基于串并联传输矩阵法的超声振动子设计

介绍了串联及并联传输矩阵的基本原理,并应用串并联传输矩阵方法来建立超声振动子模型。先把振动子的机械杆、压电片和预应力螺栓分别等效为四/六端网络。然后根据力相等和变形连续条件,和预应力螺栓的等效网络并联得振动子串并联总传输矩阵方程、频率方程等。该方法表达简单,过程易于实现编程计算,针对结构复杂的系统和多级联情况更有优势。

不平衡工况下并联高频链矩阵式三相四桥臂逆变器分序控制

为了改善并联系统在不平衡工况下出现的输出电压不平衡、功率不均分的问题,提出了一种针对三相四桥臂逆变器的分序控制方法;同时,为了削弱三相四桥臂这种带中线的系统固有的共模电压干扰问题,采用了高频链矩阵式三相四桥臂的拓扑结构。由于系统中的零序分量全部流经第四桥臂,故可将第四桥臂与前三桥臂分开进行独立控制;为了实现并联系统各逆变器的容量匹配,提出在前三桥臂上采用两相静止坐标系下无耦合的虚拟阻抗相匹配的下垂控制,而第四桥臂采用独立虚拟电阻控制的方案。与传统方案相比,该方案优化了虚拟阻抗设计结构的同时解除了各坐标轴间的耦合,方便了闭环控制器的设计,同时还能在一定程度上滤除电流噪声,提高输出电压质量。最终可在实现不平衡工况下并联高频链矩阵式三相四桥臂逆变器系统输出电压平衡的同时按容量分配负载消耗的功率。仿真和实验验证了该方法的可行性和正确性。

从有向图的关联矩阵寻找其全部有向回路的机辅算法

本文研究了有向图的有向回路、单连支有向回路、多连支有向回路等与其关联矩阵的关系,所有单连支有向回路通过“并”运算不能生成任何一个有向回路的性质,以及单向割集不构成任阿有向回路的性质等。在这些理论研究的基础上,本文提出了通过有向图的关联矩阵寻找图的全部有向回路的机辅算法。

HFLMI并联系统改进虚拟阻抗及功率滤波新方法

为改善传统逆变器应用中需要采用工频变压器实现电气隔离和电压匹配,从而导致并联系统体积大、重量沉、效率低、动态响应特性差、及音频噪声大的缺点,以三相高频链矩阵式逆变器(HFLMI)为功率接口,在研究三相高频链矩阵式逆变器HFLMI并联的基础上提出一种新的功率滤波方法,该方法采用二阶广义积分器(SOGI)对坐标变换后的采样电压、电流进行滤波,用滤波后的量进行功率的计算。针对传统虚拟阻抗控制易使并联系统对电流噪声高度敏感的问题,研究基于SOGI的虚拟阻抗控制与改进前级功率滤波相结合的控制方法。仿真和实验验证所提控制方法的可行性和有效性。

4-■并联机构的动力学性能指标分析

利用位置反解分析4-■并联机构的空间位形,并采用虚设机构法和影响系数矩阵法建立Jacobian和Hessian矩阵,将Hessian矩阵引入全域性能指标中,不同于以往仅采用Jacobian矩阵作为评价机构性能的指标,使得对机构的动力学性能评价更加全面。对全新的4-■ 4自由度并联机构进行速度、加速度和惯性力性能指标分析,给出三项指标的性能图谱。改变机构尺寸,搜索4-■并联机构在不同机构尺寸下的工作空间,在可达工作空间内讨论机构尺寸变化对机构性能的影响,重点讨论Jacobian矩阵和Hessian矩阵对机构加速度性能的影响程度。对比加速度偏差的具体数值,发现Hessian矩阵对机构的加速度性能有着更重要的影响。最后利用Matlab软件对机构进行模型仿真。