无力传感器的EMB夹紧力控制技术分析

阐述针对电子机械制动(Electro-mechanical Braking,EMB)系统压力传感器不便安装的问题,提出一种无力传感器的夹紧力控制策略。首先建立EMB执行器数学模型,分析制动过程中驱动电机的特性并对其数学模型进行简化,融合电流和转速信号设计滑模观测器对负载转矩进行估计,进而实现夹紧力的估计。其次考虑到制动过程中EMB执行器存在大量的不确定性和外部扰动,基于快速终端滑模理论设计夹紧力控制器。最后进行仿真和HiL试验,仿真结果表明,所设计的夹紧力观测器可以在较短时间内对夹紧力进行准确估计,相比传统PID控制算法,能够加快响应速度,有效提高跟踪精度。

抑制共模电压的极简空间矢量控制

针对五电平有源中点箝位型(ANPC)变换器共模电压大的问题,提出一种抑制共模电压的极简空间矢量控制。首先将参考电压投影到线电压坐标系中,得到对应区域内的所有矢量,分析矢量与共模电压和中点电压之间的联系,然后以最小化共模电压为目标对矢量选择范围进行合理约束的同时,保证剩余矢量能对中点电压进行均衡控制。在此基础上,针对中点电压控制提出一种极简序列选择法,从而降低空间矢量调制策略的复杂度。最后对所提共模抑制算法的正确性和有效性进行了实验验证。

具有动态箝位的高精度电流检测放大器设计

针对专用电流检测放大器的技术要求,设计了一种具有超宽输入共模范围(ICMR)的高边电流检测运放电路(CSA)。通过提出一种新型的带动态共模箝位点的全对称共基极输入差分对结构,实现对电源电压的有效屏蔽,很好地改善了放大器的检测精度。基于0.25μm BCD工艺进行电路设计和仿真,仿真结果表明:单电源供电下,所设计的CSA的ICMR可达到4.5~60 V,共模抑制比(CMRR)大于110 dB,检测误差不超过0.17%,闭环电压增益60 V/V。

数铣加工铝合金真空钎焊薄壁零件质量控制

铝合金真空钎焊薄壁零件广泛应用于航空业各类产品,但因其刚性差使得加工过程中极易产生振动而出现变形,同时后续钎焊工艺对机加工的尺寸精度、形位精度尤其焊接面平面度(小于0.1mm)要求高,导致其机加工过程复杂、困难。本文以某类真空钎焊薄壁框架零件为研究案例,结合多次加工实践,找出其中精度控制的关键要素,经分析并通过不断迭代优化,最终形成了包含工艺路线、装夹方式、热处理方式等一整套行之有效的工艺文件,保证了此类零件的加工精度。

基于扩张状态观测器的压电结构复合滑模振动控制

针对压电固支板振动系统的模型不确定、高次谐波和外部激励等干扰问题,设计出一种基于线性扩张状态观测器与滑模控制的复合振动主动控制策略。首先,基于辅助变量法建立压电固支板结构的数学模型,进而设计线性扩张状态观测器对系统状态变量与总干扰进行实时估计,再通过前馈通道补偿的方式,抵消模型误差、外界激励等干扰对系统的影响;然后,基于估计值设计滑模控制器,利用较小的切换项增益抑制观测器的估计误差,从而降低滑模控制的抖振,并利用李雅普诺夫稳定判据准则分析所提振动控制系统的全局稳定性。最后,基于NI-PCIe6343采集系统,搭建振动控制实验平台,并对设计的复合振动主动控制策略进行实验。实验验证结果表明,所提振动控制策略对压电固支板的振动幅值降低87.5%,具有较强的抗干扰能力且对压电固支板的振动抑制性能良好。

基于VMD-SampEn-M1DCNN组合模型的钳形电流互感器故障诊断

针对钳形电流互感器故障诊断效率和诊断准确率低的问题,提出一种基于VMD-SampEn-M1DCNN组合模型的钳形电流互感器故障诊断模型。首先,以钳形电流互感器数据为基础,对其进行VMD分解,以建立本征模函数(IMF),并进行IMF分量选择;然后,选取IMF分量分析样本熵,并将其作为互感器特征提取对象的特征值;最后构建了M1DCNN模型,对模型进行样本数据训练和测试。结合实验分析结果,证实VMD-SampEn-M1DCNN模型在训练时间、测试时间和模型测试精准度方面,与传统故障诊断相比都有明显的优势,能进行故障的精准诊断。

夹持方式对KDP晶体三倍频转换效率的影响

针对压条固定方式、粘胶固定方式和全外围夹持方式进行理论建模和数值计算分析,并讨论了不同夹持方式的优缺点及其对KDP晶体面形和三倍频转换效率的影响。研究结果表明:晶体面形形变对高斯光束三倍频转换效率的影响明显小于平面波时的情况。当入射基频光光强为6GW.cm-2时,对于平面波的情况,压条固定方式、粘胶固定方式和全外围夹持方式3种夹持方式相对于不考虑夹持作用时的三倍频转换效率分别减小7.5%,9.0%和7.2%;对于高斯光束的情况,三倍频转换效率分别减小了1.3%,1.0%和1.5%。

空间站等离子体接触器钳位模式实验研究

为了研究等离子体接触器对空间站表面电位主动控制作用及钳位模式工作特性,对等离子体接触器进行了钳位模式实验研究,分析了空间站在运行轨道等离子体鞘层厚度,给出了等离子体接触器钳位电压和发射电流之间的变化规律,对真空度、等离子体密度、氙气流量等对钳位模式影响及等离子体接触器功率随发射电流变化规律进行了实验研究。实验结果表明:等离子体接触器在额定工作点下钳位电压低于20V;钳位电压增加使等离子体接触器发射电流突增;较低的真空度、较高的空间等离子体密度、较大的氙气流量会使等离子体接触器钳位模式较早出现,等离子体接触器电子发射特性曲线左移了近20%;等离子体接触器功率随发射电流增加而减小了近30%。

夹持方式和加工误差对大口径薄型KDP晶体附加面形的影响

惯性约束聚变频率转换系统中,大口径薄型KDP晶体的面形质量是影响频率转换效率能否达到设计要求的关键因素之一。针对45°放置状态下口径为400mm×400mm的三倍频KDP晶体,采用AN-SYS有限元分析软件,建立了不同夹持方式和具有不同加工误差的KDP晶体模型和夹具模型,分析了加工误差对不同夹持方式下KDP晶体附加面形的影响,给出了不同加工误差和不同夹持情况下,KDP晶体附加面形的P-V值和RMS值。研究结果表明,夹持方式和加工误差是引起KDP晶体附加面形变化的重要因素,正面压条夹持方式即使在晶体和夹具存在加工误差时也可以较好地控制晶体的附加面形。

减振器外特性测试的弹/刚性夹持对比试验研究

针对油液减振器异响检测、活塞杆加速度测试方法以及对弹性与刚性两种夹持方式下外特性测试结果存在差异等问题,开展了对比在不同安装方式下油液减振器外特性测试的试验研究,设计了分别采用常规外特性测试专用夹具(刚性夹持)和活塞杆加速度夹具(弹性夹持)的减振器外特性测试对比试验,对常规外特性测试专用夹具和活塞杆加速度夹具的结构和功能特点作了分析,进而对两套夹具造成外特性曲线存在差异的原因进行了研究,根据油液减振器工作原理及结构参数,建立了阻尼力模型并根据现有理论和试验结果进行了模型修正仿真。研究结果表明,两种夹持方式的测试结果对判定减振器外性能可以通用,而且还能够从不同方面反映出减振器内部的动态性能。

基于改进型全桥电路的非隔离光伏并网逆变器

单极性正弦脉宽调制(sine pulse width modulation,SPWM)全桥逆变器存在高频脉动的共模电压,限制了它在非隔离型单相并网逆变器中的使用。为解决此问题,提出一种改进型全桥电路结构,在全桥电路输入侧引入两支有源开关管和分压电容组来实现全桥变换器续流阶段时续流回路电位的可靠钳位,从而在保证单极性SPWM全桥电路差模特性的前提下消除了高频脉动的共模电压。详细分析新型逆变器的工作模态和箝位模态,计算几种常用拓扑和提出拓扑的功率器件损耗,并通过一台1kW通用样机平台对比验证这几种拓扑的共模特性。

三电平NPC逆变器共模电压抑制

调制策略是三电平中点箝位(NPC)型逆变器的关键技术之一。传统脉宽调制策略能平衡中点电位,但会产生较大共模电压(CMV)。针对上述缺点,提出一种基于零序电压(ZSV)注入的三电平正弦波脉宽调制(SPWM)策略,能同时平衡中点电位和抑制CMV。在一个载波周期内,所提调制策略通过ZSV的注入和调制波的分解,能保证中点电位的平衡;通过调制波的分解和开关序列的优化,能抑制逆变器产生的CMV。该调制策略实现简单、计算时间少,能在输出电压全范围内控制中点电位平衡,同时能有效抑制CMV。最后,与传统空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略进行实验结果对比分析,验证了所提调制策略的可行性和有效性。

水下爆炸冲击波载荷作用下气背固支圆板的变形及应变场分析

为进一步研究舰艇结构的抗爆抗冲击能力,利用非药式水下爆炸冲击波加载装置对气背固支5A06铝合金圆板进行了水下冲击波加载实验,并利用高速摄影技术记录了靶板变形的详细过程,得到了固支圆板在水下爆炸冲击波载荷作用下的变形历程,比较分析了不同冲击波强度对靶板变形模式的影响。通过对加载后试件沿半径各点处挠度及减薄量的测量,基于体积不变原理及刚塑性假设得出了一定工况范围内固支圆板的减薄率及整体应变场计算公式,利用该公式得到的计算结果与实验结果吻合良好。

钻孔夹具的改进

针对端面环形孔加工的钻孔特点,在原有夹具设备的基础上,改进了原来夹具的夹紧方式,把螺旋夹紧机构改为偏心夹紧机构,在加工中心上使用可使工件装拆更加轻松快捷,明显提高生产效率。

破片与冲击波对固支方板的耦合毁伤效应数值研究

为探索固支方板在破片与冲击波耦合作用下的典型破坏模式及临界转换条件,采用耦合的SPH-FEM方法数值模拟靶板在破片与冲击波耦合作用下的破坏过程。结果表明:(1)耦合载荷作用下靶板的损伤模式主要分成两种,模式I:花瓣弯曲破坏;模式Ⅱ:拉伸断裂破坏。模式Ⅱ还可细分为两种,模式Ⅱa:板边界产生塑性变形,中心产生拉伸断裂破坏;模式Ⅱb:板边界和中心均产生拉伸断裂破坏。(2)模式I和模式Ⅱa之间的临界i*(无量纲冲量)值约为0.88;模式Ⅱa与模式Ⅱb之间的临界i*值约为0.64。(3)靶板的破口面积并不是随着i*的增大而增大,当i*=0.71时,破口面积达到最大值,约为抗爆有效面积的68%。

一种新型两桥臂非对称三电平PWM整流器的研究

该文提出一种新型的两桥臂非对称三电平中性点箝位开关模式PWM整流电路拓扑,详细分析了其数学模型,深入研究了该PWM整流器的工作模式及其恒频PWM控制方法。该PWM整流器不仅在开关元件数量上减少4个开关管和6个二极管,成本较低,而且采用恒频PWM控制方法,数字实现简单。实验结果表明,该PWM整流器不仅能够有效地抑制注入电网的谐波,实现单位功率因数,而且还可以实现能量双向流动。

振动试验机电传递函数的结构动特性分析

在振动试验中,应用试验件与振动台台面组成大系统的建模方法,建立振动台的台面控制加速度与驱动电压之间的机电传递函数,分析试验件固支模态频率与机电传递函数零点体系之间的对应关系,当将振动控制仪的驱动电压看作为整个系统的广义激励时,试验件的固有频率可以在只有台面控制加速度的情况下得到辨识。最后以π形钢梁的振动试验结果验证了该方法的正确性。

游离心肌细胞晚钠通道爆发型开放模式的电位依赖性

应用膜片箝技术记录豚鼠游离心室肌细胞钠通道电流，发现除极可引起晚钠电流爆发型开放，而复极可终止爆发型活动。爆发型模式的通道电流不仅有浓度依赖性和电位依赖性，其升放时间常数也随箝制电位变正而增大。多步阶梯式除极和叙线除极的实验结果首次表明电位变化愈迅速、除极步数愈多，爆发型出现的机率也就愈高。

一种片内电流模比较增强型上电复位电路

介绍了一种片内电流模比较增强型上电复位电路。与传统的片内上电复位电路相比,该上电复位电路避免了二极管复位电路复位信号不彻底和基准增强型上电复位电路较复杂的缺点,利用简单的二极管箝位模块、电流模比较模块和逻辑电平迟滞模块,增强了上电复位信号,有利于后续逻辑单元的翻转。电路采用标准0.35μm CMOS工艺进行设计和流片。芯片样品电路测试结果表明,在3.3V电源电压下,电路工作正常,其上电复位逻辑高电平约2.3V,比普通二极管复位电路高约0.8V,有利于后续逻辑单元的翻转,且电路结构比基准型复位电路简单。

一种用于三电平逆变器的双模式过调制策略

为了提高直流母线电压利用率及实现线性调制到过调制最大输出(六阶梯波)的平滑过渡,研究了一种快速计算过调制中控制角的双模式过调制算法,该算法简单、有效,程序执行时间短,能够使系统的调制范围由线性调制区的最大范围(SVPWM)0～90.7%扩展到0～100%,并搭建中点箝位型三电平逆变器实验平台,对该双模式控制策略下的有效性进行了验证。实验结果表明,输出电压明显提高,可以满足多数高转矩输出或较低电压场合的需求,该策略具有实用性的参考价值。