义。在船舶岸电系统中,变频设备是实现交流能源输入和输出转化的关键设备之一。研究人员通过建立变频设备的数学模型和仿真模型,研究了船舶岸电系统变频设备的运行特性和控制方法。以期为实现港口作业节能降耗目标提供技术支持。

Self-Similar Solutions of Three-Dimensional Navier-Stokes Equation

In this article we will present pure three dimensional analytic solutions for the Navier-Stokes and the continuity equations in Cartesian coordinates. The key idea is the three-dimensional generalization of the well-known self-similar Ansatz of Barenblatt. A geometrical interpretation of the Ansatz is given also. The results are the Kummer functions or strongly related. Our final formula is compared with other results obtained from group theoretical approaches.

基于SRF‑PLL的模糊自适应软件锁相方法研究

软件锁相法是电网基波测量中的一项重要工程技术。针对传统锁相环成本较高、结构复杂、动态性能不佳及鲁棒性差等问题,系统分析了三相同步锁相环(synchronous reference frame phase-locked loop,SRF-PLL)的基本原理,提出了一种基于SRF-PLL结构的模糊自适应软件锁相方法,并进行了仿真研究,给出了基于嵌入式微控制器的算法实现,进行了硬件联调试验。与传统SRF-PLL结构锁相环相比,该方法属于全软件算法,运行稳定,对非线性系统参数变化具有较好的适应性,且具有较好的动态性能和鲁棒性,其调节原理简单,易于模块化移植,在电能计量等工程领域有较好的应用前景。