一种基于离散时域模型的单相PWM整流器控制参数多目标优化设计方法

单相PWM整流器一般采用电压外环比例积分、电流内环比例谐振的双闭环控制方法,在实现交流侧高功率因数的同时稳定直流侧输出电压,因此受到国内外学者的广泛研究。然而,在内外环控制参数设计阶段,传统设计方法一般根据经验选取控制参数,参数选取范围较大,且无法量化评估控制参数的时域控制效果,导致参数优化整定困难。为此,该文提出一种基于离散时域模型的内外环控制参数多目标优化设计方法。首先,采用传统设计方法确定电压外环比例、积分控制参数以及电流内环比例、谐振控制参数的安全设计空间;然后,基于离散时域模型将安全设计空间正映射至控制参数的时域性能空间,实现电流内环控制参数对交流侧功率因数以及电压外环控制参数对直流侧电压超调量的量化评估。在此基础上,通过进一步约束性能目标得到性能优化设计空间,考虑内外环控制参数的耦合效应,对内外环性能优化设计空间进行重新组合,再将其映射至性能空间,得到内外环控制目标帕累托最优前沿下的最优设计空间,从中选取内外环控制参数的优化设计点,在典型工况下实验测得的交流侧功率因数为0.981 26,直流输出电压超调量绝对值为1.37%,证明了所提优化设计方法的正确性。

一种新的离散时域信号零交叉重构方法

分析了信号零交叉表示方法，给出了新的由零交叉表示进行原始信号重构的算法。实验结果表明，该方法计算稳定，重构信号精度高，易于编程实现，同时具有很高的数据压缩率。

离散时域框架下的电网状态空间构建及应用

为了更高效、更便捷地获取电网特征值,提出一种基于离散时域模型(discrete time domain model,DTDM)的状态空间构建新方法,并给出稳定性判据。所提方法中元件能够被自然的线性化,每个求解单元里状态空间的构建简单高效。同时,所构建的状态空间能够一次性捕获更宽范围的信息且不受电气设备数学模型的限制,仅利用元件自身的DTDM与电网的连接拓扑便可得到系统完整的状态空间。所提方法对于特征值的计算简洁高效,能给出特征值的变化趋势,预测系统的稳定性变化。

光纤光栅带内色散特性的离散时域分析

采用多层介质的离散传输线模型表征光纤光栅响应特性 ,并利用数字信号处理方法对光纤光栅的相位特性进行了分析 ,研究了用于密集波分复用窄带滤波的变迹光纤光栅的带内色散特性 ,表明对称变迹光纤光栅的幅度响应与相位响应之间满足希尔伯特变换关系 ,幅度响应越接近理想的矩形 ,带内色散越大。并采用耦合模理论数值计算了对称变迹的光纤光栅的反射相位响应和带内群时延情况 。

线性振动系统初值问题的变分原理和时域离散解法

研究线性振动系统初值问题的时域求解方法。首先，定义了形式较为一般的卷积，给出了有关的一些性质。然后导出了线性振动初值问题泛函为卷积形式的一类变量变分原理。应用这一变分原理，建立了初值问题时域离散求解的方法，包括分单元离散。

非线性麦克斯韦方程时域离散化的一种误差估计算法

以非线性变化的渦电流的麦克斯韦方程为例,提出了在满足齐次狄利克雷边界条件和给定初始值情况下,采用后向欧拉方法进行时域离散化的方法,对利普希茨连续情形的误差进行了计算,并在适当的函数空间得到了误差估计.数值仿真表明,误差估计结果依赖于B(H)的非线性特性,而且能快速收敛.

时域离散系统的系统特性分析

时域离散系统中主要讨论系统的线性、时不变性、因果性和稳定性,因此如何判断系统的线性、时不变性、因果性和稳定性就显得十分重要。对四种系统特性进行分析并给出判断方法,并指出了每种判断方法所适用的情况。通过灵活运用这些方法,可以快速而准确的判断系统的特性。

时域离散类主瓣干扰下基于样本识别的雷达和差测角方法

时域离散类主瓣干扰在时域上处于离散状态,干扰训练样本不易提取,其样本纯度将直接影响干扰抑制效果和目标测角性能。针对时域离散类主瓣干扰背景下的雷达干扰抑制和目标角度估计问题,提出了一种时域离散类主瓣干扰下基于样本识别的雷达和差测角方法。该方法利用了目标和干扰在和、差通道的时域相关性差异,由此提取纯净的干扰训练样本,然后利用空域方位维、空域俯仰维的正交性进行时域离散主瓣干扰抑制,同时估计目标角度。理论推导和仿真实验表明所提方法具备时域离散类主瓣干扰背景下的较好的雷达测角能力。

基于Matlab的时域离散系统特性分析

时域离散系统的系统特性是系统重要的特性,其判断数学性很强。本文结合实例介绍用Matlab分析时域离散线性、时变性、因果性和稳定性的方法,给出具体程序和相应的图形,使得分析变得直观形象。

控制系统仿真课程时域离散化模型推导中的教学探讨

时域离散相似算法是连续系统仿真的常用方法,该算法具有计算量小、稳定性好、允许采样较大的步长等优点,因而是线性时不变系统中广泛应用的一种仿真算法。教材中给出的时域离散化模型的推导是基于拉普拉斯变换和拉普拉斯反变换的,学生理解起来相对困难。针对这一教学问题,文章将常数变易法引入时域离散化模型的推导中来,辅助时域离散化模型推导的教学,从而提高教学效率和教学质量。

有限离散序列卷积和的矩阵算法

提出一种有限离散序列求取卷积和的矩阵算法。其要点是:首先将普通非进位乘法中的两序列a和b分别用二维矩阵[a]和[b]表示。其次,将[a]的各行元素分别与[b]的标号相同各列元素相乘(相乘元素不相加),得到11c、 22c、 iic序列。最后,将所得的各行序列iic相加,其和序列值就是卷积和序列。本文将上矩阵算法推广用于复数序列的求卷积和。本文通过实例的编程计算,证明了本文算法是正确、简单、易实行的。本文算法适用于中小长度实数和复数序列的求卷积和。

超级电容串联储能系统的并联电容均压方法

针对现有超级电容串联模组均压电路对A/D采样电路精度要求高,均压速度受串联电容数量影响大的瓶颈问题,该文提出一种超级电容串联模组并联电容均压方法,包括通过开关与电感级联的并联电容均压电路和开关控制方法。该文基于离散时域法对储能系统状态向量进行了分析,验证了该均压电路的均压特性。应用时域仿真验证了计算结果。通过静置仿真试验验证4支电容均压时间与2支电容均压时间相同。最后该文进行了物理试验,设计了试验样机。理论分析、仿真和物理试验结果验证了该方法在超级电容模组静置、充电、放电工况下都具有均压作用,均压过程无需调用采样电路数据既可实现电压均衡,均压速度受串联电容数量影响小。

本安开关电源降压式变换器的仿真及应用

井下本安直流电源用开关电源代替线性电源是本安直流电源的发展趋势。降压式(Buck)变换器是一种降压式开关电源,利用MATLAB对Buck变换器进行了计算机辅助仿真设计,不仅可以提高变换器的整体性能,而且使设计周期缩短。详细介绍了Buck变换器的离散时域仿真方法,对于其他形式的变换器,只要给出其状态方程及变换器参数,同样可以使用该仿真方法。

引信ESA高压电路充电时间变化规律研究

研究电子安全系统(ESA)高压转换电路充电时间变化规律.采用离散时域方法建立高压转换电路数学模型,分析了高压转换电路频率、占空比、原边电感量以及匝比等设计参数对高压转换电路充电时间的影响,并进行了仿真和实验验证.结果表明,该数学模型能够反映出实际电路的变化趋势,当动态信号频率为100 kHz,占空比为0.55时,充电时间最短为75 ms.

小型冲击片雷管高压充电电路的建模与仿真

小型冲击片雷管高压充电电路结构采用单端反激式,是为起爆冲击片雷管所需要转换并存储高压能量的装置.该电路属于强非线性系统,且研究对象是充电到预定电压的建立过程(相当于大信号瞬态响应范畴),这方面的研究一直是一个热点与难点.为了研究其充电特性及其变化规律,达到设计参数优化的目的,本文采用离散时域法对电压大跨度变化的高压充电电路进行数学仿真,并进行了实验验证.结果表明,该仿真模型对实际电路设计具有理论指导意义.

一种新颖的锁相环的研究

本文提出了一种新颖的适用于三相电力系统在频率波动条件下的锁相环系统。介绍了锁相环的三个环节鉴相器、环路滤波器和压控振荡器的基本构成以及系统的工作原理,并在离散时域内分析了锁相环系统的动态特性,通过闭环系统的根轨迹给出了系统的稳定条件,仿真实验结果表明该锁相环可以很好地跟踪系统频率的变化从而实现相位的锁定。

一种兼具强干扰背景噪声特征的轴承故障数据模拟生成方法

在对燃气涡轮发动机的轴承故障进行智能诊断时,存在着智能诊断难度大、实测案例稀缺等问题。为此,在考虑了非线性接触碰撞激励、发动机薄壁机匣支承结构复杂传递特性的基础上,提出了一种兼具发动机强干扰背景噪声特征的轴承故障数据模拟生成方法,并将其与实验数据进行了对比,验证了两者故障特征的一致性。首先,建立了典型发动机高压转子-轴承系统多体接触瞬态动力学模型,通过模拟故障轴承复杂接触碰撞过程,获取了非线性轴承故障激励力;其次,基于该发动机机匣高保真有限元模型,计算了故障轴承位置到测点的脉冲激励响应,并结合模态振型探明了发动机机匣的复杂传递特性;然后,在此基础上提出了基于非线性轴承故障激励与复杂传递的机匣测点信号时域离散卷积的重构方法,模拟了轴承故障在机匣测点的关键机理特征,并进一步融合了健康发动机的实测振动数据,构造了包含工作状态气流激振、非线性干扰等因素影响下的轴承故障仿真数据;最后,为了验证仿真数据故障特征的合理性,利用基于特征传递机理的包络解调方法提取了微弱轴承故障特征,并将其与发动机实测轴承故障实验数据进行了比较。研究结果表明:发动机轴承故障仿真数据与实验数据时域特征相似,二者包络谱中的故障特征频率误差小于1%,且故障特征频率及其倍频幅值大小相近,证明发动机轴承故障的仿真数据故障特征具有一定的合理性,可为基于机匣测点的发动机轴承故障特征提取、智能诊断算法训练等提供支撑。

考虑旋转颤振的折叠机翼非线性颤振分析

固定翼舰载飞机由于其使用环境的限制,通常采用可折叠机翼。对于翼下吊挂安装涡桨发动机的舰载飞机,发动机-螺旋桨系统与柔性支持系统相互耦合会产生旋转颤振不稳定现象。由于折叠机构间隙的存在,折叠机翼的刚度呈非线性关系特性,通常会引起机翼的极限环振荡。对于安装在折叠机翼上的发动机-螺旋桨组合体,旋转模态与折叠机构的非线性特性的相互作用会影响机翼的动力学特性,进而显著地影响机翼的气动弹性特性。通过在非线性气动弹性方程中引入桨叶气动力与陀螺力矩,采用离散时域状态空间法进行直接仿真的方法,对旋转颤振/折叠翼结构非线性颤振的综合分析方法进行了研究,并进行了算例验证。结果表明:旋转颤振与非线性颤振相互影响会提高旋转颤振临界速度,并且使得机翼的极限环现象消失;旋转颤振与非线性颤振相互影响使得结构的响应更为复杂。

永磁同步电动机无传感器矢量控制方案的研究

在永磁同步电动机无传感器控制中,通常通过测量进线电压和电流来估计转子磁链,并把估计的转子磁链作为无传感器矢量控制的反馈,从而达到使用传感器控制时的高性能。高速控制时,最关键的是保证控制过程中参数变量的鲁棒性。本文分析了基于电压模型的古典开环转子磁链估计和较复杂的Luenberger转子磁链观测器在永磁同步电动机转子磁链估计上的差异,并使用STM32微处理器先后通过仿真和实验做了分析和论证。

面向航空复杂薄壁零件智能加工的进化建模方法

航空复杂薄壁零件的材料加工性能差、加工过程的强时变性和多态性(工件的几何、动力学特性,刀具磨损状态在加工过程中变化剧烈)导致建模难度较大。为了提高航空复杂薄壁零件的加工精度,首先根据薄壁零件加工工艺,通过对加工时间进行离散,建立了零件加工过程4维多态模型。针对具体工序模型的演化过程,建立了几何演化模型、动力学演化模型以及刀具磨损演化模型,最后通过误差补偿进化模型建立了整个加工过程的闭环控制,通过迭代学习方法实现了非线性误差的建模。