精密机械同轴扫描开关研制

在精密电测领域,鲜有面向交流自动测试系统的专用同轴扫描开关。针对于此,设计了一种4线制-15通道全同轴扫描开关装置。该装置以步进电机精密运动控制为基础,拖动快插式同轴线组件做X-Y双向定位运动,实现同轴测量通道的可靠自动切换。通过自主设计柔性对接机构,消除因运动失准导致的通道对接误差及不可逆物理损伤风险。通过分析通道热电势、泄漏阻抗、寄生电容、感性耦合电势等寄生参数的产生机理,明确了影响扫描开关电气特性的关键设计参数,进而提出针对性优化设计方法。测试结果表明,所研制扫描开关装置的通道热电势小于±50 nV,通道对地泄漏阻抗达到10^(14)Ω量级,通道间寄生电容小于1×10^(-5) pF,通道间的感性耦合系数小于1.2×10^(-10) H。

感应电动机交叉耦合电压的内模解耦研究

矢量变换后感应电动机数学模型中还存在M轴和T轴间交叉电势的耦合作用,影响调速系统的控制性能。在分析交叉耦合电势前馈解耦、反馈解耦原理和不足的基础上,研究了内模控制解耦方法。理论分析和仿真结果表明:前馈解耦要求电机的实际参数与模型参数匹配、实际电流准确复现给定电流;反馈解耦的条件是电机的实际参数与模型参数匹配。而内模解耦效果基本上不受电机参数变化和电流偏差的影响,解耦效果对电机参数变化的敏感性大为减小。

永磁同步电机的双口三自由度内模自适应控制器设计

在一些高性能的驱动场合,电流耦合、控制量饱和和惯量扰动的存在是造成伺服系统控制性能变差的重要原因。为改善该种情况,分别对永磁同步电机矢量控制系统的电流环、速度环进行设计。电流环采用了双口三自由度内模控制结构,一方面实现了对定子电流交叉耦合电势的完全解耦,另一方面,通过适当的设计双口控制器,可以使系统拥有更好的伺服跟踪、扰动抑制和抗积分饱和性能。速度环采用参数自校正PI控制器,设计目标是解决工程实际中电机及其负载转动惯量变化导致的系统超调和稳态抖动问题。仿真结果表明,双口三自由度内模自适应控制器可以在同一矢量控制系统中实现稳定工作,系统具备更好的控制性能。

张衡一号空间电场探测仪设计

张衡一号空间电场探测仪为我国首发电磁监测试验卫星(CSES)主载荷。基于探测原理以及与轨道等离子体环境电势耦合模型,论述了张衡一号双探针式空间电场探测仪设计基本原则和依据;针对不同的轨道等离子体环境条件和鞘层厚度,阐述了相应的球形探针收集电流、相对耦合电势及鞘层阻抗的数学表达,分析了该探测仪电场探测精度的影响因素以及主动偏置电流效应,研究表明,对于CSES飞行轨道环境条件,采用施加负向偏置电流,可使得探针鞘层阻抗小于1×105Ω,从而提高空间电场探测精度;研究了张衡一号空间电场探测仪探针间耦合电势差测量等效电路模型和球形探针最小几何半径设计约束条件,结果表明,对于CSES飞行轨道通常等离子体环境条件,当球形探针几何半径r3×10-2m时,可实现两球形探针电势差测量偏差系数α!10-6的设计要求。在以上基础上,叙述了张衡一号空间电场探测仪球形探针结构与电子学设计,并简述了探测系统主要组成、工作模式和频段等。

异步电动机解耦控制策略综述

矢量变换后异步电动机数学模型中还存在M轴和T轴间的交叉电势的耦合作用,影响调速系统的控制性能。分析了目前主要的交叉耦合电势解耦方法及解耦控制原理和特点,重点讨论了源于化工过程控制的内模解耦方法。该方法具有对模型精度要求低、电机参数变化基本不影响解耦效果的特点,是一种值得推广的解耦新方法。