城轨辅助系统直流侧稳定性分析及改善

城轨车辅助供电系统(APS)在复杂工况下实际运行时可能出现直流侧电压畸变、振荡乃至失稳等情况,使得保护措施被迫启动。为增强辅助系统在复杂工况下的稳定性,针对辅助逆变器提出了一种主动阻尼控制策略。首先建立了APS中DC/DC变换器的输出阻抗模型以及辅助逆变器的输入阻抗模型。借助Nyquist曲线,从阻抗匹配的角度分析了影响系统直流侧稳定性的因素。由广义Nyquist稳定判据(GNC)可知,DC/DC变换器与辅助逆变器的阻抗不匹配是造成电压异常的主要原因。所提控制策略通过引入主动阻尼控制能修正辅助逆变器原有的负阻抗特性,可有效提升系统的稳定性。最后,仿真和实验验证了理论和所提控制方法的有效性。

基于IGDT的含广义储能的独立直流微网日前优化调度

微电网的能量管理与优化调度作为构建新型电力系统的重要环节,提高其可再生能源的消纳水平、降低源荷不确定性风险以及优化系统运行成本具有重要意义。因此,文中提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的含广义储能的独立直流微电网日前优化调度模型。首先,构建含超级电容的混合储能系统,以降低蓄电池运行成本,将具备虚拟储能特性的柔性负荷与混合储能相结合,形成广义储能,充分发挥微电网系统内灵活性资源特性;其次,考虑系统风光荷不确定性,引入IGDT模型,在确定性模型基础上建立风险规避策略下的鲁棒模型和风险投机策略下的机会模型,从2种决策角度追求降低风险与最大化收益;最后,基于算例仿真分析,证明该调度策略在降低微电网运行成本的基础上可量化不确定性因素对系统调度决策的影响,验证了模型的有效性和可参考性。

基于DSP和IPM的级联五电平变频调速系统的研究

级联多电平技术解决了大功率开关设备的开关频率和开关容量存在的矛盾,是目前电力电子领域研究的热点。本文根据变频调速系统的基本原理,利用数字信号处理器和智能功率模块,给出了变频调速系统的硬件实现,并阐述了利用数字信号处理器产生控制脉冲的方法和系统的控制程序的设计。本文通过计算机仿真分析了基于载波移相SPWM技术的级联五电平变频器的输出电压波形和频谱分析。采用先进的TMS320F2812数字信号处理器作为控制中心,设计了级联五电平变频器的控制软件,并利用DSP实验箱进行了实验。实验结果表明,级联五电平变频调速系统的输出正弦波逼近程度高、性能稳定,与仿真验证基本吻合,可以广泛应用于电气传动系统中。

无刷双馈风力发电机模糊功率因数控制与仿真

以变速恒频风力发电为背景,根据无刷双馈电机原理和模糊控制理论设计了模糊控制器,应用此模糊控制器对无刷双馈电机发电运行状态的功率因数进行控制,并在Simulink环境下进行了仿真。仿真结果表明,模糊功率因数控制器很好地追踪了功率因数的变化,并且保证了功率绕组电流频率不变,实现了变速恒频发电。

改进的粒子群算法在烧结配料中的应用

为提高计算机烧结配料的自适应性和通用性,提出了基于改进粒子群算法优化求解的方法。该方法采用柯西分布函数演化而来的调整函数,根据迭代次数惯性权重动态调整,对粒子群算法的全局和局部搜索能力进行平衡调整,使算法初期有较快的收敛速度,后期又保持较高的寻优精度,从而提高了粒子群算法的全局和局部搜索能力。仿真结果表明,所提出的改进粒子群算法收敛速度快、精度高、具有较强的全局寻优能力,能有效降低钢铁企业烧结成本,为实际工程应用提供了一个新思路。

电子制动助力器ECU温度降级管理模块设计

为实现对电子助力系统中ECU的温度进行管理,本文设计一种双NTC热敏电阻测温的温度降级管理模块。该模块可以分为温度采集、信号处理、降级管理、CAN通信和上位机软件5个部分。其中温度采集为互为备份的双NTC热敏电阻,信号处理和降级管理为MCU片内程序逻辑模块,CAN通信负责将MCU内部关键变量送出,上位机则接收并保存关键变量。该模块经助力器测试台架验证,能在ECU散热受阻时及时调整,避免长时间的高温灼伤ECU。

MAEKF算法在锂离子电池SOC估算中的应用

以往的荷电状态(SOC)估算通常不考虑电池的极化作用,这在一定程度上影响了估算的精度。对此提出了一种基于电学模型的自适应扩展卡尔曼滤波(MAEKF)算法估算锂离子电池的SOC。通过工况实验和仿真研究,验证了在极化作用的影响下,该算法具有较好的稳定性和鲁棒性。

基于智能传感器的动力电池电流监测系统设计

为了完成电池电流的高精度同步采集,设计了一种以智能传感器MM912J637为核心的电动汽车电池电流监测系统,通过LIN总线传输实时监测数据;以MC9S12XS128为核心设计了LIN总线的主节点,实时接收电流数据,进而对电池的充放电过程进行有效监测。对于该系统的主要参数进行了试验验证。结果表明该电流监测平台能够有效实现电池电流数据的监测和采集,并具有一定的功能扩展性。

采样周期对滞环PWM整流器系统的影响研究

三相电压型PWM整流器的控制已趋于成熟,其中滞环控制为经典方法,它通过对连续模拟量离散采样来获取数据进行算法计算,选取采样周期对控制精度至关重要。在综合考虑三相电流的情况下,从多方面分析采样周期改变对整流器控制系统带来的影响,包括控制实时性与稳定性,分别从滞环算法、A/D采样及开关频率3个方面进行阐述,并通过仿真与实验验证了该分析结果的正确性,使系统达到最佳控制效果。

导电橡胶综合特性自动检测系统设计及实现

为了提高导电橡胶的检测精度与效率,研制了一套导电橡胶综合特性自动检测系统,该系统可以检测导电橡胶的力学特性与电学特性。首先,利用FPGA驱动步进电机,控制加压装置对被测导电橡胶进行自动施压;同时,利用光栅位移传感器测量导电橡胶的形变,利用压力传感器测量相应的压力变化,利用单稳态触发器电路测量导电橡胶的电阻值;最后,根据采集的数据绘制压力-位移曲线、电阻-位移曲线,并对测量结果进行分析。实验结果表明,该系统可以实现导电橡胶综合特性的自动检测。

基于磁共振影像的半月板撕裂程度自动检测

严重的半月板损伤是不可逆的,需及时进行早期诊断。磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)是半月板疾病研究和诊断的常用手段,而人工对影像分析常受医生主观因素影响,易出现误诊或漏诊。提出一种基于膝关节磁共振影像的半月板撕裂程度检测方法。采用霍夫变换获得以半月板为中心的局部区域,并利用伽马变换对图像增强。采用3层级连接残差网络实现对撕裂程度的预测。通过多组试验验证了文中方法对半月板撕裂程度的检测有更精准的预测效果。

负压隔离舱空中转运过程的舱体气压变化研究

目的 :探究负压隔离舱在空中转运过程中内外压差的变化情况,分析其性能的稳定性,确保用其空中转运烈性呼吸道传染患者过程中,医护人员不被传染。方法:采用卫生装备研究所自行研制的自带实时记录功能的压差监测仪,测量飞机飞行5个阶段中负压隔离舱内外气压变化情况,最终判断负压隔离舱在空中转运过程中能否安全运行及需要注意的因素。结果:空中转运过程中舱内负压最大值为-60 Pa,最小值为-120 Pa,远低于安全压力-15 Pa,并且飞行过程中舱内负压与高度呈正比。结论:负压隔离舱在空中转运伤病员过程中可有效保持负压状态,可为空中转运传染病员提供有力的技术支持。

基于紫外差分算法的机动车尾气检测方法研究

应用紫外差分吸收光谱技术(DOAS)实现机动车尾气中SO2和NOx的检测。对DOAS的测量原理和差分光路进行分析研究,采用多元线性回归模型和最小二乘法拟合的方法来实现DOAS技术数据处理,应用LabVIEW8.2图形化开发环境设计了机动车尾气紫外检测系统软件,实现了光谱数据的采集、显示、保存,查询等功能。通过标准气体实验证明了该系统对气体浓度测量的准确性和稳定性,具备实际应用能力。

一种无LISN的传导干扰替代测试方法研究

提出了一种无线路阻抗稳定网络(LISN)的传导干扰替代测试方法。在建立被测对象的共模(CM)、差模(DM)等效电路模型基础上,获取回路阻抗及回路电流等效替代的校正因数。并以开关电源为例,结合其实际工作状态,对其工作在空载和带载状态下的传导干扰测试等效替代方法进行了研究。实验结果证明了所提替代方法的可行性,实现了实验室与实际应用工况下传导干扰测试的等效替代。

宽幅面产品表面缺陷检测的幅面分割及缺陷提取研究

宽幅产品表面的被测面积大,单相机的成像视场通常不能对宽幅面完全成像,为了完成其表面的缺陷检测,该文提出采用多个线阵相机在幅宽方向拼接构成宽幅面视场,这样又存在多相机对宽幅面表面的幅面分割问题。对于幅面运动方向(纵向)的分割,该文提出基于缺陷位置的幅面分割方案;对于幅宽方向(横向)的分割由相机拼接时相机方位来决定,但需要考虑相邻相机的视场重叠问题以及重叠区域的缺陷判定问题。该文重点研究基于多相机拼接的宽幅面分割问题,并采用二值化算法提取出明显缺陷目标,采用基于目标外接矩形的对角点坐标的方法对重叠区域的缺陷进行判别。

基于通态漏源电压的SiC MOSFET结温估计方法

以通态漏源电压为热敏感电参数(TSEP)来估计碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)模块的结温。首先,将SiC MOSFET模块的通态漏源电阻分为芯片通态漏源电阻和封装电路电阻两部分。当漏极电流在导通电路中流过时,相应产生芯片通态漏源电压降和封装电路电压降,从而得到SiC MOSFET模块的通态漏源电压降的测量及计算方法。其次,分析SiC MOSFET模块的芯片通态漏源电阻和封装电路电阻的温度特性,并得到整个模块通态漏源电阻的温度特性。最后,提取SiC MOSFET模块的通态漏源电阻、芯片通态漏源电阻和封装电路电阻,利用芯片通态漏源电压降和封装电路电压降的温度特性关系得到SiC MOSFET模块通态漏源电压解析模型,该方法可以实现实时监测结温的目的。理论和实验结果证明了该方法的可行性。

电动汽车动力电池组电磁干扰研究

为研究和抑制电流瞬变情况下锂电池自身产生的电磁干扰,在分析动力电池物理结构及其等效电路模型的基础上,建立了动力锂电池组对底盘的分布电容模型,搭建电动汽车动力电池组电磁干扰测试平台,提取并分析动力电池组在电流瞬变情况下自身产生的电磁干扰状况以及对其他回路的干扰情况。结果表明,瞬变电流使锂离子电池组产生的电磁干扰超过国家规定的车辆部件电磁标准要求,干扰抑制电路对电池组侧的干扰起到了明显的抑制效果。

功率器件内键合线的宽频特性及传输特性分析

功率器件工作在开关状态时,电压和电流信号具有较宽的频谱,不同频段的键合线寄生参数会相应发生变化,进而影响其传输特性。为量化键合线的寄生参数对实际信号传输的影响,研究键合线高频工作状态下集肤效应对其内部电流分布的影响,通过有限元仿真提取参数,精准描述阻抗变化。实验测量不同类型键合线的电气特性,研究其传输参数的变化规律,分析寄生参数对于传输特性的影响机理。

钢带缠绕增强塑料复合软管的有限元分析

提出了一种行之有效的利用有限元法计算螺旋钢带弹性模量的方法,在此基础上,对复合软管整体的单向拉伸、弯曲、扭转载荷下的力学性能进行了数值模拟分析,并与复合软管的实验结果进行了对比,结果表明,数值模拟与实验结果具有较强的一致性,从而验证了数值模拟结果的正确性,为解决复杂结构数值模拟分析中材料属性的确定问题提供了一种有效的方法。

基于重新定义t_(doff)的SiC MOSFET结温估计方法

碳化硅(SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)结温的精准估计是其损耗计算、寿命预测与可靠性评估的重要基础。SiC MOSFET的结温估计常采用热敏感电参数法,该方法具有快速响应与高准确度等优点。首先研究了SiC MOSFET关断阶段的电气行为特性,并重新定义了关断延迟时间的区间。其次,分析重新定义的关断延迟时间与温度的理论关系,进而证明相比于传统定义下的关断延迟时间,重新定义的关断延迟时间具有更为优良的温度特性。最后,提出以重新定义的关断延迟时间作为热敏感电参数的SiC MOSFET结温在线估计方法。实验结果表明,提出的方法具有较高的测量精度。