电机转速环节Super-Twisting算法二阶滑模控制律设计与研究

针对电机转速环节,研究了以Super-Twisting算法(STA)为基础的转速闭环二阶滑模控制律设计方法,无需对转速求导或求解转速极值。利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性,并分析了系统中比例滑模项对系统收敛的稳定性和快速性的影响,以及不同类型比例滑模项的共同点与区别。仿真结果表明,在STA基础上人为增加比例滑模项可以提高系统的收敛速度,而不受系统工作状态影响,并且不改变系统的STA二阶滑模特性。由于各种电机都具有统一的转子运动方程,因此,研究结果对各种电机的转速环节二阶滑模闭环控制具有通用性。

两个loop代数及其应用

基于两个loop代数,利用(2+1)-维零曲率方程分别得到了(2+1)-维超AKNS族和超Tu族.

基于Super-Twisting滑模观测器无刷直流电机调速控制

无位置传感器无刷直流电机作为动力送风呼吸防护装备的动力来源,以它为核心的动力送风系统动态性能指标决定了使用者的安全性和舒适性。针对常规滑模观测器在无位置传感器无刷直流电机控制过程中存在高频抖振以及转子位置相位滞后的问题,设计了一种基于Super-Twisting的二阶滑模观测器,其抑制了因一阶滑模面存在的不连续相而产生的抖振,以及因采用低通滤波器而导致的相位滞后和幅值衰减,同时对滑模观测器的开关函数进行改进。在此基础上采用磁场定向控制的双闭环控制系统进行系统调速仿真,同常规滑模观测器进行对比。实验结果表明:基于Super-Twisting滑模观测器的控制系统有效地抑制了系统抖振,降低了转子位置估算中存在的相位滞后,提升了电机转子位置的估算精度。其动态性能指标均优于常规滑模观测器的控制系统,提升了系统控制性能,达到了送风呼吸防护装置预期的控制效果。

THE SUPER-BIHAMILTONIAN REDUCTION ON C~∞(S^1, OSP(1|2))

In this article, we will show that the super-bihamiltonian structures of the Kuper- KdV equation in [3], the Kuper-CH equation in [17, 18] and the super-HS equation in [11, 16, 19] can be obtained by applying a super-bihamiltonian reduction of different super-Poisson pairs defined on the loop algebra of osp（1｜2）.

基于超螺旋二阶滑膜的汽车主动悬架控制方法研究

汽车悬架的控制效果直接影响汽车的稳定性和舒适性,针对一阶滑模控制在主动悬架控制中存在的抖振和控制精度问题,基于汽车二自由度1/4主动悬架模型,提出了一种基于超螺旋二阶滑模控制的汽车主动悬架控制方法。在控制器前端串联一个负加速度反馈回路来调节悬架性能,并使用扩展的超螺旋观测器实时补偿系统的未知内部动态。为了验证控制方法的可行性,通过仿真进行对比分析。仿真结果表明,相比于一阶滑膜控制,该方法解决了悬架未知非线性动态的多目标控制问题,能更有效地改善汽车稳定性和舒适性。

双边型直线电机控制策略研究与仿真

针对双边型永磁式直线电机在位置控制方面存在控制精度不高,以及在转速控制方面存在响应速度慢和伺服性差等问题,提出一种基于电流、速度和位移三参数的三闭环控制策略,以提高直线电机控制系统的鲁棒性和动态性能,从而使相应的伺服系统具有良好的稳定性和可靠性。控制方案中,结合SVPWM控制中id=0的思想,电流控制器采用二阶的超螺旋滑模控制算法实现对电流环的控制;位置控制器采用基于指数趋近规律的一阶滑模控制跟踪轮廓误差来实现位置控制,并具有减弱高频抖振的功能,从而提高控制过程的动态性能。利用Matlab/Simulink软件对控制系统的控制策略在直线电机的不同工作状态以及工作突变的过程进行了仿真,结果表明,仿真波形变化趋势以及参数之间的关系与实际电机运行的物理参数一致。仿真波形的变化过程、平缓程度证明了该控制系统性能良好。

超高层建筑火灾自动报警系统分析与设计探讨

根据超高层建筑火灾扑救复杂性,结合民用建筑电气相关规范、技术指南的要求,以具体工程项目为例,分别从火灾自动报警系统环形结构的模式、小型电缆竖井火灾探测预警等几个方面,分析超高层建筑火灾自动报警系统的特点、难点及设计需要考虑的注意事项,特别是对消防联动控制环形结构模式的探讨,并提出相应的解决方案和合理化建议。

基于复杂网络的体系作战协同能力分析方法研究

针对作战体系中类型各异的作战实体及交互关系,从物理域、信息域与认知域的视角,构建由战场空间指控网、信息网和交战网组成的体系作战超网络模型;以体系作战协同自同步能力为研究目标,探讨了多域耦合强度、网络拓扑结构等因素对体系作战协同能力的影响,提出了基于作战环的体系作战同步模型,定义了表征体系作战自同步的全局序参量和局部序参量,并利用演习数据进行了实证分析。

基于千安级冲击电流的GIS电接触特性状态评估研究

为了准确测量并评估GIS导电连接件的电接触状态,针对基于超级电容器产生的千安级冲击电流测量导电连接件回路电阻的测试方法,提出依据回路电阻随测试电流增长的变化率大小来判断GIS触头电接触状态是否良好的评估判据。利用该方法对多种典型标准的GIS导电杆进行多触头串联验证试验以及GIS变电站现场验证试验。试验结果表明,基于千安级冲击电流的GIS电接触状态的评估方法具有可行性和有效性,比传统直流压降法更能反应导电连接件触头的电接触特性。

高压断路器合闸电阻多功能综合测试仪开发

为实现高压断路器合闸电阻和回路电阻的现场快速测量,设计了一种高压断路器合闸电阻多功能综合测试仪。该仪器以超级电容器作为测试电源,以DSP作为控制器和数据采集设备,以AD526作为微弱信号放大器,实现了在高压断路器一次合闸过程中对断路器的合闸电阻、回路电阻以及预插入时间的同时测量。现场试验表明,该仪器精度高,可靠性好,使用方便,缩短了高压断路器现场试验时间,提高了测试效率。

基于超级电容储能的动态电压恢复器试验研究

为了避免电压暂降对敏感负荷造成不利影响,可采用基于超级电容储能的动态电压恢复器(DVR),超级电容储能兼具了电容与电池的优势。为了提高电压暂降补偿速度,提出了基于求导法的虚拟d,q轴闭环控制结合交流电压前馈的控制策略。为了验证控制策略的正确性,搭建了包含电网低电压发生设备、DVR和模拟负荷的电压暂降试验系统,基于该试验系统进行了跌落发生和补偿试验。试验结果表明基于超级电容储能的DVR能够实现快速电压补偿,验证了控制策略的正确性。

超大口径环形天线包带展开过程动力学仿真

中间柔性包带是环形可展开天线的重要组成部分。中间包带拔销器解锁后,复材包带与环形桁架同步展开。因复材包带柔性较强,它会绕根部固定端进行回弹,因此展开过程存在金属接头和桁架上复材薄壁管件碰撞风险。随着天线口径增大,该风险会持续增大。基于柔性多体动力学理论对超大型口径环形可展开天线包带展开过程进行动力学建模仿真,并在此基础上分析得出包带展开过程金属接头到环形桁架最小距离主要和复材包带阻尼率以及桁架预展速度相关。通过进一步研究发现:复材包带阻尼率越高,展开过程金属接头到环形桁架最小距离越大;桁架预展速度越快,展开过程金属接头到环形桁架最小距离越小。此外,对逆止回弹机构失效这一在轨极端条件下包带展开过程进行建模仿真,分析得出包带在该条件下展开过程金属接头到环形桁架最小距离变化规律。该研究可为超大口径环形天线结构优化设计及包带在轨展开预示提供依据。

微电网混合储能系统控制策略研究

微电网中的微电源和负载具有波动性和随机性,故储能系统是维持微电网安全可靠运行并改善电能质量的关键,蓄电池与超级电容器混合使用可以发挥蓄电池电池能量密度大和超级电容器功率密度大,充放电速度快的优势,提高微电网储能系统性能。提出了一种基于互补PWM小信号模型,并分别给蓄电池和超级电容器设计了控制方案,蓄电池采用单电流环很好的平抑了功率的低频波动,超级电容器采用带前馈的双环控制,平抑功率的高频波动,并有效的维持了直流母线电压的稳定。仿真结果证明了所提出的控制策略的正确性。

基于复杂网络的体系作战指挥与协同机理分析方法研究

针对作战体系中类型各异的作战实体及交互关系,构建了包含物理域、信息域与认知域三层网络的体系作战超网络模型;依据作战体系超网中指挥决策跨网跨域的节点关系,建立了作战体系指挥周期模型,通过对指挥过程中信息交互路径及特征的分析,重点研究了信息交互节奏对指挥效率的影响;研究了基于作战体系超网模型的OODA作战环提取方法,提出了基于作战环的体系作战同步模型,通过作战环同步程度度量作战体系指挥协同能力.在此基础上,结合"人在回路"的指挥对抗演习产生的仿真数据对指挥与协同机理进行了实证性分析和模型验证.

复合储能控制系统在钻机制动能量回收中的应用

石油钻机在工作过程中由于制动能量无法回收利用,造成了能量的巨大浪费。采用储能单元可以在电机制动时回收能量,在电机负载增加时作为辅助动力源进行电能补充。然而,这类设备的储能单元易损坏、整体采购成本高,不利于在石油钻井行业推广应用。鉴于此,对钻机原有电控系统进行扩展,加入控制单元和储能单元,提出制动能量回收利用方案和复合储能单元的改良设计,并设计了该系统的控制策略、保护策略和储能单元的模糊控制。通过实际应用证明该系统可以改善电能的质量和降低生产成本,对制动能量的有效回收利用效果明显。最后指出该复合储能控制系统在石油钻井行业的应用前景十分广阔。

基于梯度下降法和双环PID的四旋翼飞行器的研究与设计

四旋翼飞行器凭借其灵活的操控性、较小的地域局限性等优势,在军事、民用和科学研究等诸多领域受到了越来越多的关注。目前国内大部分无人机的研究重点在于如何让飞行器飞的更高更远,飞行时间更长。而该设计的着重点是飞行器飞得更低更稳。在飞行过程中,飞行器通过超声波测距技术实现飞行器的近地贴地表飞行,采用梯度下降法对飞行器的姿态进行解算,双环PID控制,进一步提高了系统的稳定性。结果表明,系统可实现3~50 cm之间超低空近地稳定飞行。

超对称模型下μνχ^-顶点的在壳重整化

为了进一步探究和完善超对称模型下的重整化理论,在超对称模型下研究了μνχ-顶点的单圈三角图的在壳重整化.通过计算该顶点的发散部分,并推导出与发散部分对应的重整化常数,从而证明了三角图的发散部分与抵消项完全相消.研究表明:当处理同样的重整化问题时,在超对称模型下三角图和重整化常数的选取与标准模型有着显著区别.

基于冲击电流的GIS导电杆回路电阻测量方法研究

笔者提出的基于冲击电流的GIS导电杆的回路电阻测量方法,利用超级电容器与标准电阻和被测元件构成的非振荡二阶电路,能产生千安级的冲击放电电流;取冲击电流峰值时刻的导电杆电压降和峰值电流,求得GIS导电杆的回路电阻,以消除被测GIS导电杆感抗对测量结果的影响。笔者通过仿真计算、实验室测试验证了方法的可行性和准确性。现场测试中冲击电流法和直流压降法的测试结果对比显示,基于冲击电流的GIS导电杆的回路电阻的测量方法的更能反映设备实际的回路电阻值。

电容式混合动力轿车硬件在环试验研究

针对电容式混合动力轿车整车控制器搭建了硬件在环试验平台,并作出了优化,实现了整个平台数据交互的"一线制"。详细论述了硬件在环试验流程,编制了上位机操控界面,配合使用基于CCP的在线标定软件在该硬件在环试验平台上对ISG电机基本助力扭矩MAP图和基本制动扭矩MAP图进行了初步标定,并在该实验台上取得了良好的仿真结果。

具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的研究

分析了具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的各种结构,对发动机转速和超级电容电压的稳定性等进行了研究。根据仿真结果,得出如下结论:节能闭环液压系统是混合动力液压挖掘机的关键,利用2个超级电容能获得更好的发动机转速稳定效果。研究结果证明,采用具有超级电容和节能闭环液压系统的混合动力液压挖掘机的油耗比传统液压挖掘机能减少60%左右。