目标导向的高校教学数字化转型策略设计与实践推进

高校教学数字化转型是推进教育现代化与高质量发展的重要引擎,其作为一个系统性工程,既需要宏观性的理论指导,也需要具象化的目标导向。在高校教学领域推进教学数字化转型的过程中,以目标管理理论的目标导向开展顶层设计,借鉴成果导向教育反向设计机制细化内容的要求,可构建围绕教学培养体系的可量化、可评价的数字化目标体系。基于这一目标体系,以目标导向开展组织、管理、评价的数字化转型,构建双闭环评价质量管理机制,是防止转型过程背离教育规律、促进教学质量提升的重要手段。

基于双旋转移相变压器的新型无功补偿器及其双环控制策略

随着出力具有随机波动性特征的分布式电源渗透率的不断攀升以及城市电缆化率的进程加速,有源配电网线路中无功过剩和过电压的现象日益明显,对动态无功补偿装置的经济性、可靠性和精准调控能力提出更高要求。在电流源型静止同步补偿器的基础上,该文结合双旋转移相变压器的连续调节特性,提出一种新型旋转式无功补偿器(novel rotary var compensator,NRVC)拓扑电路。通过构建NRVC稳态数学模型,深入分析得到NRVC补偿调控机理及其补偿容量约束关系。针对NRVC结构特点,提出基于瞬时无功理论的无功补偿控制策略,其中功率外环可对功率因数进行精确控制,电流内环加入限幅环节有效限流,提高装置运行可靠性。通过仿真及动模实验验证所提拓扑及其控制策略的有效性,结果验证了NRVC具备双向、连续调节补偿无功的能力,具有调节精度高、谐波畸变率低的优点。

基于Park变换的LC型逆变器参数在线辨识策略

针对采用电压电流双闭环控制的LC型逆变器,提出了一种滤波电感和电容参数的在线辨识策略。对电压、电流信号进行Park变换和积分滤波,得到电压、电流的基波dq轴分量后代入推导的表达式进行计算,即可辨识出电感、电容参数;利用开环运行时的调制波信号间接获取参数辨识所需的逆变器输出电压,从而节省了传感器;搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,仿真结果表明,所提策略在逆变器不同负载强度下以及电感、电容参数偏移时均能准确识别参数,且不会影响系统的稳态运行。

基于双dq坐标变换的三相电压锁相环的研究

提出了一种三相电压不平衡情况下,三相电压基波频率、正序电压分量和负序电压分量相位锁定方法。正序dq坐标变换时,负序电压分量将在dq轴电压分量上产生交流分量,导致基于dq坐标变换的三相电压锁相环存在误差;通过提取负序dq坐标变换中dq轴的直流电压分量,对正序dq坐标变换q轴电压分量进行补偿,从而准确快速锁定正序基波电压相位。通过负序dq坐标中d轴和q轴的直流电压分量检测负序电压初相角,锁定负序电压相位。仿真结果表明,该方法能够快速准确地锁定三相电源在不对称情况下的基波频率、正序电压相位和负序电压相位。

基于LLC谐振变换器的电力电子变压器

提出了一种基于LLC谐振变换器的三级型降压式电力电子变压器(PET)拓扑结构。所述结构的输入侧高压级为二极管钳位三电平整流电路,以降低开关器件耐压等级;隔离级采用了三电平LLC串联谐振型DC/DC变换器,其每个主开关电压应力是输入电压的一半,并且在全负载范围内工作在软开关状态,可降低PET的损耗,提高其效率;输出侧低压级为两电平三相四桥臂逆变电路,以应对大量存在的不平衡和非线性负载。对所述的PET结构进行了控制方案设计,并做了仿真研究。仿真结果表明:该PET结构在实现了传统变压器隔离、变压和能量传递等功能的基础上,还具备电能质量调节功能,可有效避免系统与负载之间因不平衡或畸变而对彼此产生的影响。

多重化逆变器及其控制方法

为了实现变频器高压输出,克服死区时间对整个系统的影响,利用6个普通三相方波逆变器实现11个方波电压叠加逆变器,并对此逆变电路提出了一种新型的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法.将SVPWM的180°导通型和120°导通型结合起来,采用电压控制外环和电流控制内环的双闭环控制方法对整个系统进行控制.M atlab/simu link仿真结果表明,该方法既可以消除死区时间的影响,又可以提高电源利用率,同时,该多重叠加技术还可以改善电压波形,提高逆变器的输出电压和功率.

一种新型基于双闭环PID控制的SVC控制系统研究

基于瞬时无功功率理论和双闭环PID控制构架,设计了一种新型的FC-TCR型SVC控制系统。为实时补偿电网中瞬时无功功率的变化,采用dq同步旋转坐标变换方法,精确检测系统功率,有效克服电网电压波形畸变给p、q运算方法带来的误差;采用双闭环PID控制结构,内环为电压调节,外环为功率因数校正,使SVC装置能同时达到功率因数校正和改善电压的目的。仿真研究结果表明,此新型SVC控制系统对稳定和抑制电压波动,提高功率因数,具有响应快、精度高的特点。

基于实测数据的谐波负荷模型控制策略

负荷建模对维护电力系统的安全稳定运行有重要意义。提出一种基于实测数据和谐波发生机理的谐波负荷模型,在分析实测数据的基础上,将受控电流分解为基波与谐波分量分别控制。谐波电流采用基于电压前馈解耦的双闭环控制策略,保证运行过程中的功率平衡和稳定性;提出一种改进型的准PR双谐振控制方法对dq0轴谐波电流进行跟踪控制,能够同时控制2个相邻的奇次谐波,在满足控制精度的同时有效简化了控制器。仿真结果表明,模型控制策略具有较高的精准度和快速性,且模型电路结构利用现有技术可方便实现,实用性较高。

基于嵌入式计算机的稳定平台控制系统设计

针对稳定平台控制系统要求体积小、功耗低、抗干扰能力强等一系列特点,设计了一套以80×86架构嵌入式计算机为核心的机载三轴稳定平台控制系统;利用惯性坐标系、载体坐标系和天线平台坐标系之间的变换原理,设计了一种可以隔离载体干扰角运动并实现目标稳定跟踪的稳定平台双回路控制系统模型,并通过Matlab仿真验证了控制方法的正确性;详细设计了包括嵌入式计算机的各模块组成及连接,光电编码器、陀螺仪、GPS等惯性敏感元件的选型和配置,主控制程序及地面遥测计算机软件的流程与功能;现场试验结果表明,稳定平台目标跟踪误差范围达到±0.5°的设计要求。

一种基于双同步坐标变换的开环锁相方法

鉴于传统开环锁相方法动态性能好,但频率适应性差且易受三相电压不平衡影响等特点,结合双同步坐标变换概念,提出一种新型的开环锁相方法,即将已知角频率ω_0作为坐标变换的旋转角频率,三相电压信号经过双同步坐标变换后,再经解耦网络实现正负序电压分量的分离,并通过改善传统的低通滤波器来提取其中的差频分量,最后经过基波正序分量提取环节实现电网电压的同步跟踪。与其他几种锁相技术仿真对比和实验结果表明,所提出的锁相方法动态响应速度快、稳态性能好,且有效抑制了三相电压畸变及不平衡。

末端并联AT牵引网特性分析

我国高速铁路和重载铁路中普遍采用AT供电方式。为合理设置AT段长度,降低牵引网电压损失的整体水平,首先对末端并联牵引网的电流分布规律进行了理论推导,利用AT牵引网等效电路计算其等值阻抗;然后采用双回路法和切面法,对同一供电臂有多辆机车时任意一点的牵引网电压损失进行计算,并给出通用计算公式;最后通过仿真分析其影响牵引网电压损失的因素。仿真结果表明,两个AT段线路中第1个AT段长度约为线路长度的0.6倍时牵引网电压损失最小。

基于状态空间法的三相VSR组合建模策略研究

一般模型对整流器动态响应分析不够精确,针对这个不足,根据开关函数及状态空间理论建立了三相电压型整流器的数学模型,并利用傅里叶分解将数学模型分解为高频和低频。对高频模型,通过公式推导分析了输入电流谐波与输出电压纹波跟系统参数之间的动态特性关系。对于低频模型,利用坐标旋转将模型变换到两相静止坐标系,简化了模型的分析和控制。为了实现高功率因数整流,控制策略采用双闭环控制。电流内环采用滞环控制,使得电流变化快速跟踪指令值。电压外环采用PI控制,以稳定直流侧电压。在MATLAB/Simulink中进行了仿真,验证了模型的正确性。

基于双派克变换的单相数字锁相环设计

针对单相并网变流器的同步问题,为了消除传统正交虚拟信号生成中的延迟环节,结合坐标变换,提出了一种基于双派克变换的无正交虚拟信号的同步单相锁相环设计方法。将单相信号作为派克变换的一相输入,另一相为零,通过两个派克变换,最终获得单相信号的频率和相位,并验证了算法的正确性。分析了基于双派克变换的数字锁相环系统结构;解决了数字系统初值优化的问题;设计了相应的压控振荡器和滤波器及双派克变换的程序结构,实现了系统的数字化设计。仿真和实验结果表明,所设计的基于双派克变换的数字锁相环可准确快速地实现锁相功能。

两相两重四象限变流器的控制方法及实现

为实现对大功率、低开关频率变流器的控制,通过建立两相两重四象限变流器主电路的数学模型,分析变流器主电路的电气特性;在考虑线路电阻的基础上,采用电压外环和基于坐标变换电流内环的双闭环控制方法对变流器的调制电压进行控制;提出倍增控制频率的载波移相方法,可在不增加硬件设备的情况下降低牵引电网侧低次谐波的含量,并结合正弦波脉宽调制(SPWM)技术,实现对以多种开关频率工作的变流器的控制;以TMS320F28335型DSP芯片为平台,设计包括初始化程序、串行通信服务程序和定时中断程序的控制软件,并在背靠背功率互馈试验台进行验证。结果表明:采用给出的两相两重四象限变流器控制方法,能够使变流器在启动工况下的电流变化平稳,在牵引工况和制动工况下,大功率、低开关频率变流器可以单位功率因数满载运行,而且中间电压波动较小、输入电流无异常波动,大幅减少了牵引电网侧的低次谐波成分和总谐波失真率。

高压电网双母线接线断路器失灵保护回路设计分析与改进

论述了高压电网断路器失灵保护的原理和基本组成,就目前双母线接线的断路器失灵保护的回路设计和存在的问题进行了分析。同时根据国网公司新颁布的高压保护装置标准化设计规范,阐述了双母线接线的失灵保护回路的设计技术改进方案。

斜率鉴频器鉴频特性及其仿真研究

鉴频器电路是无线电接收机中常用的调频信号解调电路。在介绍单回路离谐斜率鉴频器和双回路离谐斜率鉴频器电路工作特点的基础上,分析了利用Multisim 10.0仿真软件对两类斜率鉴频电路进行构建和鉴频波形仿真的方法。仿真结果表明,单回路离谐斜率鉴频器电路简单,但输出信号小、非线性失真较大,双回路离谐斜率鉴频器波形输出信号大、失真较小、通频带较宽,但电路调整较困难,调整时要注意使电路对称。

基于三相VIENNA整流变换器建模与控制研究

为解决输入功率因数矫正问题,达到输入电流跟踪输入电压同相正弦波动,降低输入电流谐波畸变率,直流侧电压稳定输出的目的。研究首先对三相VIENNA变换器的工作原理进行了研究,根据变换器开关状态建立数学模型,依据数学模型建立基尔霍夫电压、电流方程,根据坐标变换矩阵对三相方程进行解耦;然后依据解耦两相坐标方程,构建双闭环控制结构;最后,利用Matlab/Simulink软件搭建仿真平台,通过交流侧输入电压、电流波形验证控制策略的合理性。实验结果表明,所提的控制方式有助于降低电流的谐波畸变率,解决输入功率因数矫正问题。

三相光伏并网系统的控制技术研究

通过对传统的三相光伏并网控制系统进行分析,要实现光伏并网逆变器交流侧电网的功率因数为1,就要使光伏并网q轴无功电流分量保持为0,基于这一理念对传统的控制方法进行了改进:去掉了外环电压控制环节,让d轴有功电流分量直接跟踪表示三相电流通用相量的模值。在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,对改进的控制策略进行仿真验证,仿真结果表明该方案在实现并网控制目标的同时,控制系统简单,控制代价小。

光伏微型逆变器辅助电源的变压器设计

在光伏微型逆变器中需要给控制板,继电器,散热风扇,电流采样器以及驱动小板等供应不同电压和不同功率的直流电源,本文设计了从光伏板取电的一个多路输出的高频变压器。原负边的线圈采用了三明治叠绕的方法,以此来减少漏感,并且对辅助电源的电流反馈和电压反馈环节进行了设计,确保空载与满载下都有稳定的输出,最后,搭建了电路,对光伏微型逆变器进行供电与调试。由于采用电流与电压双环控制,负载调整率更低,对实验波形进行分析并验证了设计方案可行性。

单相PWM整流器DQ变换控制的模拟电路设计

PWM整流器控制中常通过引入坐标变换实现系统有功无功解耦,以简化控制器设计。为此,提出了一种基于全通滤波器方式的坐标变换模拟电路设计方案,应用所提坐标变换方案并结合单相PWM整流器给出了虚拟DQ变换的双环控制结构,同时基于系统模型分析分别给出了电压环和电流环补偿器的参数设计结果,进一步构建出系统的具体模拟控制电路,最后通过实验验证了所提坐标变换电路与补偿器参数设计的有效性。