新型高增益耦合电感二次型变换器

将开关-耦合电感单元引入二次型变换器,采用一个耦合电感和两个独立电感,在开关管关断时,电感为电容充电;导通时,利用电容为负载供电。与传统变换器相比,所提出的变换器采用更少的器件,能得到高电压增益效果与低占空比。采用了降低电压应力的电容,二极管和半导体开关,开关管应力更低。提出了稳态和比较性能分析,制作了一台140W实验平台,给出实验数据与结论,验证了理论分析的正确性。

新能源直流组网倍流整流器线性二次型最优控制增强抗扰特性研究

针对由可再生能源组成的直流电网电解氢系统,通过设计一种基于线性二次型最优控制(LQR)的全状态反馈控制方法,建立全状态误差量的小信号模型,利用系统状态误差量反馈的方法,在新能源并网带来的供电干扰和负荷波动下,改善DC-DC变流器的动态特性,提高电解设备的运行效率和槽内材料的寿命。结果证明,该方法可以显著地降低系统的电压、电流波动时间,且与常规的PI控制相比,对系统干扰的抑制效果更好。最后,对线性二次型最优控制所提出的理论与方法进行仿真验证,证明其正确性与适用性。

双开关二次型结构的耦合电感高增益DC-DC变换器

在能源危机和环境问题的背景下,高电压增益的DC-DC变换器成为利用可再生新能源不可或缺的环节。基于此,提出1种双开关二次型结构,使传统的二次型Boost变换器的电压增益得到有效提升,且降低了开关管的电流应力。结合开关电容和耦合电感,提出1种电压增益极高的双开关二次型结构耦合电感高增益DC-DC变换器。该变换器具有电压增益高、2个开关管同相、开关管和输出二极管电压应力低和多个二极管实现零电流关断的优点。详细分析了变换器的运行原理和稳态性能,包括电压增益推导、元器件电压电流应力等。制作了1款120 W样机,验证了理论分析的正确性和变换器的可行性。

用于可再生能源发电系统的二次型升压变换器

针对太阳能、燃料电池等可再生能源发电系统输出电压较低的问题,此处提出一种基于耦合电感的二次型超高升压变换器,采用无源箝位电路结构,在实现高电压增益的同时,回收漏感能量,提高了转换效率,抑制了开关管的电压尖峰,改善了传统升压变换器开关管和二极管两端电压应力大、增益受限等缺点。最后,在理论分析的基础上搭建了一台输入为24 V,输出为400 V,额定功率为250 W的实验样机,实验结果验证了所提变换器理论分析的正确性和可行性,最大效率和满载效率分别为95.4%和93.8%。

问题驱动下的二次型教学策略

二次型是大学数学的重要组成部分,但是传统二次型的教学重证明和逻辑严密性,轻思想性.本研究构建恰当的启发性问题,引导学生理解二次型的概念生成过程、方法和定理的发现过程以及规定的背景,也就是二次型的教学形态.

素变量三元二次型除数函数的均值问题

在数论中,除数函数是最基础和最重要的算术函数.借助经典圆法,研究了素变量三元二次型除数函数的均值问题H(X):=∑1≤p_(1),p_(2),p_(3)≤X d(p^(2)_(1)+p^(2)_(2)+p^(2)_(3)),得到了均值估计的渐近公式,其中X是一充分大的正数,d(n)是除数函数,p1,p2,p3是素数.

一级倒立摆的线性二次型控制器设计与仿真

以一级倒立摆为研究对象,根据牛顿力学第二运动规律,建立倒立摆状态空间表达式的数学模型,基于最优控制理论,设计了线性二次型控制器。通过MATLAB/Simulink软件进行系统建模仿真,分析系统稳定性,结果表明线性二次型控制器具有超调小、响应快、精度高等特点,可以实现倒立摆系统的快速稳定控制。

二次型化标准形的方法探究

二次型是线性代数的重要组成部分,为了方便计算我们通常会把二次型转化成标准形.本文主要讲述了化二次型为标准型的几种方法:正交变换法、合同变换法、雅可比法、配方法.

可由对角三元二次型表示的算术级数

设d>r≥0为整数.对于正整数a,b,c,如果算术级数{r+dn:n=0,1,2,...}中每一项可写成ax2+by2+cz2(其中x,y,z为整数),则称ax2+by2+cz2是(d,r)-通用的.在本文中,我们使用三元二次型理论来研究一些对角三元二次型的(d,r)-通用性(由L.Pehlivan和K.S.Williams,以及孙智伟所猜测).例如:我们证明了2x2+3y2+10z2是(8,5)-通用的,x2+3y2+8z2与x2+2y2+12z2既是(10,1)-通用的也是(10,9)-通用的,3x2+5y2+15z2是(15,8)-通用的.

锂电池组线性二次型调节器对散热性能的优化控制

为了使锂离子电池组的工作温度保持在合理、安全的工作范围内,提出了一种线性二次调节控制器来控制液冷电池热管理系统的电池最高温度、温差和能耗。通过将NEDC和US06运行工况下的电流输入电池,利用Matlab-Simulink和Amesim软件建立产热模型,得到电池温度和温差曲线,验证了模型的可靠性。在3C充电-NEDC放电条件下,比较分析了LQR、PID和恒流量控制下的热管理性能。结果表明,基于LQR控制的电池热管理系统具有良好的响应速度和稳定性。通过比较3种控制器对BTMS最大温差的影响,发现当电池组液冷通道反向排列时,LQR控制器表现出最佳的控制能力。与PID和恒流控制器相比,LQR控制器可以降低冷却能耗。

基于线性二次型最优控制的机器人示教数据处理系统设计

针对机器人拖动示教过程中传感器采集的数据含有噪声的问题,提出了一种基于线性二次型最优控制的运动轨迹控制器。首先,针对机器人关节运动特性建立状态空间模型,并设计相应的性能指标;然后,采用线性二次型最优控制设计最优控制律和相应的控制系统;最后,以Franka Emika机器人为示教对象进行实验,将机器人自身传感器采集的数据作为最优控制系统的输入,将系统输出用于机器人的运动控制,完成机器人拖动示教。实验结果表明,线性二次型最优控制方法能有效抑制传感器采集数据的噪声,较好地将关节速度、加速度和急动度的幅值控制在合理范围内,使处理后的数据能更好地应用于机器人的拖动示教。

基于线性二次型调节器与比例积分微分控制的步态轨迹跟踪研究与优化

老龄化或疾病导致下肢功能障碍的患者逐渐增多,传统的康复方式存在一定局限性,因此下肢康复机器人成为当前康复技术主流领域。为了在下肢康复设备轨迹追踪性能良好的同时保证患者使用时的安全性,本文设计了一种将线性二次型调节器(LQR)与比例积分微分(PID)控制相结合的控制算法。首先利用运动捕捉设备采集正常步态轨迹,然后在已搭建的足底驱动式踏板步态训练设备中,对步进伺服控制系统采用位置环–速度环–电流环三闭环的PID控制。求得系统数学模型后,使用LQR算法优化PID控制器各环反馈系数,然后将控制器部署至装置中,并进行了实验验证。实验验证了控制器的可行性与有效性,提升了康复设备追踪步态轨迹的性能。

基于遗传算法的线性二次型调节器抑制桥式起重机货物摆动

为了解决桥式起重机小车运行机构的加减速运动引起货物长时间摆动问题,文中设计基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)的线性二次型调节器控制策略控制小车运行机构的运动。根据Lagrange方程建立桥式起重机小车运行机构运动和货物摆动的动力学模型,分析模型的稳定性、可控性和可观性;根据最优控制理论设计线性二次型调节器,基于遗传算法优化线性二次型调节器的加权矩阵Q和R,设计最优线性二次型调节器;应用Matlab软件搭建在线性二次型调节器和最优线性二次型调节器控制下的桥式起重机小车运行机构动力学Simulink仿真系统。仿真结果表明:与线性二次型调节器相比,最优线性二次型调节器能够将小车运行机构的定位时间降低7.4 s,将货物最大残留摆动幅值降低49.3%。

剖析二次型理论在多元函数极值和条件极值中的应用

二次型理论是高等代数中的一个重要分支,其在多元函数极值和条件极值中具有重要的地位。由于二次型理论涉及到代数学、分析学等方面的知识,因此,对学生而言学习难度较大。实际上,运用矩阵的正定性来判断多元函数的极值和条件极值,是一种极为便捷的方法,但其适用范围存在一定的限制。因为驻点处对应的矩阵的正定、负定仅是该点成为极值点的充分条件。鉴于此,本文首先探讨了多元函数的极值与矩阵特征值之间的相互联系,其次深入研究二次型理论在多元函数极值、最值问题中的应用。同时还讨论了二次型理论在多元函数条件极值中的应用及其存在的不足。当判别法失效时,通常需要在驻点处判断Lagrange函数的二阶微分的符号。通过这几方面的介绍,旨在加深学生对该理论的理解和应用。

新型滚筒式传送带的二次型最优控制

滚筒式传送带在物料搬运机械化和自动化工厂中已经成了不可缺少的部分,为了在不增加驱动功率的基础上实现滚筒式传送带的平稳运行,提出了一种改进的系统设计方案。首先,引入液粘离合器,利用粘性油膜的柔性效应实现滚筒的软起动。然后,利用滚筒与传送带间的摩擦力,实现传送带的平稳启动和运行。在考虑液粘离合器摩擦损失的基础上,设计了基于线性二次型调节器的最有状态反馈控制率,优化了液粘离合器的接合过程,获得了良好的驱动性能。最后,对提出的新型滚轮式传送带系统进行了数值仿真,验证了该系统的有效性.

图腾柱PFC无静差二次型最优PID控制仿真分析

计算方法以及计算机技术的发展促进了现代控制理论的工程化。本文采用无静差二次型最优调节器(LQR)优化PID控制参数选取方法,设计了图腾柱功率因数校正器(PFC)二次型最优PID控制算法。在给出双闭环LQR优化PID控制原理后,建立了状态空间平均模型,采用MATLAB的LQR函数设计了BOOSTDC-DC变换器的双闭环PID控制算法,进而采用相同的双闭环PID控制参数设计了对等电气条件下图腾柱PFC二次型最优PID控制参数,搭建了MATLAB/Simulink仿真电路,分析结果反映了图腾柱PFC二次型最优PID控制参数优化方法是可行的。

基于模糊线性二次型的桥式起重机定位控制方法

针对桥式起重机定位困难以及负载易大幅度摆动问题,提出一种基于模糊线性二次型的控制方法。基于建立的起重机非线性动力学模型,采用模糊控制和线性二次型相结合的方法设计负载防摆控制器,通过模糊控制方法优化线性二次型的参数,以实现小车精准定位并抑制负载大幅度摆动的目的。最后通过仿真分析,验证了所提控制方法的有效性和可行性。

一种基于线性二次型调节器的岸边集装箱起重机吊具防摇方法

自动化岸边集装箱起重机作为自动化码头在海侧与陆侧之间进行集装箱运输的重要装备,其作业过程中存在吊具摇摆现象,从而导致抓放集装箱时很难对准目标箱位,直接影响码头的作业效率。针对吊具摇摆问题,提出一种基于线性二次型调节器的防摇控制方法,通过分析和简化岸边集装箱起重机的结构与运行方式,建立了小车-吊具运动系统模型,得到了系统的状态空间表达式,并利用多项式拟合的方式对状态反馈参数进行估计。仿真实验结果表明,该方法能够抑制吊具的摇摆,具有良好的稳态性能,可满足设备自动化作业对吊具防摇控制的需求。

基于并联二次型Buck变换器的无桥LED驱动电源

驱动电源的稳定性和纹波系数是决定LED照明灯频闪和寿命的重要因素.尽管当前已有各种类型的驱动电源,但还是很难满足LED照明灯的技术要求.为此,提出一种采用二次型Buck变换器的驱动电源.该电源以Buck变换器替换整流二极管,通过并联连接构建主电路,并通过输出电压的采样,控制电路的调节,实现开关管的控制.通过理论分析和仿真验证,该电路输出波形的暂态过程时间短,超调量低,输出电流纹波峰峰值仅为输出电流平均值的0.15%,输出无频闪,可实现恒流输出.

二次型矩阵的特征值与单位正交特征向量组的几何意义

二次型的规范形是唯一的,这是由二次型本身的表达式所决定,而二次型的表达式取决于二次型系数所对应的实对称矩阵,主要探讨和解决了二次型矩阵的特征值与单位正交特征向量组的几何意义问题.