Research on Propeller Dynamic Load Simulation System of Electric Propulsion Ship

A dynamic marine propeller simulation system was developed, which is utilized for meeting the experimental requirement of theory research and engineering design of marine electric propulsion system. By applying an actual ship parameter and its accurate propeller J＇ -KT＇ and J＇ - Kp＇ curve data, functional experiments based on the simulation system were carried out. The experiment results showed that the system can correctly emulate the propeller characteristics, produce the dynamic and steady performances of the propeller under different navigation modes, and present actual load torque for electric propulsion motor.

Adaptive Server Load Balancing in SDN Using PID Neural Network Controller

Web service applications are increasing tremendously in support of high-level businesses.There must be a need of better server load balancing mechanism for improving the performance of web services in business.Though many load balancing methods exist,there is still a need for sophisticated load bal-ancing mechanism for not letting the clients to get frustrated.In this work,the ser-ver with minimum response time and the server having less traffic volume were selected for the aimed server to process the forthcoming requests.The Servers are probed with adaptive control of time with two thresholds L and U to indicate the status of server load in terms of response time difference as low,medium and high load by the load balancing application.Fetching the real time responses of entire servers in the server farm is a key component of this intelligent Load balancing system.Many Load Balancing schemes are based on the graded thresholds,because the exact information about the networkflux is difficult to obtain.Using two thresholds L and U,it is possible to indicate the load on particular server as low,medium or high depending on the Maximum response time difference of the servers present in the server farm which is below L,between L and U or above U respectively.However,the existing works of load balancing in the server farm incorporatefixed time to measure real time response time,which in general are not optimal for all traffic conditions.Therefore,an algorithm based on Propor-tional Integration and Derivative neural network controller was designed with two thresholds for tuning the timing to probe the server for near optimal perfor-mance.The emulation results has shown a significant gain in the performance by tuning the threshold time.In addition to that,tuning algorithm is implemented in conjunction with Load Balancing scheme which does not tune thefixed time slots.

Industrial shape detecting system of cold rolling strip

A high-precision shape detecting system of cold rolling strip is developed to meet industrial application, which mainly consists of the shape detecting roller, the collecting ring, the digital signal processing （DSP） shape signal processing board and the shape control model. Based on the shape detecting principle, the shape detecting roller is designed with a new integral structure for improving the precision of shape detecting and avoiding scratching strip surface. Based on the DSP technology, the DSP shape signal processing circuit board is designed and embedded in the shape detecting system for the reliability and stability of shape signal processing. The shape detecting system was successfully used in Angang 1 250 mm HC 6-high reversible cold rolling mill. The precision of shape detecting is 0.2 I and the shape deviation is controlled within 6 1 after the close loop shape control is input.

基于STM32的电动6-DOF加载系统设计

目前多自由度位移、力加载系统鲜有研究。基于STM32研制了电动6-DOF加载系统,采用Stewart平台构型,能够实现高精度的位移、力加载,其中力加载一直是Stewart平台构型加载系统的难点问题。首先介绍了加载系统的体系结构,然后建立了加载系统的数学模型,采用欧拉角方法描述加载系统的位姿,求解出了6-DOF加载系统的逆运动学数学模型。针对加载系统实现力控功能的难点问题,提出了基于位移环的闭环力控的解决方案。最后设计了实验,验证了加载系统的加载功能。实验结果显示,YZ轴的位移阶跃加载误差小于0.25%,X轴的位移三角波加载误差小于0.49%,Z轴的力阶跃加载偏差控制在±0.5 N以内,Z轴的力正弦加载误差小于2.3%,结果表明加载系统实现了高精度多自由度位移、力加载。

80 MN压剪试验机竖向加载模糊PID控制系统的设计

为了稳定、精确、可靠地实施超大力值竖向加载,以80 MN压剪试验机为对象,对其竖向加载装置的机械结构、液压系统以及控制系统进行总体设计;建立位置-压力双闭环PID控制算法的数学模型,并设计模糊PID控制器;最后,通过AMESim-Simulink对控制系统进行耦合仿真,获取位移与试验力的时域响应曲线,并在80 MN压剪试验机上进行竖向加载试验以验证控制系统的可靠性。结果表明:竖向加载模糊PID控制系统使竖向加载在220 s后达到稳态,位移误差与试验力误差均小于0.05%,此控制系统的稳定性、精确性和可靠性得到验证。

用于纳米压电定位平台的电容传感器设计

针对纳米压电定位平台中电阻应变片式传感器无法满足定位精度的问题,设计了一种非接触式测量的双极板电容式位移传感器。首先,详细分析了电容传感器的基本测量原理和闭环控制原理。对电容传感器固有的边缘效应问题进行理论分析,并通过保护环措施消除其影响。在建立电磁仿真参数模型的基础上,带保护环结构的电容仿真值与理想值误差小于1.8%。改进了一种基于有源电桥的高灵敏度运算放大器式电容检测电路,使电路具有更高的分辨率和线性度。通过对该传感器进行标定,其测量范围在0~30μm内,线性度为0.05%,分辨力优于0.01μm。

负荷预测算法下光伏并网储能集群控制系统

光伏并网储能受到谐振影响,导致功率控制结果达不到理想状态。针对该问题,设计了负荷预测算法下光伏并网储能集群控制系统。在Linux编译环境下,装置两路RS485通信接口。设计充放电控制器,实现对电池的充放电控制,避免产生谐波。根据滤波差分方程,设计储能集群控制电路,实现平抑波动。构建光伏并网储能负荷预测模型,通过对光伏并网储能负荷分析,为集群控制提供数据支持。采用闭环集群控制方式,分析电压、电流与光伏电池之间线性关系。结合适应步长的负荷跟踪方法,调整系统控制灵敏度。系统测试结果表明,所设计系统与实际功率最大值相差3×10^(4) W,证实了系统设计方案的可行性。

不平衡负载下并网逆变器功率解耦控制方法

为了解决并网逆变器在不平衡负载下有功功率和无功功率为耦合影响状态、关联复杂,导致控制精度不佳、响应慢等问题,提出不平衡负载下并网逆变器功率解耦控制方法。根据并网逆变器拓扑结构获取并网逆变器功率,对并网逆变器有功功率与无功功率实行解耦,并通过带比例系数的双闭环功率控制器,完成并网逆变器功率解耦控制。在此基础上,通过遗传算法进行控制参数优化,获取比例系数的最优解,进一步提高并网逆变器功率解耦控制能力。实验结果表明:解耦后的控制方法在并网逆变器响应功率与给定功率上基本一致,解耦后的功率波动范围降低了8 kW,功率控制电流和功率波动最小,具有良好的控制效果。

三相四桥臂逆变器控制技术研究

三相四桥臂逆变器可以解决不平衡负载引起输出电压不平衡的问题。采用开环控制或传统同步旋转坐标系PI控制时,三相四桥臂逆变器输出电压仍存在不平衡现象。为了揭示其原因,首先建立了三相四桥臂逆变器数学模型,在此基础上分析了三相四桥臂逆变器输出电压不平衡的根本原因,并提出相应的解决方案。该方案有效地抑制了不平衡负载电流扰动对输出电压的影响,保证了三相四桥臂逆变器在不平衡负载情况下输出三相对称正弦电压。最后在Matlab/Simulink环境下对空载、平衡负载、不平衡负载三种情况下系统开环和闭环控制进行了仿真研究,仿真结果验证了该解决方案的正确性。

闭环系统故障诊断技术综述

本文着眼于闭环环境下动态系统中的故障诊断问题.介绍了目前闭环系统故障诊断的研究意义,特别关注了开闭环故障诊断的不同,并概述了现有的闭环系统故障诊断方法.通过仿真实验比较了典型开环系统和闭环系统中故障诊断的不同性能.最后探讨了闭环系统故障诊断研究中亟待解决的问题以及未来可能的研究方向.

LC滤波电压源型逆变器闭环控制策略综合对比与设计

从控制器所在坐标系、控制器结构、控制器设计3个方面详细分析和比较了LC滤波电压源型逆变器(VSI)不同闭环控制策略之间的区别与联系,指出了单独采用谐振控制器在无输出电压解耦的情况下能得到较好的控制效果,但在有解耦时会引起系统发散。同时,讨论了单电压环控制与双闭环控制的区别。最后,针对不间断电源带电机负载的应用场合进行了VSI控制器设计。实验结果表明,使用文中的设计方法与结论,能够加快控制器的设计过程,并且得到较满意的控制效果。

可选择谐波型有源电力滤波器的闭环控制和实现

在可选择谐波型有源电力滤波器的基础上,着重分析谐波电流和逆变器直流侧电压闭环控制方法的控制要点和实现要点,在检测环节中加入相位补偿角以补偿系统的检测环节和电流闭环中固有的时延影响等。最后给出了控制器为DSPTMS320F2812的系统构成以及仿真和实验结果,验证了所提出的谐波检测以及电流和直流侧电压闭环控制方法的正确性。

直流电容储能反馈和负载功率前馈的PWM整流器控制策略

首先介绍了三相电压型PWM(pulse width modulation)整流器在dq轴系下的数学模型,分析了整流器的能量和功率交换关系。提出了一种电流内环、直流侧电容储能作为外环的电容储能反馈控制策略,并给出了环路设计方法。为了减小负载的不确定性对整流器系统的影响,引入了负载功率前馈估计算法。最后,实验比较了传统的电压、电流双闭环和本文所提出的控制策略的动、稳态特性。结果表明,本文所提出的控制策略能满足系统稳态时的控制要求,并且较传统的电压、电流双闭环控制策略具有更好的动态特性。

基于矢量谐振调节器的有源电力滤波器网侧电流检测控制方法研究

基于矢量谐振调节器,提出一种全新的并联型有源电力滤波器(PAPF)网侧电流检测控制方案,该方案无需谐波分离算法,并将PAPF等效控制为串联在非线性负载与电源间的带阻滤波器,控制精度更高,且具有良好的暂态响应性能,从而以更灵活、合理的方式实现网侧谐波电流的滤除。

并联有源滤波器网侧谐波电流反馈控制

有源滤波器采用电源端电流检测的谐波抑制效果优于负载端电流检测法,但因其稳定性较差而应用较少。电源端检测方法因电源电流的反馈而构成闭环控制系统,它把产生谐振的传递函数包括在闭环内,选择适当的校正环节可以抑制谐振,通过相位超前校正可以提升系统稳定裕度和增大环路增益,但加入相位超前校正环节在提高系统的相位稳定裕度的同时系统低频段增益较低,限制了实际补偿效果。为提高低频段增益,本文提出应用选择性滤波器复合比例环节提高特定频率增益,该环节同时提高了系统相位稳定裕度和低频段的增益,保证系统稳定性并提升了补偿效果。实验结果表明了其有效性。

带式输送机闭环特性动态分析与PID控制

带式输送机需要采用动态分析方法进行精确设计。本文选择适用于输送带的粘弹性动力学模型,开发了具有闭环控制的驱动装置仿真模块,电动机的输出扭矩和转速随负载力矩和时间而变化。对整个输送机系统应用仿真软件建立了动力学仿真模型,采用PID控制器对输送机启动过程进行控制,构造闭环控制系统,对带式输送机的动态特性进行分析,从而为输送机启动的分析和控制以及系统的优化设计提供精确的分析手段。

板材充液拉深动态加载系统开发与应用

液室压力和压边力加载路径是充液拉深工艺中决定零件成形质量的关键工艺参数。针对传统被动加压方式加载路径单一,液室压力较低,不能满足复杂结构零件和高强度材料的成形要求,提出采用闭环控制技术实时调节液室压力和压边力的动态加载方式。设计可控压边和高压增压系统,并应用基于上、下位机的检测控制系统实时调节凸模速度、压边力和液室压力满足设定的工艺参数。在动态加载系统上进行异型结构不锈钢零件的充液拉深试验,动态加载路径下试验件一次整体成形,且表面质量好,贴模精度高。结果表明,充液拉深动态加载系统能够实现复杂加载轨迹和局部高压,适用于复杂结构和高强度材料零件的成形制造。

高频感应加热电源系统设计

针对感应加热电源在小型工件的热处理和焊接等工业加工技术方面,存在功率不集中、输出频率较低和工作状态不稳定等问题,设计了一台1 MHz/5 k W的高频感应加热电源.给出了整流滤波电路、全桥逆变电路、信号处理电路、隔离变压器等的设计过程和相应的硬件电路图.构建了感应加热电源闭环控制系统的仿真模型.通过仿真验证了所提出的基于模糊控制算法的移相调功(pulse skip modulation,PSM)和调频调功(pulse frequency modulation,PFM)双闭环控制的有效性.搭建实验平台,完成了信号处理电路检测及光耦实验,并对实验数据进行曲线拟合并分析得出误差百分比低于5%,从而验证了硬件电路设计的合理性.

基于闭环控制策略的负载谐振型臭氧发生器电源

介质阻挡放电型臭氧发生器负载呈容性,随负载外加电压的升高,间隙放电逐渐增强,其总的负载等效电容逐渐变大。针对负载的这一特点,提出了一种基于逆变器输出电流进行闭环频率跟踪控制的高频逆变电源方案,详细分析了该控制策略的特点,并研制了实验样机,进行了实验验证,得出应用该方案的电源具有结构简单、工作频率变化范围小、系统参数容易选择、可靠性高等优点。

无传感器无刷直流电机变频调速系统设计与实现

为了获取无传感器无刷直流电动机转子准确位置信号,采用反电势法来估算电机转子位置。针对电机起动时反电势比较小,难以通过反电势法来检测转子位置的情况,提出预定位法和变频升压相结合的电机软起动方法,设计了一套完善的速度、电流的双闭环控制无传感器无刷直流电动机调速系统。详细讨论了在去掉位置传感器的情况下无刷直流电机如何换相以及速度的提取问题,并且进行了相应的系统硬件、软件设计。实验结果验证了所设计系统的调速性能及位置检测信号的准确性。