面向电流源型PWM整流器的双矢量模型预测直接功率控制

电流源型脉宽调制(Pulse width modulation,PWM)整流器因其网侧存在LC滤波器,系统的控制难度增加。传统直接功率控制策略下的整流器功率波形存在脉动,因模型预测控制具有卓越的动态特性以及直观的控制规律,采用模型预测直接功率控制(Model predictive direct power control,MPDPC)对传统控制策略进行改进。首先建立了三相PWM整流器的数学模型,给出了每个采样周期内的功率变化率,并推导出相邻采样周期之间的功率关系,然后给出基于单矢量的模型预测直接功率控制策略,提出了基于双矢量的模型预测直接功率控制策略,并优选出两个电流矢量,计算在一个采样周期内的作用时间,并对其进行修正。最后,在Matlab/Simulink仿真软件验证了所提控制策略的可行性和有效性。

两种双矢量SINS粗对准方法大俯仰角适应性研究

大俯仰角下捷联惯导粗对准双矢量定姿中,不同矢量组合下,姿态角尤其是方位角对准精确度相差很大,必须慎重选择。对此,给出了2种最常用的粗对准矢量组合模式误差方程,对其主要误差影响因素进行分析。综合传感器误差,利用蒙特卡洛随机打靶方法对全姿态角下粗对准精确度进行仿真,并开展了80°俯仰角转台静态粗对准试验。转台试验中,在惯导陀螺误差约1°/h,加速度计误差约0.1mg情况下,第1种、第2种组合模式方位角粗对准最大误差值分别为20°、7.5°,第2种组合模式约为第1种的1/3;仿真测试中,在惯导陀螺误差约0.1°/h,加速度计误差约1mg,80°俯仰角下,第1种、第2种组合模式下方位角粗对准最大误差值分别为11°与2.2°,前者约为后者的5倍。仿真与试验结果表明,大俯仰角下矢量组合模式是影响惯导姿态角与姿态矩阵粗对准精确度的最主要因素。

基于直接转矩控制的双矢量直接电压模型预测控制策略

模型预测控制(Model predictive control,MPC)是目前电力电子领域研究较为广泛的一种控制策略,不需要调制环节,具有动态响应快、容易实现多目标灵活控制、简单且容易实施等特点。但是这种控制方法由于存在循环寻优的计算过程,算法计算量较大且对控制器的要求较高,不利于实际应用。参考直接转矩控制思想,提出一种双矢量直接电压模型预测控制(Double vector based-direct voltage predictive control,2VB-DVPC)策略,这种控制方式利用查表法省去繁琐的循环寻优计算过程,减少了控制算法的计算量。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建传统MPC与2VB-DVPC的仿真模型进行仿真对比,仿真结果验证了所提2VB-DVPC控制策略在保证动稳态性能的情况下,能够有效减少算法的计算量,并且能够固定平均开关频率,降低了谐波滤除的难度。

价值函数级联的PMSM双矢量模型预测转矩控制

针对永磁同步电机有限集模型预测转矩控制(FCS-MPTC)存在的权重因子难以确定,电磁转矩和磁链波动较大的问题,提出了一种价值函数级联的双矢量模型预测转矩控制策略。首先,根据基本电压矢量对电磁转矩的作用效果,将电压矢量分为两类,并设计了一种新的双矢量组合规则;其次,为了保证所选的双矢量组合在控制过程中能有效抑制转矩和磁链的波动,将其波动程度纳入到价值函数的寻优计算中,并通过构建级联结构消除转矩与磁链之间的权重因子;最后,在MATLAB/Simulink中搭建模型进行仿真,仿真结果表明所提控制策略在无权重因子参与的情况下能有效降低电磁转矩和磁链的波动。

基于龙伯格观测器的PMSM双矢量模型预测控制

当永磁同步电机采用有限集模型预测控制时,虽动态性能优异,但存在稳态性能差、计算量大的问题。针对上述问题本文提出了一种基于龙伯格观测器的模型预测控制策略。首先,通过分析传统模型预测控制中占空比控制策略的次优电压矢量所在扇区的分布规律,构造新的电压矢量选择表降低了次优电压矢量的计算次数。此外,针对传统机械传感器的一系列弊端,设计了一种龙伯格观测器计算电机的反电动势,再由锁相环估计永磁同步电机转速和转子位置信息。最后,通过搭建实验平台,与传统有限集模型预测控制进行实验对比分析,实验结果表明本文所提控制策略具有更好的稳态性能和控制精度。

双矢量定姿在煤矿掘进机姿态测量中的应用

针对现有巷道掘进机的姿态测量手段中普遍存在的高成本和误差累积等问题,文中提出了一种基于双矢量定姿原理的姿态测量算法。通过在巷道掘进环境中分别对重力矢量和光矢量进行构建与感知,利用惯性倾角测量和双目视觉测量技术,基于矢量元素分别在导航坐标系和掘进机载体坐标系中的数学表达,可实现掘进机载体坐标系相对于巷道导航坐标系的姿态解算。利用倾斜仪和双目相机组成的测量装置对指示激光和重力矢量进行测量,结合双矢量定姿算法即可完成掘进机机身的姿态解算。文中设计了静态重复性精度测量实验,结果表明该方法的姿态角重复性测量精度为0.0662°。利用蒙特卡洛方法对可能会引入的误差源进行仿真分析,结果表明误差对方位角、俯仰角以及滚转角的影响分别为0.7864°、0.4548°和0.4765°。

永磁同步电机低复杂度双矢量预测电流控制

针对永磁同步电机传统模型预测电流控制中存在计算负担重和电流脉动大的问题,提出一种低复杂度双矢量预测电流控制方法。首先,利用电流无差拍控制原理快速获得下一周期的第一电压矢量,相比传统方法可减少一个周期的预测次数。其次,进行第二电压矢量的选择时可以采用非零电压矢量,增大备选电压矢量的覆盖范围。最后,根据均方根电流脉动方程,确定满足最小电流脉动条件下各个电压矢量的最佳作用时间。仿真和实验结果表明:相较于传统单矢量、双矢量预测电流控制方法,所提低复杂度双矢量预测电流控制方法能够有效抑制电流脉动,降低算法的复杂度和计算量,提高了永磁同步电机控制系统在实际中的运行性能。

永磁同步电机双矢量固定开关频率模型预测控制研究

为了解决传统的永磁同步电机双矢量模型预测电流控制中开关频率高、计算量大的问题,提出一种固定开关频率双矢量模型预测控制策略。利用传统的双矢量模型预测控制的参考电压矢量所在扇区的变化规律,通过构造新的电压矢量选择表,将电压矢量的选择范围从7个降为2个;同时提出一种基于d、q轴电压差的作用时间计算方法,以降低计算量和固定开关频率。最后,通过搭建仿真模型和永磁同步电机实验平台,对传统的双矢量模型预测电流控制策略和所提控制策略进行对比分析和验证,仿真和实验结果显示出该文所提控制策略相对传统的双矢量模型预测电流控制策略的优越性,验证了其可行性和正确性。

基于改进双矢量的永磁同步电机模型预测转矩控制的研究

永磁同步电机的占空比模型在预测转矩控制时仅使用零矢量作为控制转矩的第二矢量,进而导致电机的转矩控制性能变差。为此,通过合理选择活动矢量,提出了一种改进的双矢量预测转矩控制策略。首先,构建了占空比模型(Duty-MPTC),通过分析永磁同步电机的转矩和磁通量规律,获得转矩和磁通差参数;其次,建立第二矢量选择表,确定用于转矩波动抑制的最优矢量组合;最后,在6 kW永磁同步电机上对所提出的策略进行了实验验证,并与占空比模型进行了模拟对比。实验结果表明,本文提出的方法可以显着降低转矩波动,提高动态性能,降低平均切换频率。

基于双矢量模型预测功率控制的Vienna整流器设计

传统有限集模型预测功率控制对Vienna整流器在控制周期中只输出单个作用矢量,功率波动大,输入电流谐波畸变率高,为此提出一种应用于Vienna整流器的双矢量有限集模型预测功率控制策略。该策略在控制周期中引入第二矢量与最优矢量共同作用,通过分配最优矢量和第二矢量的作用时间提高对功率的跟踪精度。建立仿真模型并设计Vienna整流器实验平台,仿真和实验结果表明,与传统的有限集模型预测控制相比,所提控制策略能够有效地减小参考功率和预测功率之间的误差,降低Vienna整流器的功率波动和输入电流的总谐波畸变率。

具有参数辨识功能的永磁同步电机双矢量模型预测电流控制

传统永磁同步电机有限集模型预测电流控制策略存在电流波动大、控制性能依赖于电机参数准确性的问题。为此,该文提出一种具有参数辨识功能的双矢量模型预测电流控制策略。首先,为避免传统电压矢量自由组合原则导致算法复杂度增加,根据电压矢量对q轴电流的增减效果,设计一种对第1个、第2个电压矢量可选范围进行约束的双矢量组合原则。随后,为降低整个控制周期内的电流波动,设计一种包含双矢量切换点处电流跟踪误差项的价值函数对候选矢量组合进行枚举寻优。此外,为提升系统参数鲁棒性,提出一种级联模型参考自适应多参数辨识方法。该方法通过建立dq轴电流增量状态方程并与q轴电流状态方程构成满秩方程组,可实现对电阻、电感及磁链参数的准确辨识。最后,通过实验验证所提策略的有效性。

基于双矢量编程的六坐标磨床C轴箱体优化设计

根据双矢量编程技术及砂带磨削工艺参数确定机床坐标轴运动性能参数,建立实体的单元数学模型,通过对六坐标数控磨床结构进行设计,实现砂带磨削力的精确控制,提高了叶片磨削精度及表面质量。对机床各阶固有振型进行了模态分析,采用动力学仿真分析对C轴进行结构优化,通过C轴控制砂带接触轮的接触线矢量方向。结果表明,机床的低阶固有振型对机床振动的影响最为明显,阶数越低,影响越大,低阶振型对机床的动态特性起决定作用。中空C轴、BC双摆头结构、强力磨削与随形抛光一体化砂带装置构成的砂带磨削单元可扩展移植到普通五轴叶片加工机床及多种专用机床。

基于双矢量的并网逆变器无模型预测电流控制策略

为消除并网逆变器模型预测控制对系统参数的依赖,该文提出一种基于双矢量的并网逆变器无模型预测电流控制(MFPCC)策略。该策略通过计算和存储上一时刻双矢量作用下的电流梯度,更新剩余6个未使用矢量的电流梯度,并结合当前时刻的电流采样值,实现未来时刻的电流预测;进一步利用电流预测的价值函数选取合适的电流梯度及其作用时间,从而得到下一时刻最优的电压矢量。该方法不依赖于任何系统参数、计算量小,且消除了传统MFPCC策略中电流梯度更新停滞现象,降低了输出电流谐波。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性和优越性。

一种永磁同步电机可视化双矢量调制模型预测控制方法

针对常规永磁同步电机单矢量模型预测控制存在电流谐波较大的问题,采用了一种永磁同步电机双矢量调制模型预测控制方法,以降低电流谐波。首先,定义了一个与常规单矢量模型预测控制相同的目标函数;然后,根据逆变器8个基本电压矢量构建了12个虚拟电压矢量,在计算电压矢量作用时间时,假设每个电压矢量的作用时间与其对应的目标函数值成反比;最后,为了降低计算量,使用了一种改进的电压矢量预选方法,但该双矢量调制模型预测控制方法仍缺乏严格的理论基础。因此提出一种可视化方法来详细证明了所述双矢量调制模型预测控制的有效性,从而为调制模型预测控制及其推广应用提供了坚实的理论基础。所提可视化分析方法还可以扩展到三矢量模型预测控制中。详细的对比实验结果验证了所述控制方法的有效性以及所提可视化分析的正确性。

双馈风力发电系统双矢量模型预测电流控制

针对双馈风力发电系统传统模型预测电流控制中电流波动和转矩脉动较大的问题,提出一种双矢量模型预测电流控制策略。在一个采样周期中进行两次电压矢量选择,将第一阶段的最优矢量作为第二阶段的初值,结合候选电压矢量作用时间,计算最小代价函数,使候选电压矢量范围扩大,电压矢量选择更加精确。仿真结果表明:所提出的策略可以实现对双馈风力发电系统的有效控制,与矢量控制和传统模型预测电流控制相比,该策略有效降低了电流波动和电磁转矩脉动。

LC滤波型逆变器加权双矢量模型预测控制方法

随着新能源技术的发展,模型预测控制(MPC)被广泛应用于LC滤波型电压源逆变器系统中。针对常规调制双矢量MPC策略中矢量作用时间不可灵活调节,导致不能实现控制误差最小化的问题,提出一种改进的电压矢量作用时间可调的加权双矢量MPC方法。通过在双矢量作用时间中引入可变权重因子m作为比例因子,以最小化代价函数为目标计算该可变权重因子m的值,求得加权双矢量作用时间以实现最优控制。实验分析表明,所提方法具有更好的电压跟踪能力,可降低LC滤波型电压源逆变器输出电压的总谐波失真(THD)值。

双矢量小切口(短瘢痕)面部提升术

目的:寻找一种安全可靠、操作简单、恢复快捷、切口短小、效果持久的面部提升手术方法。方法:选择2019年1月-2021年12月就诊的47例就医者为研究对象,通过综合经典小切口(短瘢痕)和颞部小切口的术式,应用皮下、表浅肌肉腱膜系统(Superfacial Musculo Apponurotic System,SMAS)、SMAS下平面(sub-SMAS)以及骨平面等层面,在眶颧、眶下、梨状孔、颧肌、面颊、下颌缘及颈阔肌等部位,松解释放包括颧韧带、眶韧带、眼轮匝肌下限制韧带、颧骨皮韧带、颊上颌韧带、腮腺咬肌韧带、颈阔肌限制韧带等,通过单叶或双叶SMAS瓣悬吊、限制性叠瓦状固定、可吸收拉提带双平面拉提等方法,对面部组织进行外上和垂直双矢量强力提升,达到全方位面部年轻化的效果。结果:该方法对面部衰老发生原理、老化病损的症状和表现进行针对性的处理,47例就医者面部松垂的典型表现如眉眼周围松垂、颧脂肪垫位置下移、睑颊沟鼻唇沟加深、颊部松垂、“羊腮”显现、下颌缘臃肿不清晰、颈部松弛等均有不同程度地改善,达到了面部提升的效果。结论:双矢量小切口面部提升术通过经典小切口或短瘢痕术式有限操作空间进行操作,实现瘢痕最小化的效果;加用颞部小切口,通过骨膜层面安全便捷的完成延展性面部提升的预期和操作,规避了手术的风险;应用SMAS瓣垂直矢量提升和叠瓦状外上矢量提紧固定,真正意义上实现垂直矢量强化组织下垂的有效的提升、外上矢量加强面部松弛的自然紧致效果,达到双矢量面部提升的目的。

改进型永磁同步电机双矢量MPTC策略

为了减小传统双矢量模型预测转矩控制(MPTC)的计算负担和转矩脉动,提升系统的动态性能,本文提出了一种改进型永磁同步电机双矢量MPTC策略。首先,基于12扇区电压矢量图提出了快速电压矢量选择表,预测时迭代次数只需3次。其次,依据转矩脉动最小原则,预先优化候选双矢量的作用时间。最后,设计了由线性自抗扰控制(LADRC)的动态权重系数,提升了系统的动态性能。仿真表明,所提控制策略具有可行性和有效性。

永磁同步电机鲁棒双矢量模型预测电流控制

为了降低参数失配对永磁同步电机双矢量模型预测电流控制的影响,提出了一种永磁同步电机鲁棒双矢量模型预测电流控制。针对双矢量模型预测电流控制的预测电流值和电压矢量作用时间的参数敏感性进行分析,采用超局部模型的思想重构电流预测模型,设计扩展滑模观测器对超局部预测模型中的未知扰动项进行观测,并用Lyapunov函数证明其稳定性。仿真实验结果表明,所提方法消除了参数失配导致的电流预测值和电压矢量作用时间的误差,使PMSM系统在参数失配的情况下具有良好的性能,提高了PMSM系统的参数鲁棒性。

INS/DVL组合导航安装偏差的双矢量标定方法

为提高水上船舶中惯性导航系统/多普勒速度计程仪(Inertial Navigation System/Doppler Velocity Log, INS/DVL)组合导航系统定位精度,提出一种利用GPS定位信息进行矢量计算的安装偏差标定方法,该方法只需船舶以直线沿不同方向航行2段距离,依托GPS下的速度信息进行矢量计算,即可标定INS与DVL之间的安装偏差。试验结果表明,用该方法能够可靠地标定DVL的安装偏差,将标定结果代入评估后,组合导航精度得到有效提高。