“电力拖动自动控制系统”工程素质教学改革

"电力拖动自动控制系统"课程改革以提升学生工程素质为目标,优化了课程内容,拓展了教学资源;教学活动中引入了基于问题、基于案例和基于项目的教学方法;建立了基于仿学研用"四位一体"的考核体系,实现了教学考一体化的设计。通过在教育部卓越工程师计划班级中试点,促进了学生工程实践能力和工程创新能力的培养。

控制工程领域工程硕士培养的实践

本文介绍了控制工程领域工程硕士专业学位在中国石油大学的培养现状,分析了工程硕士培养中存在的问题,并从课程设置、授课方式、论文开题和毕业论文四方面给出了对策。文章结合实际经验,从坚持以人为本的理念、强化导师责任和严守学术道德三个方面为提高工程硕士培养质量提出了建议。

电子信息工程专业人才培养模式探讨

针对电子信息工程专业特点,特别是新世纪对电子信息类专业人才的需求,从电子信息工程专业教学、实验以及教学观念思想三个方面的人才培养问题进行了探讨。提出教学方面需要整合专业课程,从专业基础课、技术型专业课和研究型专业课三个方面优化教学结构,在教学方法、教学模式上进行创新;实验体系改革既需要强调基础,又需要紧跟时代发展,有选择的适应社会对多方面人才的需求;最后对电子信息工程专业教学观念改革进行了总结。

电子信息工程专业实验教学一体化构建

实践教学是人才培养的重要环节,是提升高校人才培养核心竞争力的有效途径。本文结合中国石油大学(华东)电子信息工程专业实践教学的现状,通过对实践教学体系深入研究,提出了电子信息工程专业实践教学一体化体系的构建思路,并阐述了实践教学的实施方案并阐述了实践教学的实施方案。

“建构主义”教学理念对研究生课程建设的启示——以控制科学与工程学科为例

课程建设的水平对于研究生培养目标的实现具有重要作用。目前在控制科学与工程学科的研究生教学中,普遍存在课程设置不够合理、脱离工程实践以及评价体系不完善等问题。基于建构主义科学教学理念,应完善课程体系,创新教学内容;加强实践教学,在情景和对话中帮助学生建构新知识;建立科学的教学评价体系,改进考试方式。以利于在教学中激发学生的学习兴趣,促进研究生创新能力培养,提升我国研究生教育的培养质量。

自升式钻井平台升降控制系统设计与优化研究

本文探究了自升式钻井平台升降控制系统的设计方法,并对钻井平台的水平控制和桩腿电机的同步控制进行了优化分析。该系统由动力传动、升降控制和传感器三个模块构成,采用DCS分布式结构,以中央工控机作为上位机,PLC控制箱作为下位机。前端传感器采集载荷、速度、水平度等信号后,上传至工控机并完成分析处理,然后生成相应的调控指令并发送给下位机。利用下位机控制桩腿上的电机完成升降操作,保证了钻井平台的水平与稳定。在钻井平台上布置水平仪,将水平方向上的位移偏差转化为速度偏差,对桩腿进行独立调控,达到水平控制优化的目的;对桩腿电机使用耦合控制模式,保证了电机在和均衡、同步运行,达到了同步控制优化的目的。

智能配电网广域测控系统及其保护控制应用技术

分布式电源的大量接入以及对供电质量、运行效率要求的提高,使得配电网的保护控制面临新的挑战。传统的基于集中与就地控制方式的保护控制技术,分别存在响应速度慢与利用信息有限、功能不完善的问题。文中提出建立基于对等通信网络的广域测控系统,同时支持基于主站的集中控制和在智能终端上实现的就地与分布式智能控制方式,为配电网监测与保护控制应用提供开放式的统一支撑平台,在此基础上实现了分布式电源并网控制、广域保护、快速故障隔离和恢复供电、小电流接地故障自愈等新型保护控制技术。随着研究的深入与技术的不断完善,将形成完整的广域测控系统及其保护控制应用技术体系,为智能配电网建设提供可靠的二次技术支撑。

基于电阻式应变片的近钻头工程参数测量技术研究

近钻头工程参数的随钻测量对安全、高效钻井具有重要意义。在分析近钻头处钻铤的受力与运动形式基础上,基于钻铤应力与应变的关系,建立了钻压、扭矩、弯矩等井下工程参数的测量模型与实验模型。通过传感器的优化布局,测量模型较好地解决了三个被测参数之间的耦合问题,实验模型给出了相对准确的测量结果和合理可行的井下工程参数测量解决方案。最后,分析讨论了测量装置的温度补偿、测量模型简化等问题,为近钻头工程参数随钻测量装置的研制奠定了基础。

直驱永磁同步风力发电机无位置传感器控制

为了在无位置传感器的情况下,实现对直驱式永磁同步风力发电机的矢量控制,研究用简化卡尔曼滤波器进行电机转子位置和转速估计的方法。选取转子位置和转速作为状态变量,两相定子电流作为输入,建立了基于简化卡尔曼滤波器的永磁同步发电机状态估计离散模型,采用转子磁场定向的控制策略,实现了无位置传感器矢量控制。仿真结果表明:这种方法能够准确估计出电机的转子位置和转速信息,动静态性能良好,并基于此实现了最大功率追踪控制。

SVC与发电机励磁的非线性变结构协调控制

针对电力系统的强非线性和不确定性特点及精确反馈线性化的不足,引入自抗扰控制技术设计了能同时改善电力系统功角稳定和电压动态特性的静止无功补偿(SVC)与发电机励磁的变结构协调控制器。扩张状态观测器的动态补偿作用不仅使励磁控制与SVC控制实现解耦,而且使二者均能实现当地信号控制。仿真结果表明提出的非线性鲁棒变结构协调控制器能有效地改善系统的动态稳定性。所设计的控制器对系统运行点和网络结构的变化具有良好的适应性和鲁棒性。

基于超级电容器储能的UPQC工作条件及控制策略

为处理常规统一电能质量调节器(UPQC)难以解决的电源瞬时中断或电压暂降较深的问题,提出利用超级电容器储能系统(SESS)构成UPQC的直流储能单元。针对基于SESS的UPQC拓扑结构,研究UPQC单元优化配置的影响因素和目标函数,得出UPQC系统级功率流协调控制的最佳工作条件;分析SESS的主电路结构特点和性能,确定储能单元的容量和SESS控制策略;根据UPQC串、并联变流器的工作要求,提出基于PI控制和重复控制的UPQC单元级控制策略。仿真与实验分析结果表明,所提出的拓扑结构和控制策略在达到电能质量治理目标的同时,实现了UPQC串、并联变流器以及SESS协调控制。

孤岛运行微电网的同步定频电流控制原理与验证

现有的孤岛运行微电网的主从控制方法只适用于有大容量支撑电源的小型系统;对等控制方法存在产生功角与频率稳定问题,且不能很好地适应微电网运行条件。针对全逆变器微电网,提出逆变器利用卫星授时信号同步,产生相位相同、频率固定为工频的电流,采用I/U下垂控制实现有功与无功出力按照逆变器的容量比例进行分配;采用常规的无功补偿方法实现无功功率的就地补偿,降低逆变器的无功功率输出。通过数字仿真与物理试验,验证了所提方法的可行性与有效性。由于所有逆变器输出电流的频率与相位均相同,使得交流微电网的电压控制过程与直流微电网类似,避免了功角与频率稳定问题,控制方法简单、直接,功率分配合理。

改进型永磁同步电机全速度范围无传感器控制策略

针对全速度范围内的内置式永磁同步电机无位置传感器控制策略难点进行研究。在中高速阶段,依据凸极永磁同步电机的数学模型,提出了一种改进型的Luenberger磁链观测器,通过直接观测转子磁链来获得转子位置信息,并可解决相位延迟问题;而在低速起动阶段,采用开环强制起动控制策略,保证了观测模型在全速度范围可靠工作。同时,依据内置式永磁同步电机的误差观测矩阵稳定性条件,提出了一种有效的数值选择方法,解决了内置式结构观测器设计的难题。仿真和实验结果均证明,在保证观测精确度前提下,应用该策略的驱动系统可获得良好的动、静态性能。

“新工科”背景下大学生创新实验室软环境建设

该文依托实验教学中心,结合学科特色,建立了大学生创新实验室;构建了模块化科技创新工作体系,组建了充满活力的指导教师队伍和层次分明的学生科技创新队伍,塑造了具有专业特色的科技创新文化,建立了较完善的科技创新制度保障体系和高效的创新实验室运行管理模式。实践证明,大学生创新实验室软环境建设作用得以充分发挥。

综合暂态与工频信息的谐振接地系统小电流接地故障选线

对于谐振接地系统,利用工频电流的小电流接地故障选线方法不再适用,而受现场普遍存在的电压互感器/电流互感器接线极性反接问题影响,利用暂态电流极性比较与暂态无功功率方向的选线方法也易出现误选。文中在分析过补偿方式谐振接地系统中接地故障暂态与工频零序电流/无功功率分布差异的基础上,提出两种综合利用故障暂态与工频分量的全信息量选线方法,即:与任一其他线路暂态零序电流极性关系与工频零序电流极性关系均不一致的线路为故障线路;或暂态无功功率与工频无功功率流向不一致的线路为故障线路。两种方法均可有效避免因电压互感器/电流互感器接线极性反接或不确定造成的误选,扩大了对现场条件的适用性,提高了选线可靠性。仿真与现场数据验证了算法的有效性。

统计过程控制的研究现状及展望

回顾了统计过程控制的发展历史,介绍了统计过程控制的基本概念。将统计过程控制方法分为统计质量控制和统计性能监控两部分,统计质量控制包括单变量统计过程控制和基于统计回归的软测量技术,统计性能监控方法包括主元分析、独立元分析等多变量投影技术以及统计控制图。最后指出非高斯过程、非线性过程、故障预报、故障诊断以及自适应算法的研究将是近期的发展趋势。

抑制三相四桥臂逆变器共模电压的三维SVPWM控制策略

研究基于三相四桥臂逆变器的三维空间矢量脉宽调制(3D-SVPWM)控制策略。针对大功率变流系统存在较大共模电压,易对电机等负载造成伤害,影响电网电能质量等问题,提出一种改进的3D-SVPWM控制策略。首先,对三相四桥臂逆变器的拓扑结构进行分析,说明了产生共模电压的原因。然后,在传统3D-SVPWM控制策略的基础上,提出选取参考电压矢量附近两个相反的非零矢量来代替零矢量的方法。最后,通过MATLAB/Simulink建模仿真证明,改进后的控制策略不受负载平衡状态改变等方面的影响,在不改变直流电压利用率的前提下,可以有效降低共模电压,达到主动抑制的目的。

基于时空信息融合的矿用变压器绝缘状态评估方法

现有矿用变压器状态评估方法大多侧重评估模型及理论的研究,而忽视各评估指标时域和空域的关联性分析。针对该问题,提出了一种基于时空信息融合的矿用变压器绝缘状态评估方法。针对矿用变压器绝缘状态评估中数据信息的随机性、模糊性等特点,建立多层次状态评估体系;引入关联规则和变权重理论,确定评估模型中因素层的变权重系数,构建因素层指标的模糊隶属度函数,并计算其原始基本概率赋值;基于D-S证据理论对评估模型中各因素及各周期的基本概率赋值进行融合,首先将因素层评估得到的各因素基本概率赋值与其权重系数进行时域信息融合,然后对其时域融合信息进行空域融合,最后结合信度准则判断矿用变压器绝缘状态。实例验证结果表明,所提方法可对矿用变压器绝缘状态进行准确有效评估。

一种求解最优控制问题的混合WNN-PSO算法

针对最优控制问题的数值求解,提出了一种混合小波神经网络-粒子群(WNN-PSO)算法。算法首先利用小波神经网络的非线性逼近能力参数化最优控制轨迹,将最优控制问题转化为非线性规划(NLP)问题,其决策变量为小波神经网络的参数,然后采用粒子群(PSO)算法优化小波神经网络参数,获得NLP问题的全局最优解。针对Bang-Bang最优控制问题和一个经典的化工过程最优控制问题进行仿真研究,验证了所提出算法的可行性和有效性。

基于电力载波通讯的远程控制系统设计及应用

基于电力载波远程通讯原理,设计实现了一种基于电力载波的远程控制系统。该系统由调制和解调环节、I/O卡件和计算机等组成。调制环节包括电压/频率转换电路、功率放大电路、耦合发射电路等;解调环节包括耦合电路、滤波电路、放大电路、频率/电压转换电路等。实验结果表明,该远程控制系统性能指标和控制效果能够满足实际控制需求。