基于强跟踪UKF的航天器自主导航间接量测滤波算法

针对广义卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)和无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)缺乏对系统异常的在线自适应调整能力、导致滤波器精度降低的问题,提出了一种将强跟踪滤波(strongtracking filter,STF)和UKF相结合的滤波算法,并进一步采用部分状态信息作为间接观测量,同时量测噪声方差阵实时调整,从而避免了对观测方程求取Jacobi矩阵的过程,使滤波器的设计得到简化。将该算法应用于航天器自主导航系统中,仿真结果表明,该算法在系统出现突变或缓变异常时,能够迅速检测出异常,在保证较高估计精度的同时,提高了系统的可靠性。

基于间接量测的卫星相对导航

研究了以微波雷达作为相对测量设备的追踪星与近圆轨道上运行的目标星之间的自主相对导航问题。通过对卫星相对运动方程简化得到了线性的卫星相对运动方程。采用以雷达输出确定的直角坐标系下的相对位置作为量测,避免了直接使用雷达输出作为量测时量测方程的非线性问题,并给出了间接量测噪声方差矩阵的构造方法。根据线性的相对运动方程和量测方程设计了基于标准卡尔曼滤波器的相对导航算法。根据某微波雷达的性能参数进行的仿真结果表明:该算法与采用雷达的直接输出和EKF的算法导航精度相当,然而该算法避免了求解雅可比矩阵的繁琐过程,使滤波器的设计工作得到简化。

基于桥梁单元刚度损伤识别的新型间接量测方法研究

基于移动车辆在桥梁上运行来测试桥梁基频的间接量测法已经获得实桥的验证,提出一种新型间接量测法,该方法有别于牵引车拖动测试车辆一直运行并同步采集信号的传统间接量测方式,需牵引车同时拖动固定间距的前、后2辆测试车辆前行,并在固定点静止采集少许时间后,继续重复操作至测试车辆通行整跨桥梁,利用测试车辆上采集的信号,计算整跨桥梁的传递率矩阵,然后利用奇异值分解识别出桥梁的第1阶模态,进而利用改进的直接刚度法计算桥梁单元弯曲刚度,并进行损伤识别。首先从理论上说明该方法的可行性,然后在各类影响因素下进行数值模拟分析,最后通过某实桥试验进行初步验证。研究结果表明:相比于常规在桥梁上直接测试的方法,提出方法耗时短,机动性好,适用于大面积大区域桥梁集群快速测试;相比于传统间接量测方式,提出方法通行时间虽有少量增加,但能较好解决桥梁阻尼比、测试车阻尼、外激励变化、噪音、桥面粗糙度等传统间接量测方法中存在的问题。

一种基于间接定子量的牵引电机三电平控制技术应用研究

为满足大功率牵引电传动应用场景对电机输出转矩高精度、快响应等要求,文章提出一种基于间接定子量控制(Indirect Stator Quantities Control,ISC)的牵引电机三电平驱动控制方法。首先,结合ISC控制特点和异步电机模型提出了一种动态弱磁控制方法,保证了电机在高速弱磁区转矩的高动态响应。其次,为有效解决传统三电平算法存在的中点电位不平衡问题,根据中点箝位型(Neutral Point Clamped,NPC)三电平逆变器不同开关矢量对中性点电位的不同作用,基于电荷周期平衡精准计算和比例积分(Proportional Integral,PI)控制器原理,提出了一种具有平衡精度高、抗干扰性能强的新型中点电位平衡控制策略。最后通过仿真研究与某轨道交通大功率异步电机对拖试验测试,试验结果表明文章所提出的控制方法具有高动态响应、高中点电位平衡度、高转矩控制精度等优点。

电力牵引异步电动机无速度传感器间接定子量控制

在异步电动机等效电路模型基础上阐述间接定子量控制的数学关系,论述全速度区域的间接定子量控制方案及恒功弱磁区的动态弱磁方法。采用一种基于Luenberge观测器的转速自适应估计算法,构建无速度传感器间接定子量控制系统。针对在电力牵引中无速度传感器控制系统必须能在异步电动机任何未知转速时重新投入工作,给出了一种初始转速自优化搜索算法。利用TMS320C31和TMS320F240构成的双微机控制系统,对所提出的方案实施了全数字化控制。试验结果表明,该无速度传感器间接定子量控制系统具有优异的动、静态性能。

牵引电机无速度传感器间接定子量控制系统研究

本文介绍间接定子量控制的基本原理以及全速范围间接定子量控制系统结构,提出基于观测器的异步电机无速度传感器控制方法,应用鲁棒控制理论、利用Matlab的LMI工具箱求解两个双线性矩阵不等式(BMIs)得到观测器的增益矩阵,并结合Lyapunov稳定性理论推出速度自适应律。将该速度辨识方法应用到牵引电机间接定子量控制系统中,进行了试验验证。

基于定子磁链定向的间接定子量控制应用

在感应电机定子磁链的旋转坐标系里,采用定子磁链旋转坐标变换简化系统结构,分析了基于高开关频率逆变器的间接定子量控制原理。采用能同时观测定子磁链和转子磁链的u-n模型,计算出电机磁链物理量,并在SVPWM过调制区增加逆变器输出电压的非线性补偿环节,改善了逆变器的线性程度。实验结果表明定子电流为正弦波且谐波和转矩脉动小,且具有良好的稳、动态响应性能。在具有较高开关频率的中小功率应用场合有着非常好的应用前景。

基于Matlab的异步电机间接定子量仿真研究

分析了基于定子磁链定向的间接定子量控制原理,采用Matlab6.5/simulink软件,按实际控制系统建立异步电动机快速转矩控制系统的动态仿真模型,在全速域分析了基于定子磁场削弱的间接定子量控制系统的动、静态响应。仿真结果表明定子电流为正弦波,且谐波和转矩脉动小,并具有良好的稳、动态响应性能。

对间接测量量非等精度的判别与其数据处理的方法

归纳和实验论证实验中出现的间接测量量是否为等精度测量量及非等精度的测量量用简便的方法计算其权值和标准偏差的方法。

关于间接测量量正确的数据处理方法

文章通过讨论间接测量量的不同数据处理方法,总结出更为准确的方法,并将其推广到一般。

牵引电机无速度传感器间接定子量磁场定向控制

在分析直接转矩控制系统优缺点的基础上,重点介绍了牵引电机间接定子量磁场定向控制方法(ISC),讨论了基于间接定子量磁场定向的无速度传感器牵引电机控制系统,通过仿真验证了基于间接定子量磁场定向的无速度传感器牵引电机控制方法的有效性。对我国轨道交通运输和电力牵引传动控制技术的研究作了简要的总结和展望。

容错型牵引电机驱动系统的间接定子量控制

针对基于三相四开关容错逆变器的电力牵引传动系统,提出牵引电机的间接定子量控制方案.采用间接定子量算法生成参考电压矢量,以固定逆变器开关频率和减小电磁转矩脉动;通过含有饱和限幅环节的改进型磁链观测器抑制定子磁链的积分漂移.针对三相四开关空间电压矢量的特殊性,给出了容错逆变器SVPWM调制算法;考虑到容错逆变器直流侧电容中点电压不平衡的问题,建立了中点电压补偿模型,提出了一种基于PID调节器的补偿方案.通过MATLAB/Simulink仿真实验证明了所设计的基于三相四开关容错逆变器的牵引电机间接定子量控制方案的可行性和有效性.

关于间接测量量不确定度计算的教学尝试

不确定度是大学普通物理实验课中重要的新概念,入学不久的大学生因缺乏概率分布方面的必要基础知识,在最初接触不确定度概念及其相关公式时,普遍存在理解和运用的困惑.本文以计算间接测量量折射率的不确定度为例,尝试化解这一教学难题.

基于间接定子量的永磁同步电动机三电平直接转矩控制

针对永磁同步电动机传统直接转矩控制在低速圆形磁链运行时存在转矩和磁链脉动大的问题,采用基于间接定子量的三电平二极管中性点钳位逆变器供电的空间电压矢量调制(SVPWM)策略的直接转矩控制。首先给出了由间接定子量的方法产生控制转矩所需定子预期电压信号的方法;然后给出60°坐标系下SVPWM的设计方法,与传统算法相比,该算法能够有效地简化计算,在此基础上,通过调整冗余小矢量的作用时间来平衡直流侧两电容电压;最后,为了验证基于间接定子量的永磁同步电动机三电平直接转矩控制的算法的有效性,通过基于MATLAB/Simulink软件的仿真对比了其与传统直接转矩控制单一矢量法的控制效果,结果表明,所采用的方法能够有效改善电磁转矩的脉动、减小定子电流的谐波含量,并具有很好的动、静态性能。

基于全阶磁链观测器的间接定子量控制系统

分析了基于定子磁链定向的异步电机间接定子量控制的原理,通过磁链的幅值和位角增量来计算空间电压矢量。以定子磁链和转子磁链为状态变量,构造了感应电机全阶磁链观测器。并采用Matlab对该控制方案进行仿真,结果表明,基于全阶磁链观测器的间接定子量控制系统有很强的鲁棒性,且具有较好的动态和稳态性能。

地铁异步电机间接定子量控制策略研究

异步电机间接定子量控制通过对定子磁链的跟踪实现转矩控制,有效解决了直接转矩控制在低速范围内转矩脉动大、控制特性差的缺点。利用小信号分析法建立间接定子量控制策略近似线性化等效模型,进而给出电机转矩以及定子磁链PI调节器参数整定方法;结合地铁车辆牵引传动系统直流侧输入滤波器模型,根据奈奎斯特对数频率稳定判据着重对车辆运行过程中直流侧滤波器-牵引变流器-异步电机系统的稳定性进行了分析,并在此基础上提出了一种通过在线修正电机输出转矩给定值,获得理想牵引变流器-异步电机等效输入导纳,最终抑制系统直流侧振荡的主动稳定控制器。模型仿真结果验证了所述理论的正确性和有效性。

人体能量消耗构成比数学模型

为了评价人体能量消耗构成比,本文描述了构建人体能量消耗的三大营养素构成比数学模型的推演过程。总氧消耗、总二氧化碳排出和总氮(尿氮+皮肤氮)排出与三大营养素的氧化有关,并且这三种营养素的生理燃烧值是已知的。基于这些可测定的和已知的参数,我们构建的数学模型有助于了解受试个体的能量消耗特点。

老年胃肠道肿瘤患者静息能量代谢特点

目的观察老年胃肠道肿瘤病人静息能量代谢(Resting Energy Expenditure,REE)的特点。方法选择老年(≥60岁)胃肠道肿瘤患者和非肿瘤患者(对照组)各60例,应用间接测热仪对其进行REE测定,根据MNA法评价营养状况,计算Harris-Benedict公式预测值。结果老年男性肿瘤患者REE较对照组低,且差异有统计学意义;H-B公式预测值明显高于REE测定值,差异有统计学意义;临床估计能量供给的经验值平均为REE测量值的1.5倍。结论老年胃肠道肿瘤患者静息能量消耗较非肿瘤患者有所下降,H-B公式法不能准确预测病人的能量消耗,经验估计值可能会造成过度喂养。

一次性塑料血袋中还原物质的总量研究

目的:考察不同血袋样品中还原物质的总量及其影响因素。方法:向空塑料血袋内充入公称容量的高纯水,在121±1°C的饱和蒸汽压下浸提30分钟,然后采用间接碘量滴定法对血袋水浸提液中的还原物质总量进行滴定分析。结果:一般来说,血袋袋体材料的配方(厂家、批次)是影响还原物质总量的主要因素;提高保存温度,还原物质的总量增加;血袋的还原物质总量随时间延长缓慢增加;全血袋的还原物质总量最高,其次是转移袋和未灭菌袋。结论:厂家、批次、类型、保存温度、时间等因素对血袋还原物质总量都有不同程度的影响,本实验结果为一次性塑料血袋的生产、储存、质量控制和监测提供了有益的参考依据。