感应电能传输系统多并联拾取模块电流和输出功率均衡方法

大功率感应电能传输系统通常采用多并联拾取模块结构。然而,多并联拾取模块参数不一致,会导致各个拾取模块的电流和输出功率不均衡,从而降低系统效率,严重时会因模块过流而造成系统故障。为解决该问题,文中提出一种基于并联拾取模块补偿电容器的多并联拾取模块电流和输出功率均衡方法。首先,介绍了传统感应电能传输系统与所提出的感应电能传输系统拓扑的特性。然后,分别分析了互感、拾取线圈自感及内阻对电流分布和系统效率的影响。最后,通过4个并联拾取模块的感应电能传输系统实验平台验证了所提方法的有效性。实验结果表明,采用所提方法时多并联拾取模块的电流和输出功率基本一致,并且相比传统感应电能传输系统,系统效率最高提升了2.21%。

电气化铁路“车-网”系统串/并联双模式宽频谐波扰动产生装置设计与测量方法

精确测量动车组与电力机车(简称机车)四象限变流器(four-quadrant converter,4QC)和牵引网的宽频带阻抗特性是识别电气化铁路“车-网”系统振荡和不稳定问题的重要途径。然而,已有研究采用单一电压/电流扰动注入方式对牵引网或机车4QC阻抗进行测量,可能造成部分谐波扰动流向非目标测量对象,导致被测对象的谐波扰动信噪比低,影响阻抗测量精度。因此,该文提出一种适用于电气化铁路“车-网”联合系统的串/并联双模式宽频谐波扰动产生装置与阻抗测量方法,装置具有电压和电流两种工作模式,可以发出频带为1~3000Hz的宽频谐波扰动。扰动产生装置拓扑主要由多绕组降压变压器、谐波功率放大单元、并联LC谐振电路和反串联绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)模块等部分构成,结合双闭环dq解耦控制和载波移相开环脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)控制策略,实现频带双边可控、幅值可控且分布均匀的大功率谐波扰动输出。最后,利用MATLAB/Simulink仿真和RT-Lab硬件在环实验验证该文串/并联双模式宽频谐波扰动产生装置设计方案及阻抗测量方法的正确性与有效性。

全并联AT牵引供电系统雷击故障测距多路径行波算法研究

针对AT变压器和并联结构导致行波传播路径复杂,行波波头性质难以有效识别和行波色散现象,线路频变参数特性导致波速不稳定的问题,提出一种基于多路径行波测距方法。基于上下行电流行波传播的差异性,利用电流相似度识别故障区段。探讨全并联AT牵引网结构对行波传播特性的影响,并对电流、电压行波传播路径进行标定。基于多路径电流、电压行波极性分析,筛选出用于故障测距的多路径行波,以推导出消去波速的测距方程。仿真表明:所提测距方法可以有效识别波头性质,且计算故障距离基本与波速无关,不受牵引网区段长度、结构影响。

基于实测数据的牵引供电系统并联谐波谐振概率识别方法

当前,我国高速铁路电力机车广泛采用脉冲宽度调制的四象限变流器,在其性能改善的同时也带来了频带更宽的高次谐波问题,更易激发牵引供电系统谐波谐振。谐波谐振可能会引起过电压/过电流,严重时引发设备爆炸、保护误动等安全事故。因此,准确识别系统潜在的谐振频率具有重要意义。目前常用的频率扫描分析、谐振模态分析等方法依赖于系统拓扑和模型的精确性,而基于实测数据的传统识别方法的准确性受系统参数波动和背景谐波影响较大。为此,提出了一种基于实测数据的牵引供电系统并联谐振概率识别方法,以电压、电流波形的余弦相似度作为谐振预判条件以减少无效计算,并综合基波/谐波功率因数、系统谐波阻抗幅值等多层次谐振特征进行概率分析,克服了系统参数波动和背景谐波影响。仿真研究、实测数据分析与已有研究方法对比,表明所提方法在负荷波动性强、背景谐波较大时仍然适用,且识别的准确性更高,验证了该方法的有效性和可靠性。

基于Modelica的并联多通道系统流动不稳定性仿真研究

在核反应堆堆芯并联通道中,流动不稳定性会导致临界热流密度(CHF)明显下降或使堆芯燃料组件产生机械振荡,从而危及反应堆正常运行。为了解决该问题,在参考某高温高压汽水两相热工水力实验装置的基础上,基于NUMAP软件搭建了并联双通道系统模型进行流动不稳定性仿真研究。实验表明,当并联通道数分别为2、3、4时,通过仿真计算相同工况条件下并联多通道系统流动不稳定性边界,流动不稳定性边界计算误差不超过±5%,验证了存在多个并联加热通道时采用并联双通道结构即可获得其流动不稳定边界,证实了该软件对流动不稳定性现象的瞬态分析能力。

并联机械手集成电液伺服系统同步控制研究

为了提高并联机械手集成电液伺服驱动系统控制反应速度,降低末端执行器输出误差。介绍了一种具有三个独立控制的集成电液伺服驱动器,利用并联机械手的逆向运动学的表达式,推导出集成电液伺服驱动的平移并联机械手动力学模型。利用两个独立离散PI和PD控制器控制并联机械手输出力和位置,使驱动并联机械手三个液压缸输入电压控制信号保持同步。通过控制系统仿真软件对液压缸电压输入信号和末端执行器位置输出结果进行仿真。结果显示:采用同步控制方法,并联机械手集成电液伺服系统电压输入控制信号和末端执行器位置跟踪误差较小。采用同步控制方法,可以提高并联机械手集成电液伺服系统的自适应调节速度,提高末端执行器轨迹跟踪精度。

异构逆变器并联系统改进Gershgorin圆稳定性判据及其多维谐振特性分析

以新能源为主体的新型电力系统正逐步呈现出异构逆变器并联系统特征,即以跟网型与构网型两类逆变器共存的形式呈现。为了全面准确地分析异构逆变器并联系统的稳定性问题,充分计及逆变器间、逆变器与电网间的交互影响,该文建立多逆变器的交互导纳矩阵模型。同时,提出一种基于Gershgorin圆定理的多机稳定性判据,通过引入距离向量函数简化分析过程。然后,基于改进的稳定性判据提出一种参数灵敏度计算方法,并量化分析了系统关键作用因子对异构系统稳定性的影响程度。最后,通过时域仿真算例与实验,验证了理论分析的有效性和稳定性判据的有效性。

一种基于Hexaglide并联机构的六自由度风洞模型支撑系统设计优化

风洞实验室内部六自由度支撑系统作为其整体试验机构的关键部分,可实现支撑模型在流场空间中进行位置和姿态的连续变化运动。文中以一种基于Hexaglide并联机构的六自由度支撑系统为研究对象,根据风洞试验中的运动特点与技术指标对支撑系统的构型进行设计,并运用遗传算法(帕累托最优解)对机构的运动算法进行多目标的运动学迭代优化,结果显示其滑块所需的最大驱动速度降低了近23%。同时运用SolidWorks仿真平台对系统进行运动学仿真,仿真结果验证了其算法的有效性,该六自由度支撑系统的设计和优化提供了理论支撑。

电力通信系统中并联直流电源技术浅析

电力通信系统传统电源系统采取串联方式连接,容易受到单体蓄电池故障的影响导致系统运行不稳定的后果,对电源系统稳定运行和运维管理造成一定影响。为解决这一问题,可选择并联直流电源技术,改变蓄电池组连接方式,提高通信系统电源系统稳定性。基于此,本文以某公司为例,通过对并联直流电源系统配置进行简单分析,详细分析了并联直流电源技术的技术架构、技术优势、应用案例等内容,以期能够给通信电源系统升级改造提供一定参考。

串并联混合动力系统自适应模式切换优化控制

为改善某新型串并联插电式混合动力系统双电机纯电动至并联驱动模式切换品质,同时确保不同车辆行驶状态及驾驶员输入下模式切换策略的适应性能,提出了平顺性起机和动力性起机概念,设计了自适应模式切换优化控制策略。首先,建立该串并联混合动力系统动力学模型,并对其双电机纯电动至并联驱动模式切换过程进行分析,确定模式切换不同阶段控制目标及控制策略;其次,以车辆驾驶平顺性和发动机起动时间为优化指标,通过动态规划求解发动机最优拖转转速曲线,提出一种发动机起动模型预测优化控制策略,在线计算离合器滑摩转矩以拖转发动机跟踪目标最优转速曲线,并通过电机补偿输出端转矩波动。离线仿真及硬件在环台架试验结果表明,所开发的自适应模式切换控制策略能够满足不同的驾驶需求,并具有较好的驾驶平顺性。

基于DSOGI-PLL的VSG双机并联系统功率分配控制策略

针对多虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)并联运行条件下受扰容易引发功率振荡和频率稳定性降低的问题,提出了一种双二阶广义积分器锁相环DSOGI-PLL(dual-second order generalized integrator phase-locked loop)技术的改进型VSG控制策略。分析了不同工况下VSG双机并联系统对公共耦合点负载增量的分配情况,分析了关键参数对各机组供电容量分配的影响。通过在功频控制器中引入积分环节来实现电力系统频率的二次调节,并采用DSOGI-PLL技术减少VSG输出电能在基频处的扰动,从而抑制多VSG并联运行时受扰的功率振荡程度。仿真结果表明,相比于传统控制策略,该方案能有效减少VSG输出电能在基频附近的扰动,减小了功率振荡,提高了并联运行条件下的输出电能质量,实现了各机组之间能量的合理分配,验证了所提控制策略在并离网模式下的适用性。

基于EtherCAT的6-UPS并联机器人控制系统设计

针对机器人控制系统领域代码复用率低、拓展性差的问题,以6-UPS并联机器人为研究对象,采用开源机器人控制系统ROS为基本框架,借助IGH EtherCAT主站实现ROS系统与机器人之间的通信,在Gazebo-ROS中建立机器人的仿真模型,通过QT-ROS开发相应的人机界面,根据机器人运动学模型编写运动学节点、轨迹规划节点,实现机器人的仿真与实际控制并对底层驱动系统进行实时同步性测试。实验结果表明:控制系统的实时性和稳定性误差均在μs数量级,满足机器人控制系统的需求;通过设置中间路径点,测试仿真机器人以及真实机器人的运动情况,轨迹误差保持在一个脉冲当量以内,具有较高的控制精度。所设计的机器人控制系统可以有效地实现机器人的控制。

一种用于精确控制并联双级缸的电液伺服系统

为了保障国内某大型风洞模型支撑机构运行,特研制一套电液伺服系统,用于精确控制两并联双级油缸。该特殊电液伺服系统在油源系统、伺服控制油路、电控系统等方面采用诸多巧妙设计,不仅能很好满足大惯性、大载荷、大流量跨度的特殊工况,而且有效解决了油缸两腔面积比超大的可控性、并联双级油缸的运动同步性与精确定位能力、系统运行安全性等关键问题。

基于物联网的智能全并联直流基站叠光系统设计与实现

本文以杭州大光明通信系统股份有限公司项目为依托,以基站光伏系统的相关理论为基础,针对基站光伏系统传统方案存在的问题,设计了一种高效、安全、稳定可靠的智能全并联直流基站叠光系统。系统的安装应用结果表明:该系统发电效率高、可靠性高、兼容性强、运维成本低,达到了项目预设目标,对节能减排工作的成效具有积极意义。

基于变流器输出阻抗的直流微电网下垂并联系统振荡机理与稳定边界分析

针对直流微电网下垂控制变流器并联系统中变流器间内部参数差异引发的并联稳定性问题,该文采用基于变流器输出阻抗的频域方法进行研究。首先,该文建立单台下垂控制Buck变流器的输出阻抗模型并分析其特征。然后,依据该输出阻抗特征,基于变流器输出阻抗的稳定性分析方法揭示下垂控制变流器并联系统的振荡机理。在此基础上,对变流器输出阻抗进一步简化,结合并联系统振荡机理提出并联系统关键参数的稳定边界。最后,搭建下垂控制Buck变流器并联系统实验平台,通过实验验证了所提振荡机理及稳定边界的正确性。

基于谐振网络优化的双向LLC-DCX多模块并联系统均流优化研究

近年来,双向LLC-DCX在电源系统中得到了越来越广泛的应用。为应对系统功率等级的提升,多模块并联成为实现系统扩容的重要方法。然而,均流性能是LLC谐振变换器并联系统的设计难点,各模块微小的谐振参数差异即可引起较大的电流不均衡。该文根据双向LLC谐振变换器的增益特性,定量分析双向LLC-DCX的并联特性,提出一种通过优化谐振网络参数提升并联均流性能的方法。最后,搭建一套三模块双向LLC-DCX并联系统样机,实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。

MW级风电变流器独立母线并联系统稳定性分析及控制器设计

独立直流母线背靠背变流器并联运行不仅存在环流问题,而且相比单机控制而言,机侧变流器的容许带宽受到限制,稳定性降低,导致基于电机定子电压方程的设计方案出现不稳定现象。将并联变流器和电机看作级联系统,建立频域阻抗模型,并借助级联系统稳定性理论对系统稳定性进行了深入分析,从理论上揭示了不稳定现象。传统控制方案将并联驱动系统作为整体进行控制系统设计,影响了并联系统的灵活性。为实现各并联变流器的独立控制,提出了基于变流器输出电感的电流环设计方案。相比传统基于电机定子电压模型的电流控制器设计方案能够较为准确地计算电流环容许带宽边界,提升系统运行稳定性。仿真与实验证明了论文理论分析的正确性和控制系统设计的有效性。

换热站并联水泵分布式优化控制

针对现有换热站并联水泵优化算法在集中式架构下控制适应性不足的问题,本文提出了一种改进的分布式并联水泵优化算法.首先,建立了并联水泵的分布式控制系统,并对该优化问题的数学模型进行描述,在目标函数中引入自适应非线性因子;然后,设计了改进的分布式果蝇优化算法,在该算法中每台水泵的控制器仅通过与邻居控制器交互信息即可完成并联水泵的优化;并且,在嗅觉搜索阶段,使用正弦余弦策略替代赋予个体距离与方向的随机策略;最后,以两个实际换热站中不同并联水泵系统为例对算法进行仿真验证,并基于仿真结果进行性能分析.结果表明,相较于传统算法,改进的分布式果蝇优化算法能得到更优的控制策略,有着收敛速度快、稳定性好和鲁棒性强的特点;并且该算法适用于不同系统的并联水泵优化问题,具有可扩展性.在实际工程验证中相较于集中式算法,该算法在总功率和计算时间上分别平均降低了5.47%和29.90%,因此,能够满足实际换热站中对并联水泵热负荷优化分配的需求.

基于载荷共享的并联可修复系统可靠性评估

在航空航天等要求高可靠性的系统中,通常采用并联形式来提高系统的可靠性。当并联系统中某个元件失效后,由于负载重新分配,导致剩余正常元件的工作环境劣化。针对这一问题,建立基于载荷共享的并联可修复系统可靠性评估模型既适用于元件故障率相同又适用于元件故障率不同的并联可修复系统。当载荷共享因子取值为1时,该模型可退化为传统马尔可夫模型。算例结果表明,文中方法和传统方法求得的系统瞬态可用度变化趋势相同;相比传统方法的评估结果,当考虑载荷共享时系统的稳态可用度减小幅度不大,而平均故障间隔时间(mean time between failure,MTBF)将大幅减小。因此,利用传统马尔可夫模型给出的MTBF来衡量系统可靠性以及确定维修间隔需慎重。

基于线性自抗扰的并联液压系统同步控制

针对并联液压系统的强耦合、非线性、以及内外不确定性扰动造成同步性差的问题,提出基于线性自抗扰控制的同步控制策略。首先,基于流量连续性方程建立并联液压系统的压力与负载微分模型;然后,基于自抗扰控制理论,变换系统的状态空间方程,并将参数不确定性、扰动不确定性、模型不确定性等视作“总扰动”,设计了三阶线性自抗扰同步控制器;最后,在AMESim中搭建了并联液压系统模型,并导入MATLAB/Simulink模块,通过联合仿真验证了所提控制方法的有效性,进一步地与PID控制进行比较。结果表明,基于线性自抗扰的同步控制策略下的并联液压系统的同步精度高,鲁棒性强,为对并联液压系统同步性要求较高的重载工业工程提供了新的控制思路。