永磁同步电机交直轴电流解耦控制方法综述

该文归纳整理永磁同步电机交直轴电流解耦控制方法,分析各种解耦方法的思想来源、脉络体系和演变过程,论证不同解耦方法的解耦本质和内在联系。从整体和局部视角出发,建立解耦问题的思维架构,概括出对角化解耦、抗干扰解耦和逆系统解耦3类方法。3类方法依次体现出模型依赖性降低、鲁棒性增强、算法复杂度提高的趋势,呈现出从“模型论”向“控制论”过渡的技术发展路线。讨论参数不确定条件下各种解耦控制方法的鲁棒性,指出将解耦方法与先进控制算法、扰动观测技术、系统辨识方法以及人工智能方法相结合,并充分利用已知的模型信息,有利于提升交直轴电流解耦效果,增强系统鲁棒性,减弱单一观测器、控制器、滤波器等的设计难度与参数整定要求,有助于实现系统全局最优。最后,对永磁同步电机交直轴电流解耦问题的关键技术、应用与发展做出展望。

基于电磁时间反演P范数判据的配电网故障定位

目前电磁时间反演(electromagnetic time reversal,EMTR)多应用在单一线路故障定位,且现有判据在高阻抗接地情况下效果不理想。针对上述问题,基于EMTR故障定位原理和均匀传输线理论推导了传播过程中线路故障信号与测量信号的传递函数,根据传递函数的相关性提出了P范数判据。利用ATP-EMTP搭建10 kV配电网线路,对比了2范数与P范数判据在复杂配电网中的定位性能,并验证了所提判据在混合配电网线路的适用性。最后,分析了配电网发生低阻抗及高阻抗接地故障下P范数判据的鲁棒性。仿真结果表明,该方法在过渡电阻高达3 kΩ的情况下能准确定位,且定位精度高,受噪声、故障类型和采样频率的影响小。

连续振动载荷在线复现控制技术研究

提出一种主从分布式振动试验方法,建立了连续振动载荷在线复现控制技术,研制了系统样机。其中,提出一种信号分帧处理与重构技术,解决了长时连续振动载荷的在线波形复现难题;提出一种基于多量级样本库构建与加权平均的传递函数动态估计方法,抑制了系统非线性对控制精度的影响;采用谱误差反馈修正方法,改善了系统的频域控制精度。开展了“1主2从”联台试验,结果表明:时域和频域控制精度良好,整体延迟时间在亚秒量级,全程总均方根值误差在1%以内,为主从分布式振动试验提供了关键技术支撑。

基于传递函数分析的双馈风力发电系统动态建模方法研究

以双馈风力发电系统(doubly-fed induction generator based wind energy conversion system,DFIG-based WECS)为例,利用小信号分析法推导出由风机、双质量块传动链构成的动力与传动系统通用传递函数方程。动力与传动系统传递函数的零极点位置、稳定性与系统参数及系统运行工作点相关。该传递函数可进一步分解为扭转分量和非扭转分量。传动链参数仅对扭转分量造成影响。在此基础上,建立了考虑动力传动、电机、变流器、控制等环节的风力发电系统传递函数模型。模型综合了各环节参数,可直观反映系统参数对系统响应的影响,有助于深入了解系统动态行为。算例及时域仿真结果证明了所提出传递函数模型的准确性和高效性,可为系统参数设计研究提供理论依据。

1300万像素广角手机镜头设计

为满足高解析力、广角手机镜头发展需求,基于ZEMAX设计了一款1300万像素的广角手机镜头。镜头由6片塑料透镜和近红外滤光片构成,系统焦距为3.36mm,全视场84°,系统F数为2.6,系统总长5.4mm,像高5.86mm。采用OmniVision公司的OV13B10图像传感器,分辨率为4208pixel×3120pixel,像元尺寸1.12μm×1.12μm。设计结果表明,在奈斯奎斯特频率为223lp/mm处,中心视场调制传递函数(MTF)优于49%,0.7以内视场MTF优于33%。全视场最大RMS半径3.192μm,最大畸变-3.948%。全视场相对照度均优于38%。研究结果为高像质、广角手机镜头提供设计参考。

桩顶荷载及温度循环对黄土地基中能量桩承载性状影响研究

为对比分析未经过温度循环的普通桩与能量桩竖向承载变形性状,开展黄土地基中能量桩温度循环试验。模型桩为现浇钢筋混凝土灌注桩,黄土为人工配制重塑黄土。研究结果表明:温度循环弱化黄土地基中能量桩桩身侧阻、增强能量桩桩底端阻,温度循环过程中桩顶工作荷载越大,桩侧阻的弱化作用及桩端阻的增强作用越大,这导致能量桩的竖向抗压承载力比普通桩有明显的提高。另外,根据模型试验结果,通过数据拟合建立桩土界面摩阻力-桩土相对位移及桩端土反力-桩端沉降双曲线函数模型,并确定模型参数,其函数计算结果与试验结果对比表明本文模型能合理反映温度循环及桩顶工作荷载大小对桩基承载力的影响。研究结果可为黄土地区能量桩的安全设计提供一定参考。

基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车联合制动系统控制方法

中低速新能源汽车是常见的交通工具,但是其制动控制存在响应时间长、控制效果差的问题,设计一种基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车联合制动系统控制方法。首先,构建基于转鼓转速传感的中低速新能源汽车动力学方程,采集传感信息,然后,考虑开环控制容易导致控制系统的稳定性和鲁棒性差的问题,基于转鼓转速传感的联合制动系统传递函数推导出开环、闭环双传递函数,最后,根据系统传递函数,设计PID控制器的参数,通过PID控制器输出电-液联合制动控制信号,实现汽车联合制动系统控制。实验结果表明:所提方法的速度-位移曲线与现实速度-位移曲线基本一致,加速误差在-0.5 m/s2~0.5 m/s2范围内,平均制动控制响应时间为0.075 s,具有良好的制动控制能力。

双壳体核电厂空间减震结构的竖向动力试验研究

为降低核电厂内安全壳的竖向加速度,提出了一种双壳体空间减震结构,基于该结构的力学特性建立了简化三质点三自由度动力模型,进一步给出了结构响应传递函数并进行了参数分析,明确了结构质量比、阻尼比和频率比对结构竖向地震响应的影响规律,完成了双壳体空间减震结构的缩尺振动台动力试验。结果表明:双壳体空间减震结构可减小内安全壳的竖向加速度,减震率为12.23%~27.84%。双壳体空间减震结构的振动台试验响应结果与理论计算值吻合较好,验证了所提出的双壳体空间减震结构简化模型的准确性以及双壳体空间减震系统的有效性。

数模—动模混合仿真系统的接口建模与稳定性分析

为满足现代电力系统实时仿真的发展需求,数模-动模混合仿真系统结合实时数字仿真和物理动态模拟仿真的优点,成为现代电力系统研究的重要仿真方法。接口系统是混合仿真系统设计中的核心与难点。为了深入分析混合仿真系统的稳定性,对接口系统各个组成环节进行建模得到系统开环传递函数,分别根据劳斯判据和奈奎斯特判据研究开环传递函数中不同参数对系统稳定性的影响。理论推导表明接口系统中滤波器截止频率、接口延时和阻抗模拟比对系统的稳定性影响较大,并通过所搭建的混合仿真系统进行实验,实验结果表明不同参数对系统的稳定性影响与理论推导一致。

避免频率二次跌落的风储联合调频控制策略

风电高渗透电力系统中,风机释放转子动能参与频率响应改善系统频率稳定性,但存在欠响应支撑效果不足或过响应导致系统频率二次跌落现象。储能响应不受时空因素影响,通过整定储能响应参数,可提升风电频率响应的有效性。该文首先基于统一结构模型分析系统频率二次跌落与风机控制策略之间的作用机理。其次,整定充分利用风机频率响应能力及避免系统频率二次跌落的风电机组频率响应系数。然后,引入频率稳定裕度概念,并基于关系矩阵整定的储能最小出力,等效扩展系统频率稳定裕度。基于以上分析,综合考虑时空因素对系统频率响应影响,提出一种多时间尺度下避免频率二次跌落的风储联合调频控制策略。最后,基于DIgSILENT搭建风电高渗透4机4区系统进行仿真验证。结果表明,所提控制策略在不同风速下兼顾风机频率响应能力,同时避免频率二次跌落,提高全网频率安全稳定裕度。

微角振动对遥感相机成像质量的影响分析

针对高空间分辨率航天器遥感成像受微角振动影响模糊化的问题,从理论建模、仿真分析和实验验证3个维度量化了微角振动幅值、频率、初始相位等特性对遥感相机成像质量的影响.首先,从成像原理出发,建立了图像退化模型,分析了微角振动导致图像模糊和几何形变的机理.其次,分析了角振动参数对像移的影响规律,建立了不同角振动频率对应的调制传递函数(MTF)的解析计算式,分析了角振动幅值、角振动频率和初始曝光时刻对MTF的影响规律.然后,利用MATLAB搭建仿真平台,以调制传递函数面积(MTFA)作为评价指标,量化分析了角振动幅值、角振动频率和初始曝光时刻对图像模糊度的贡献程度.最后,搭建了振动实验平台,实验验证了各个振动参数对成像质量的影响规律.结果表明:图像像质随角振动振幅的增加而下降,频率100.0 Hz的角振动幅值从0.0064°增加至0.0281°时,MTFA由0.2776下降至0.1192;低频角振动作用下成像质量与角振动初始相位、振幅、频率有关,高频非整周期振动会造成MTF曲线的波动,且非整周期振动对成像质量的影响随着角振动频率的增加而减小.曝光时间为角振动周期的整数倍时,初始曝光时刻对图像像质的影响可以忽略.微角振动对遥感影像几何精度的影响规律能够为高轨遥感相机微角振动的测量与抑制提供理论支撑.

基于阻尼系数灵敏度的风光电网动态交互分析与稳定提升方法

风电、光伏与同步发电机(synchronous generator,SG)间动态交互,影响电力系统稳定性。基于阻尼系数灵敏度,研究了风光并网电力系统动态交互过程与稳定提升方法。首先,基于线性化表达验证了风光机组对SG暂态响应存在影响。其次,建立电力系统闭环传递函数模型,分析风光机组与SG间的动态交互过程。新定义风光机组向SG提供阻尼系数,以量化风光并网对电网振荡的影响。然后,提出阻尼系数对风光出力灵敏度的解析表达,作为内点法梯度信息,调整风光出力以改善电网稳定性。最后,仿真验证表明,调节风电(光伏)出力可提高光伏(风电)场站相关危险模式的阻尼,改善电网稳定性。以灵敏度作为梯度信息,可提高优化算法的计算效率与准确性,优化前后功角平均振幅分别为25.1589°、18.0165°。

谐振式光纤陀螺谐振腔传输模型仿真方法

谐振式光纤陀螺(RFOG)是一种以光纤环形谐振腔为核心敏感器件的惯性传感器。为提高仿真效率和适用性,提出了一种谐振式光纤陀螺快速运算仿真方法,搭建了谐振式光纤陀螺信号处理和闭环控制模型,其中模拟谐振腔多圈干涉耦合采用多核并行运算,包含光场叠加和传递函数两种形式。仿真结果表明所提方法仿真效率较高,平均在16s左右完成仿真,相比于原始模型的锁频程序运行效率提升了57.6%。同时两种仿真形式均适用于精度范围0.0001~1(°)/√h的谐振光纤陀螺仿真,有效适应不同仿真参数的测试要求。其中传递函数形式相较于光场叠加形式仿真效率提升了5.4倍,在±600(°)/s动态范围内标度因数非线性度降低了17%,而光场叠加形式的零偏不稳定性减小到0.652(°)/h,易于观察偏振波动误差特性。

有源电力滤波器补偿的PI解耦控制技术研究

电网中电压和电流波形的失真会产生谐波,导致电网功率因数降低,并影响电力系统的稳定性和可靠性。为了确保电力系统的正常工作,研究了基于有源电力滤波器补偿的比例积分(PI)解耦控制技术。设计了基于二极管钳位式的有源电力滤波器模型。结合基尔霍博电压法,降低控制谐波和解除部分变量耦合。针对设备非线性产生的谐波,分析有源电力滤波器的可逆性,获得输入雅可比矩阵,以实现滤波器旋转坐标的线性化。利用变换矩阵转换转动角速向量,输入谐波的幅度,输出电流取样延迟,完成无差PI解耦控制。试验结果表明,所提技术能够有效解耦滤波器的谐波电流成分,从而补偿电网中的失真电流。该技术可以减少谐波对电力系统的整体影响,保证设备的正常运行。

微惯性环节介入法与同阶闭环系统的稳定性

奈奎斯特判据是经典控制理论中最为重要的稳定性判据,但并不适用于同阶闭环系统。同时由于基本环节样式不全、开环传递函数含义易误解且使用不便,导致初学者对自控原理学习和理解的困扰。为此对频域法的一些概念和表达方式进行了梳理,对基本环节和控制系统进行了完整的分类,提出环路传递函数概念解决了开环传递函数含义易误解和使用不便的问题,提出微惯性环节介入法解决了同阶闭环系统稳定性判断的问题,环路传递函数、微惯性环节介入法、巨惯性环节与微阻尼振荡环节替代等方法大大地简化了系统特性的分析,从而完善了频域分析法及其知识体系。

水液相下羟自由基与谷氨酸分子反应机理的量子化学研究

采用密度泛函理论的M06-2X和MN15方法,结合自洽反应场理论的SMD模型方法,研究了水液相下羟自由基(OH)与谷氨酸分子(Glu)反应的机理。研究发现:Glu的损伤可通过OH抽取其不同位置的H原子、OH加成到羧基和去质子羧基C以及单电子从Glu分子向OH转移3个途径实现。势能面计算表明:OH加成到羧基和去质子羧基C的反应通道最具优势,反应无势垒;OH抽取质子化氨基H、α-H、β-H、γ-H和羧基H的最低能垒分别是28.7、17.6、8.0、18.3和29.0 kJ/mol;电子从Glu分子向OH转移为劣势通道,反应能垒是255.2 kJ/mol。结果表明,水液相下OH加成和抽H均可诱导Glu分子损伤,损伤的Glu绝大多数难以修复,Glu具有清除羟自由基的能力。

双重目标下的陕西省稻农农地转入最优价格探讨——基于农地产出和生产利润最大化的视角

基于陕西省汉中、安康两地转入农地的稻农问卷调查数据,采用Translog生产函数构建了投入产出模型和生产利润模型,从产出和利润两个维度对稻农转入农地的价格效应进行了实证研究,分析了农地转入价格对稻农的产出水平和生产利润的影响,确定了农地产出最大化与生产利润最大化双重目标下的稻农农地转入最优价格。结果表明:(1)以农地转入价格0~1500元/hm^(2)为参照,稻农农地转入价格在7500~10500元/hm^(2)时,其产出水平显著上升。(2)稻农农地转入价格在7500~10500元/hm^(2)时,其利润水平显著上升;稻农农地转入价格在10500~13500元/hm^(2)时,其利润水平显著下降。(3)综合权衡产出最大化与利润最大化双重目标,稻农转入农地的最优价格介于7500~10500元/hm^(2)之间。综上,在推进中国农地流转的过程中,应从农民经济效益、国家粮食安全、农村社会稳定和农地流转市场化等多方面考量,把握好农地流转价格的选择标准,以期提高农地流转效率、维护农民权益以及保障我国粮食安全。

健脾补肾活血汤辅助IVF-ET对不孕患者卵巢储备功能、胚胎质量及妊娠率的影响

目的:探讨健脾补肾活血汤辅助体外受精-胚胎移植(IVF-ET)对不孕患者卵巢储备功能、胚胎质量及妊娠率的影响。方法:选取医院2019年11月~2022年11月68例不孕症患者,随机数字表法分为两组,均34例。对照组采用IVF-ET治疗,观察组采用健脾补肾活血汤辅助IVF-ET治疗。观察疗效,对比治疗前后中医证候积分、卵巢储备功能、胚胎质量及妊娠情况。结果:观察组较对照组总有效率升高(P<0.05);治疗后,观察组较对照组中医证候积分降低(P<0.05);治疗后,观察组较对照组卵泡最大直径、子宫内膜厚度均升高,卵巢体积降低(P<0.05);观察组较对照组可用胚胎数、优质胚胎数均升高(P<0.05);观察组较对照组生化妊娠率、临床妊娠率均升高(P<0.05)。结论:健脾补肾活血汤辅助IVF-ET治疗不孕症的疗效显著,能缓解患者症状,改善卵巢储备功能,提高胚胎质量及妊娠率。

柔性直流电网故障暂态电压和电流特征分析方法

对柔性直流电网故障后的暂态电压和电流特征进行准确分析是设计新型故障保护方案的理论基础,现有利用首行波的故障特征分析方法未能有效反映故障点对故障行波多次折射和反射的影响,在近端故障时将产生较大的误差。利用建立的柔性直流电网故障后的等值电路图,求解得到不同位置故障点的初始故障电压、不同位置的折射和反射系数、以及故障点线模-地模耦合转化系数。提出了一种考虑行波多次折射和反射之后故障点等效故障电压的计算方法,并联合求解得到的系统中各位置故障电压和电流的传递函数,得到故障后暂态电压和电流的数值表达式。在PSCAD/EMTDC搭建环状四端柔性直流电网仿真模型模拟故障,通过仿真与理论计算的对比结果验证理论推导的正确性。

哈密瓜物流堆码运输包装件共振传递特性研究

为优化设计缓冲包装件,以及减缓运输过程中由共振引起的哈密瓜贮藏品质下降,采用哈密瓜及其包装瓦楞纸箱作为研究对象,设置5层堆码高度,进行模拟运输变频振动试验,结合频谱分析加汉宁窗函数测定各堆码包装件的固有频率,随后进行模拟运输定频振动试验。结果表明,加汉宁窗函数有效提高了频谱分析精度,获得5层包装件的固有频率分别为9.88,54.75,10.06,10.31,10.42 Hz;10 Hz定频振动下,5层包装件的峰值加速度分别为5.99,3.18,6.37,6.56,6.81 g,振动传递率分别为53.61%,28.52%,57.07%,58.76%,61.02%;54.75 Hz定频振动下,5层包装件的峰值加速度分别为1.29,6.34,0.99,0.87,0.23 g,振动传递率分别为8.38%,45.04%,6.47%,6.04%,0.75%。研究为其他包装件寻求更精确的共振频率,从而为运输过程中有效避开共振频率,达到内装果品减损目的提供参考。