感应电机新型自适应矢量控制极低速与零速稳定性研究

基于传统转速自适应律全阶观测器的感应电机无速度传感器矢量控制在极低速和零转速情况下不稳定的问题,该文提出新的反馈增益矩阵和新型转速自适应律的设计方法。逆变器非线性电压误差和定子电阻参数变化是造成电机极低速和零速不稳定的根本原因,其导致定子励磁电流误差增大,进而影响转子磁链误差增大,最终致使忽略磁链误差项的传统转速自适应律不再适用。因此,尽可能减小励磁电流误差和设计新型转速自适应律是确保感应电机极低速和零转速稳定的关键。通过添加数学公式上励磁电流误差项为零限制基于励磁电流误差收敛设计的反馈增益矩阵;并且推导出相比传统转速自适应律下的无近似和省略部分的新型转速自适应律,从而达到在改良后的全阶磁链观测器和新型转速自适应律下感应电机矢量控制全速度稳定的效果。通过3.7kW感应电机的dSPACE控制实验平台对该方法进行验证,该方法在额定负载条件下极低速和零转速下能稳定运行,表明该方法具有很好的稳态和动态性能。

感应电动机无速度传感器矢量控制系统极低速性能研究

针对感应电机无速度传感器矢量控制系统在低速、尤其是极低速时运行不稳定的问题,该文提出一种新的全阶自适应观测器算法。该算法由全阶自适应观测器中改进的反馈矩阵算法和改进的转速自适应律算法组成。通过建立考虑逆变器非线性电压误差和定子电阻压降的观测器状态误差方程,分析逆变器非线性电压误差对估计转速的影响,提出一种可降低逆变器非线性电压误差和定子电阻压降对转速估计影响的反馈矩阵;同时对传统自适应律进行改进,即在传统自适应律的基础上添加与逆变器非线性电压误差和定子电阻压降等造成的磁链误差相当的补偿量,且该补偿量表达式具有一定的自适应性,使得在低速时转速估计具有满意的精度。通过在2.2kW感应电机实验平台对此方法进行有效性的验证,实验结果证明:所给出的算法能保证电机在低速、极低速和零速下带额定负载及1.8倍额定负载稳定运行,并且具有良好的动静态性能。

粘性极低速流动的预处理方法研究

讨论了采用预处理方法计算低速流动时遇到的参数选择、计算格式、舍入误差等问题,提出了一种适用于粘性计算的预处理参数计算方法。计算结果表明,使用高速流的计算格式计算低速问题时,即使残值收敛,也有可能得不到正确的计算结果;AUSM+-up格式适用于低速计算;马赫数小于等于10-6时,舍入误差会造成数值解无法收敛。

航天仪表轴承极低速下保持架摩擦力矩分析

针对航天仪表轴承摩擦力矩敏感的应用场合,建立了冠形保持架六自由度运动分析模型,借助四阶Runge-Kutta数值算法,通过变步长方法提高运算速度,求出保持架的运动规律,获得其对轴承总摩擦力矩的影响比重。理论分析结果与非接触激光线位移传感器测得保持架轴向运动、YZC-II仪测试轴承总摩擦力矩试验结果吻合较好,验证程序的可行性。分析表明,对航天仪表轴承保持架在极低速低载工况下,保持架与球滑动引起的摩擦力矩不可忽视,尤其在启动过程中,占轴承总摩擦力矩比重较大。

大型模锻液压机极低速运行泄漏补偿

针对等温锻造中模锻液压机低速运行时液压系统泄漏影响模锻液压机稳定性的问题,运用AMESim和MATLAB/Simulink软件建立了考虑系统泄漏模型的模锻液压机极低速驱动液压控制系统的联合仿真模型,并通过实验验证了该仿真平台的有效性与精确性。分析了系统泄漏对低速性能的影响,提出了常规PID泄漏补偿控制方法和基于PID的复合泄漏补偿控制方法,并对两种方法的补偿效果作了比较。仿真结果表明基于PID的复合泄漏补偿控制方法效果更好,超调量降低至3.4%,最大系统稳态误差减小至0.686%。

MFSK调制方式在极低速通信中的性能分析

MFSK调制方式是一种常用的恒包络调制方式,其非相干解调时具有较强的抗衰落能力以及抗频偏能力,尤其适合于极低速通信。针对极低速通信,重点仿真分析了不同阶数MFSK调制方式恒参信道下的误码性能,以及基于短时傅里叶变换的8FSK变参信道下的解调性能,最后给出了适合于极低速通信保障的FSK调制波形设计方案,通过验证说明了MFSK在极低速通信中具有工程应用价值。

便携极低速对流层散射通信系统优化设计

针对便携极低速对流层散射通信系统的远距离应用,在分析散射信道快衰落特性的基础上,提出便携极低速通信系统分集接收方案,并给出不同分集重数情况下的误码性能理论曲线,在此基础上提出采用失真自适应接收的抗多径波形以获取最大隐分集增益,设计并实现高效低时延LDPC编码和窄带滤波器。仿真结果表明,纠错编码可获得5 d B编码增益,窄带滤波解决了极低速远距离通信存在的多普勒效应问题。在系统测试平台上对便携极低速散射通信系统性能进行实测,测试结果表明,该优化设计方案可有效提升系统能力。

微型飞行器研究用极低速风洞的特点

用于微型飞行器气动特性研究用的极低速风洞在国外公开发表的资料很少见到。因此在总体设计、气动计算与结构设计中均遇到许多新问题。在缺少资料以及实际设计与使用经验的情况下,经过多方案比较、详细的气动计算、调查研究和实机测试,按照设计技术要求研制成功了试验段直径为100mm,风速可以从1m/s无级调速到13m/s的微型飞行器研究用极低速开口自由射流风洞。其流场可用区域大,流速可调范围宽,而且可以无级调速。给出了总体方案的选择、部件气动计算的结果、风洞气动轮廓图以及流场测量数据。

瑞利衰落信道极低速通信系统优化设计

本文针对极低速通信系统的远距离应用,在分析瑞利信道衰落特性的基础上,详细说明极低速通信系统分集接收方式的选取方案,给出了不同分集重数情况下的误码性能理论曲线,设计抗多径波形并采用失真自适应接收机以获取最大隐分集增益,针对极低速通信特点设计高效低时延的纠错编码,提升系统能力,并采用自适应窄带滤波技术解决极低速率远距离通信存在的多普勒效应问题。在硬件系统测试平台上,对极低速通信系统性能进行实测,测试结果表明该优化设计方案可行,并提升系统能力。

低速凸极同步水轮发电机采用均匀气隙的尝试

给出了SF5000-40/4250低速凸极同步水轮发电机采用均匀气隙的分析计算和实测结果。业已证实,在相同气隙以及保证电气性能的前提下,采用均匀气隙较非均匀气隙能降低勋磁安匝。对极靴形状的改变相应带来电压波形畸变率、电话谐波因数、损耗及效率的变化等问题及其对策,也进行了讨论。

用于散射信道的多业务异步复分接技术

为扩大散射信道传输容量和提高其传输效率,在多种时钟业务传输过程中,可采用多业务异步复分接技术。根据极低速散射通信系统的特点,在进行业务复分接时为了改善帧同步,论文提出使用Turbo码帧同步算法,该算法不需要插入任何导频符号,利用信道码字特征和译码的迭代信息辅助系统完成帧同步,提高了系统的帧同步精度及传输效率。

基于反馈矩阵的感应电机稳定性提升策略

针对传统基于全阶观测器的无速度传感器感应电机在极低速发电运行时存在不稳定的问题,基于劳斯-赫尔维茨判据,提出了一种能够提高感应电机转速估计精度的误差反馈矩阵设计方法。进一步的对比观测和实验验证表明,该反馈矩阵能够有效提升感应电机的极低速发电运行稳定性。