Improving Bandwidth of Three-Stage Electro-Hydraulic Servo Valve Based on Speed-Feedback

In order to improve the dynamic response bandwidth of three-stage electro-hydraulic servo valve,a new method,speed-feedback control is presented in this paper.The construction and principle of three-stage electro-hydraulic servo valve are explained,and the mathematical model of three-stage electro-hydraulic servo valve is built in frequency domain.Experimental and simulation results show that the bandwidth compared with proportional control is improved under speed-feedback control.Moreover,the research results play an important role in developing high performance three-stage electro-hydraulic servo valve.

一种高速多级全差分放大器设计

设计了一款基于互补双极工艺的高带宽和低噪声全差分放大器,可实现全差分或单端转差分功能。提出了一种H型桥式输入结构,可实现高摆率、低失真;此外,放大器通过内部共模反馈环路将共模信号反馈到两个增益级,实现差分输出共模电平的调整,使高速全差分放大器特别适合于高速高精度模数转换器(ADC)输入信号的缓冲和放大。放大器内部跨导线性环为AB类输出级提供有效偏置,减小输出级失真的同时提供高动态范围。基于EDA工具进行了放大器电路和版图设计,后仿结果表明,在±5 V电源供电下,放大器-3 dB带宽达到366 MHz,压摆率大于1150 V/μs,输入电压噪声小于10nV/√Hz,输入失调电压在±1 mV内。

基于振动速度反馈的风电机组塔架左右加阻控制器研究及应用

为抑制风电机组塔架左右(侧向)振动,提出在控制器的设计中,利用振动速度反馈来增加塔架左右方向结构阻尼的方法。首先对塔顶机舱左右振动加速度信号积分,得到振动速度信号,然后使用二阶带通滤波器得到塔架频率主成分,最后乘以增益系数并附加到发电机转矩中。以上海电气3.45MW高速永磁同步风力发电机组为研究对象,基于Bladed软件建模和Matlab平台对该控制策略进行调参和仿真验证,并首次应用于现场控制系统中。结果表明,所提出的速度反馈能够有效降低塔架左右振动加速度,在一定程度上降低了机组故障率,延长了风机寿命。该研究为风电机组主动减振方法设计及应用提供了实际参考。

基于YOLOv5和状态反馈的内燃机转速自动闭环跟踪控制

为了减少内燃机转速自动闭环跟踪控制时间,提出基于YOLOv5和状态反馈的内燃机转速自动闭环跟踪控制方法。通过传感器采集内燃机的转速信息,并结合对应的下降沿关系分析变化信息;分析内燃机的电机结构图,通过电机参数获得转速上限;基于YOLOv5跟踪闭环信息,建构自动闭环策略,通过状态反馈控制转速闭环流程;结合YOLOv5和状态反馈,实现内燃机转速自动闭环跟踪控制。实验结果表明,本文方法的转速跟踪控制收敛时间为13.7s,具有较快的收敛速度。

新能源专用车辆的速度监控策略研究

随着环保需求的增加和新能源技术的发展,新能源专用车辆在我国得到了广泛应用。但是,新能源专用车辆的速度控制策略仍存在研究空白。本文选取新能源专用车辆为研究对象,研究其速度监控策略,首先,根据车辆的动力学模型和驾驶行为模型建立了车速预测模型;然后,设计了一种新的速度控制策略,该策略采用了混合反馈-前馈控制结构,并结合模型预测控制和滑模控制等多种控制方法;最后,在各种典型的驾驶工况下进行了仿真验证。研究结果表明,新的速度控制策略可以有效地改善车辆的速度跟踪性能和能源利用效率,同时还能保证驾驶者的舒适性。该研究为新能源专用车辆的研发和应用,特别是其控制策略的选择和优化提供了重要的参考。

低载波比下基于状态反馈和大林算法的永磁同步电机高性能电流控制策略

受到功率器件开关频率的限制,高速永磁同步电机驱动系统通常需要低载波比运行,此时系统延时相对很大,对电流环设计要求很高。常规在连续域设计的复矢量PI控制器由于离散化实现存在误差,dq轴解耦不完全,而且扰动传递函数包含电机自身低阻尼比极点,使系统抗干扰能力差,尤其是负基波频率附近的扰动。因此,文中提出状态反馈大林控制算法。首先,利用延时环节电压进行反馈来使系统完全解耦;然后,通过输出电流反馈提升系统阻尼来抑制扰动;最后,对解耦且阻尼后的系统设计大林控制器来提升稳定裕度。实验结果表明,相较于复矢量PI控制器,所提出的状态反馈大林控制器dq轴解耦性能好,电流超调小,系统振荡小,且抗扰能力显著提升。

优化储能容量配置的ln基底型VSG自适应控制策略

针对虚拟同步发电机VSG(virtual synchronous generator)自适应控制大范围调节参数导致需要较大储能容量配置的问题,设计ln基底型自适应控制策略以优化储能容量配置。通过对基于速度反馈控制的虚拟同步发电机VF-VSG(velocity feedback control based VSG)进行数学建模,建立VSG在输入功率扰动时与所需储能容量之间的关系,据此分析速度反馈系数、VSG转动惯量和阻尼系数对储能容量的影响,以此设计ln基底型自适应控制策略,避免参数大范围调节,优化储能容量配置。通过仿真实验可知:所提控制策略在暂态性能优良的前提下,降低了9.8%储能容量的配置,验证了所提策略的有效性。

考虑车队速度反馈机制的高速公路事故区交通流仿真研究

针对高速公路事故瓶颈处拥堵严重的问题,提出利用自动驾驶车队进行速度控制,以缓解交通拥堵,提升安全性.首先,基于车联网(Vehicle-to-Everything,V2X)技术中的基本安全信息(Basic Safety Message,BSM)数据,设计高速公路事故瓶颈处网联自动驾驶车速度反馈机制.其次,构建考虑车队速度反馈机制的元胞自动机模型,引入考虑通行优势的多车道换道模型,以更加真实地刻画车辆在事故区的换道行为.最后,基于提出模型,对低、中、高3类交通量等级和封锁车道、区段限速两类事故场景的人类车和自动驾驶车混合流交通分别进行模拟仿真.研究结果表明:速度反馈机制可以提升约7%~43%的预碰撞时间,并且有效缩小事故影响范围,使车辆更加平稳、安全地通过事故瓶颈区域.

基于微控制器的超声波定位设计

项目设计通过单片机来实现精准控制移动载体。载体设计以四轮小车为模板,选用Arduino作为控制处理器,外围电路连接超声波收发器、直流电机,利用声速、传递时间以及超声波接收器之间的距离,根据三边定位算法将目标位置反馈给单片机,用于控制各电机的转速,实现小车转弯、直行、调速,达到寻找目标并跟随的目的。

基于电喷发动机的液压挖掘机节能控制策略研究

为降低液压挖掘机的能耗损失,对所研究机型挖掘机的被控对象电喷发动机、液压泵进行建模,同时,对基于功率匹配的节能控制策略进行优化设计,运用PID算法和模糊控制算法建立控制过程模型,在确定能耗评价指标后进行仿真。仿真结果表明:新型控制策略在稳定工作点环节响应速度和鲁棒性更好,整体油耗降低2.1%,节能效果明显。

高速直接调制半导体激光器研究进展

直接调制半导体激光器因其具有高速传输、高可靠和低成本等特点,成为应用在第五代移动通信技术(5G)前传和数据中心中的高性价比光源。高速直接调制半导体激光器性能提升已有许多研究,文章分别从无制冷宽温工作高速半导体激光器研究方面和超高速半导体激光器方面对高速直接调制半导体激光器的基本理论和发展历程进行了综述,分析各自的优缺点,并介绍了研发团队在这些方面取得的部分进展。

速度反馈中时滞参数对多自由度微陀螺动态响应的影响

将速度反馈控制器引入到微机械陀螺仪中,建立系统控制简化模型,通过对加入非线性刚度的系统动力学方程进行求解分析,进一步研究了时滞参数对多自由度微陀螺系统的影响规律。结果表明:时滞参数能有效调节系统检测响应的峰值和谐振频率,并消除非线性的影响,使系统趋于稳定。速度反馈增益的取值不会改变时滞参数对检测响应幅值的周期性规律,在不同的驱动周期下,检测响应的幅值随着反馈增益逐渐地增大或减小。

HEPS快速轨道反馈系统网络拓扑结构的设计与实现

快速轨道反馈(Fast Orbital Feedback,FOFB)系统是影响高能同步辐射光源(High Energy Photon Source,HEPS)轨道稳定性的重要因素之一,在设计时应尽可能提高FOFB系统的有效反馈带宽。基于该需求,为HEPS的FOFB系统设计了两层环路集中计算式的系统网络拓扑结构,并在此基础上设计完成了FOFB系统信号传输链路的可编程阵列逻辑(Field Programmable Gate Array,FPGA)固件算法逻辑,内容包括束流位置获取、环路数据传输、FOFB算法、电源控制接口以及系统测试等多个部分。经实验室测试验证,当前结构下的FOFB系统总延迟时间约为140μs,满足HEPS装置对FOFB系统有效反馈带宽的需求。

适用于SerDes接收器DFE的高速动态比较器

在SerDes电路中,高速数据传输的关键在于均衡的速率,因此随着SerDes对数据传输速率要求越来越高,对SerDes中接收器的判决反馈均衡器的速率要求也在提高。作为自适应判决反馈均衡器的关键组成部分,比较器的延时大小决定了自适应均衡器的判决容限。为了满足低压应用对高速率比较器的低延迟要求,文章基于传统双尾比较器提出一种新的适用于SerDes接收器中判决反馈均衡器的高速差分信号动态比较器电路。在TSMC 28 nm CMOS工艺下,当电源电压为1 V时,平均延迟时间为52.58 ps,可满足高达15 Gbit/s数据速率的判决反馈均衡器应用需求。

一种改进的高铁牵引变流器反馈线性化控制策略

针对车网系统存在的低频振荡现象,提出一种结合虚拟磁链和滑模观测器的反馈线性化虚拟惯量控制策略,在减少传感器数量的同时,提高系统的鲁棒性。首先,该文分析现有积分器的缺点,提出改进的虚拟磁链观测器,在消除直流偏置影响的同时可以进行滤波;然后,阐述所提控制策略的推导过程,包括反馈线性化控制、滑模观测器、虚拟惯量控制以及虚拟磁链观测器的设计;最后,在Simulink和硬件在环仿真平台中建立车网系统仿真模型,将该文所提控制方式与传统dq控制以及基于滑模观测器的反馈线性化虚拟惯量控制方式进行对比。仿真和实验结果表明,所提控制策略具有更好的静态和动态特性,能有效地抑制低频振荡的发生。

面向112 Gbps PAM4串行接收机的低误码协同自适应均衡器

高速串行接口是高性能计算机和数据中心芯片之间互连的核心关键IP。随着业界单通道速率由56 Gbps向112 Gbps发展,高速串行接口的误码率急剧增加,严重影响互连性能和系统稳定性。针对112 Gbps PAM4接收机误码率高的难题,首次采取一种协同自适应均衡器构架,提出了面向3种均衡器的自适应协同均衡算法,能在高插入损耗条件下取得较低误码率;提出了基于判决反馈均衡器的盲自适应均衡算法,能缩短链路训练时间,减少硬件开销。采用12 nm CMOS工艺完成了基于协同自适应均衡器的接收机设计。仿真结果表明,针对经过36.5 dB信道的去加重112 Gbps PAM4信号,采取协同自适应均衡器的接收机误码率小于1e^(-12),收敛周期约400 ns,功耗增幅仅约2.3%。

磁悬浮电机断电重启控制策略研究

磁悬浮电机采用电磁轴承支撑转轴,当其应用于不间断运行场合且发生短时断电时,要求电机在电网恢复后能快速重启,且断电时间内磁轴承能持续供电,以免转轴跌落损毁。针对该问题,提出一种高可靠的磁悬浮电机断电重启控制策略,高速断电时采用电压电流双闭环控制,对电机进行无传感矢量发电控制,电网恢复后进行带速重启,外环快速切换至转速环,电机重新进入矢量电动控制模式;低速断电时,采用升压式能量回馈制动控制,电网恢复后待电机制动完全再进行零速重启。仿真及实验结果验证了该方法的有效性,相比传统的电机制动完全后再零速重启的方法,高速断电下能极大缩短重启时间。

调速阀堵塞故障分析及数字化反馈系统设计

为了研究调速阀阀口堵塞对液压传动系统工作状态的影响机理,基于AMESim软件,建立了调速回路仿真模型,分析节流口不同堵塞程度下的调速阀出口流量及压力波动特性,观察执行元件的速度变化趋势。研究表明由于堵塞引起的通流面积下降使介质流动状态发生改变,从而影响回路及执行元件的工作状况。鉴于此,针对调速阀节流部分设计一种监测流量并可实现自我调节的数字化反馈系统。结果表明在不同程度的堵塞情况下,该反馈系统可以实现流量调控或停止回路工作,因而提高调速回路准确性及调速阀维护时效性。

基于预先补偿和全状态反馈控制的车-轨耦合振动抑制

以高速磁浮列车为研究对象,探讨了弹性轨道下的车-轨耦合振动问题。建立了能反映实际问题的车-轨耦合最小悬浮单元模型,并进行了开环系统稳定性和耦合振动机理分析。以弥补比例-积分-微分(PID)控制器有效信息利用不足为出发点,设计了基于预先补偿的全状态反馈控制器。通过仿真分析了反馈增益矩阵对系统跟踪性能和振动抑制能力的影响,提出了适当降低对悬浮间隙的要求换取振动抑制能力提升的思路。进一步分析了反馈系数对悬浮系统性能的影响规律,基于此得到了优化的预先补偿和全状态反馈控制框架。最后,通过实验验证了基于预先补偿的全状态反馈控制对抑制车-轨弹性耦合振动的有效性。

某核电厂应急柴油发电机转速波动原因分析及处理

应急柴油发电机作为核电厂的后备电源,其安全可靠运行对厂内的核安全意义极其重大。调速系统是柴油发电机的重要配套装置,良好的调速系统对应急电源的安全稳定运行有着重要意义。通过介绍某核电厂应急柴油发电机调速系统,阐述在运行期间出现的转速波动案例,旨在对核电应急柴油机运维、设计等方面起到经验反馈的作用。