防超调增强型PI控制器研究

针对电机PI控制器参数整定过程中容易出现的转速超调问题,提出了积分凸包概念、积分凸包分析方法。在此基础上,设计了基于积分凸包抑制的防超调增强型PI(enhaced PI, ePI)控制器。在PI控制参数基础上,设计新增了积分阈值参数,该参数控制积分项的累积,并加入到驱动电机的PWM值的计算公式中。通过可视化消除积分凸包,快速调试出防止转速超调的包括比例、积分及积分阈值参数的ePI控制器参数。基于Arduino及proteus,构建了仿真平台。通过实验,对比了PI控制器与基于积分凸包抑制的ePI控制器防超调仿真结果。实验结果表明:ePI控制器对超调控制有效,且超调率随积分阈值减小而减小。

基于故障状态变量积分的级联H桥变流器功率单元开路故障检测

级联H桥型变流器(cascaded H-bridge converter,CHBC)被广泛应用于中压大容量领域。对CHBC功率单元绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)开路故障的实时快速检测是提高CHBC的运行稳定性和供电可靠性的关键技术,提出了一种基于故障状态变量积分的开路故障检测方法。首先根据功率单元IGBT开路故障外特性建立CHBC开路故障下的数学模型;然后分析了检测方法的原理以及干扰因素;定义故障状态变量并对其积分以消除干扰因素的影响;设定不同积分量的阈值实现功率单元IGBT开路故障的检测;最后在PSCAD/EMTDC中验证了该检测方法的有效性。仿真结果表明:该检测方法可以在半个电流基波周期附近完成一个或多个IGBT开路故障的检测,并且不会因为CHBC运行工况的切换而发生误判,具有较好的鲁棒性。此外,该方法无需添加额外的传感器,具有经济性。

基于虚拟仪器的表面肌电信号特征提取算法的研究

提出一种基于虚拟仪器的表面肌电信号的特征提取算法。该方法利用虚拟仪器丰富的函数功能,针对肌电信号的非平稳性特征,应用积分阈值法首先去除静息电位,保留最有价值的信号部分,然后利用小波包变换的方法对肌电信号进行小波包分解,根据其投影到不同频段上小波包系数能量的不同,利用能量较大的几组系数重构肌电信号。实验结果表明:该方法能有效地去除静息电位及噪声信号,且保留了肌电信号的细节信息,为肌电信号的模式识别创造了良好的条件。该研究依据虚拟仪器平台,为创建表面肌电信号实时控制机械臂系统提供了研究基础,具有潜在的工程应用价值。