基于滑模控制的DC-DC降压变换器实验平台

为了实现DC-DC降压变换器的高精度控制,设计了一种基于滑模控制的输出电压调节器。首先根据DC-DC降压变换器的工作原理建立了系统的动态模型;接着利用转换后的受扰动态模型设计了滑模控制器,同时基于李雅普诺夫函数证明了闭环系统的稳定性;最后使用Matlab/Simulink软件和DC-DC降压变换器硬件电路搭建了实验测试平台。测试结果表明与传统的PID控制方法相比,DC-DC降压变换器系统在所设计的滑模控制器的作用下可以获得更快的动态性能与更强的扰动抑制能力。该实验平台不仅有利于大学生理解和掌握滑模控制理论,还可以提高大学生的工程应用能力。

基于ADACS_N平台的DCS二层系统服务器国产化替代与软件移植研究

针对核电厂DCS系统服务器硬件老化与停产共性问题,基于法国ADACS_N平台的DCS二层系统,研究一种服务器国产化替代与软件移植的可行方法,结合系统软硬件架构分析、国产化服务器硬件替代选型策略、源代码移植技术研究、最小化测试平台开发,为延长核电厂DCS系统生命周期、解决进口设备“卡脖子”问题、提升核电厂DCS关键设备自主能力提供一定参考。

面向知识需求的图书馆智慧服务DC平台架构研究

为提升图书馆智慧服务深度与层次,通过采集智慧服务数据、确定知识服务属性标签、构建用户知识需求画像模型三步骤,对用户知识需求特征进行了精准识别。基于模块化的思路,从数据感知模块、技术应用模块、功能体现模块、服务策略模块、监督评估模块五个模块,剖析了图书馆智慧服务DC平台构建。同时,面向问题、结构、方法,通过采取强化馆员创新服务能力、优化图书馆知识数据体系、明晰图书馆智慧服务架构三种保障策略,来保障图书馆智慧服务DC平台一直围绕知识需求来建设。

用于温差发电的程控数字DC/DC变换器设计

半导体温差发电是一种将热能转换成电能的清洁能源发电技术。由于热源温度变化会使温差发电器(TEG)输出电压随之波动,产生的电能不能直接供给用电设备,因此在温差发电系统中引入DC/DC变换器完成电压的转换。针对TEG的工作特性设计了由STM32F334单片机控制的数字DC/DC变换器,进行了硬件系统整体设计和主要参数计算。变换器通过4G网络与One NET云平台进行数据双向实时传输,实现了工作状态的远程监控。样机测试中,恒压模式下输出电压纹波小于50 m V,电流纹波小于40 m A,峰值转换效率高于93%,变换器的云端监控系统操作方便且通信误码率低,为后续分布式温差发电装置的集中控制与管理提供了一定的参考值。

基于模型化编程的双向DC/DC变换器创新实验平台

能源互联网中存在越来越多诸如电动汽车等具有“源”“荷”双重身份的电力设备,这类设备大多采用双向DC/DC变换器实现双向功率流动。为了使实验教学紧跟专业技术发展前沿,结合双向Buck-Boost电路和模型化编程手段,完成了双向DC/DC变换器创新实验平台的设计。以电感电流为参考分析了Buck-Boost电路的双向工作模态,对实验平台硬件电路进行了详细设计,并介绍了典型控制策略的模型化软件设计。在此基础上,设计了光伏发电最大功率点跟踪(MPPT)控制实验案例。典型控制实验和光伏发电MPPT控制实验结果验证了实验平台的软硬件设计,也体现出平台的灵活性。

DCS系统硬件功能检测、故障诊断、维修和管理平台的研究

通过将自主研发的ICT、FCT测试平台与管理及维修平台有机结合,建立一套功能完善、运行可靠、部署迅速的DCS硬件功能检测、故障诊断和维修平台。该平台具备测试准确度高、测试速度快、泛用性强的特点,并创新性的通过管理平台实现了测试结果汇总及反馈功能,使测试人员在单个平台上即可实现对DCS系统的硬件进行检测、故障诊断定位、维修及管理工作,有效提升了核电厂DCS系统硬件的检测与维护工作效率,为核电厂的安全稳定运行提供有力保障。

基于R-L分数阶定义的CCM Flyback变换器建模与分析

针对电容电感都为分数阶这一事实,利用分数阶微积分R-L定义和状态空间平均法,对工作在电感电流连续模式(CCM)下的分数阶Flyback变换器进行建模与分析。推导CCM分数阶Flyback变换器的静态工作点和小信号传递函数以及变换器工作在CCM模式下的条件。其次,讨论Caputo模型与R-L导数模型的区别,得出在R-L分数阶定义下直流静态工作点不仅与占空比相关,而且还与电感和电容的阶数以及负载有关。最后,在PSIM中搭建R-L分数阶CCM Flyback变换器电路模型,得到不同分数阶电感电容阶数下分数阶Flyback变换器输出电压和电感电流的仿真波形,通过仿真结果与理论计算结果对比,验证所建模型的正确性,得出分数阶电感电容的阶数会影响闭环控制器的设计和分数阶模型能更加精确地描述Flyback变换器的工作特性。

基于C#的DCS故障日志诊断分析方法的研究和应用

由于平台运行产生的日志数据规模庞大、形式多样、错综复杂,且信息甄别难度高,给核电站机组分布式控制系统(DCS)设备运行状态的判定分析带来困难。为了快速、有效地实现DCS故障日志诊断及分析处理,创新地提出了一种基于计算机编程、结合DCS组态软件配置的故障快速诊断分析方法。该方法基于日志数据的收集和服务处理思路,利用分布式收集策略采集日志,通过工作站上的运行程序,对DCS日志数据进行一站式分析,实现DCS故障的快速诊断。通过在机组上的应用,有效提高了现场工作效率,可精准预判、定位故障点或可靠性降级设备,较常规手段具有准确性高、时效性强等特点。该方法具有一定先进性和创新性,具备较高的同行推广价值。

带超级电容储能的双向DC/DC变换器实验平台

为便于学生学习和分析《电力电子技术》课程中的DC/DC变换技术,加强实践能力培养,注入科研思想,搭建了基于储能的双向DC/DC变换器实验平台。储能单元由超级电容器模组构成,双向DC/DC变换器融合Buck降压电路和Boost升压电路。仿真系统由PSIM软件搭建而成,实验平台通过数字信号处理器DSP28335构成的控制器完成电量采样、数据处理、脉冲输出等工作。仿真和实验平台的搭建与分析,实现了系统能量的双向传递和稳定输出,直观地展示了系统的工作过程和控制目标。通过一系列的训练,该平台能够有效提升学生的应用实践能力、创新实践能力和科研分析能力。

通用DCS组态平台的设计与开发

为了满足配有多种DCS的发电厂控制系统组态培训需要和减少投资,设计并开发了基于美国艾默生过程控制公司Ovation DCS的通用DCS组态平台,该平台能够仿真美国ABB控制公司的Symphony DCS等多种DCS组态环境,可进行组态、编译、下装、运行、在线调试等基本操作,与Symphony DCS Composer一致,具有较高的真实性。因其良好的开放性及易于扩充,可为发电厂提供多种DCS控制组态培训平台。

DC-DC降压转换器控制系统虚拟实验平台设计

为了研究DC-DC降压转换器的输出电压调节问题,利用Matlab软件的图形用户开发工具GUI设计了基于DC-DC降压转换器控制系统的虚拟仿真实验测试平台。同时利用可视化仿真工具Simulink在后台搭建了基于连续滑模控制算法的系统仿真模型。考虑到DC-DC降压转换器系统的输出电压通常会遭受参考电压和负载电阻变化的影响,为了显示所推荐控制方法的优越性,设计了基于传统双闭环PI控制和所推荐连续滑模控制的两组对照实验。实验结果验证了所搭建控制系统模型的正确性和整个实验平台的有效性。该实验平台既着重介绍了DC-DC降压转换器和PI控制方法的基础知识,又特别引入了先进的连续滑模控制方法,有效支持了自动控制原理课程的建模和控制分析实验。

核电厂DCS闭环测试平台的开发及应用

开发了可用于核电厂数字化控制系统(DCS)闭环测试的测试平台,该平台具有较高的灵活性和可扩展性。建立了岭澳核电站二期系统模型,通过汽轮机10%FP(满功率)阶跃降负荷瞬态下的稳压器压力和液位控制系统测试,演示应用该平台进行DCS闭环测试和发现并查找问题的方法。该测试平台在岭澳核电站二期DCS闭环测试中得到了成功应用。

基于DCS与MATLAB的车辆传动系统仿真平台数据通信的实现

介绍了在构建基于DCS与MATLAB的车辆传动系统仿真平台时,数据共享与通信的实现方法。详细阐述了EDPF-NT系统数据的读取,MATLAB与外部环境的数据共享,以及仿真平台的数据通信。

统一虚拟DCS仿真平台

针对目前种类繁多的DCS,提出了一种统一的虚拟DCS仿真平台。该平台可对多种DCS工程文件进行识别、抽取后,自动编译为统一存储结构的虚拟组态和人机界面文件,通过统一的虚拟DPU技术对物理控制器进行软件仿真,提供1∶1的本地和远程仿真服务,实现仿真资源共享、统一技能鉴定和相近机组的性能比对等功能。

基于虚拟仪器的多通道DC传感器校验平台设计

为了提高DC传感器的校验效率,提出一种基于虚拟仪器的多通道DC传感器校验平台设计方案,并搭建了具体的校验平台。该校验平台由虚拟仪器控制及处理模块、多通道数据采集模块和RS 485总线通信模块三部分组成,具有多通道校验、数据处理和分析功能强大等特点。结合DC传感器的校验需求,进行了DC传感器的校验实验。实验结果表明,所设计的校验平台能准确有效地实现多路DC传感器的校验,提高了传感器校验的效率和自动化水平。

核电厂基于DCS平台的控制棒控制系统棒速控制分析

为了实现核电厂基于DCS平台的数字化控制棒控制系统中棒速的控制并满足棒速控制精度要求,介绍了不同情况下实现该功能的控制算法:采用计时器功能函数或采用控制器任务区执行周期数实现;并分析了在采用任务区执行周期数来实现棒速控制时,不同任务区执行周期以及采用不同的执行周期数计算算法时对棒速精度的影响;给出了在不同算法情况下满足控制棒棒速控制要求时允许的最大的任务区执行周期。可用于指导棒速控制逻辑的编程,也可参考结论检验核电厂所选DCS平台是否满足控制棒控制系统的功能要求的条件之一。

石油平台水处理DCS系统研究

在基于对石油平台海水处理的工艺复杂性和海上石油生产环境恶劣性研究的基础上,结合DCS系统的优越性,运用Rockwell RSView32组态软件研究并实现了石油平台水处理DCS系统,实现了对平台水处理工艺各子过程的分散控制和被采集信息的集中管理。该系统是DCS技术在海上石油生产中的重要应用,其长期运行,证明了系统的稳定性与可靠性,提高了海上石油生产效率,确保了海上工作人员的安全。

功能安全技术在核电DCS中的应用研究与实践

功能安全技术在各种高安全领域广泛应用,解决了电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全保障理论与实践问题。在核安全级数字化仪控系统(DCS)平台自主化研制过程中,应用功能安全技术,借鉴可实操的最优实践,以促进核安全级DCS产品的设计完善。对功能安全基础标准IEC 61508进行了研究,系统地梳理核电仪控相关标准与功能安全标准之间的关系。在核电标准的框架下,创新性提出了功能安全技术在核安全级仪控系统和睦系统(FirmSys)研制中的应用方案,包括基于定量计算的安全分析技术、自诊断设计技术、安全网络设计技术。实践证明,通过融合功能安全技术,在核安全级DCS平台研制中引入了工业领域最优实践,有效弥补了某些核标准操作性欠缺的不足,提高了产品的安全性和可靠性,并为核安全级DCS平台的SIL认证提供了参考。

双向DC/DC变换器锂离子电池组主动均衡控制

针对锂离子电池组经过多次充放电带来的电池组容量不一致、使用性能下降等问题,提出一种双向DC/DC变换器锂离子电池主动均衡控制。设计了以Buck-Boost型电路为主体,电感作为储能元件的主动均衡控制拓扑,通过NBT电池测试平台获取4 000组电池充放电数据,计算该均衡控制可使电池差异度从5.35%变为1.82%。实验结果表明:在正常和过充工作环境下均可有效提高电池组充放电的一致性。