功耗限制下高频功率变压器动态模型的研究

当采用计算机仿真进行开关电源设计时,变压器模型的精度对仿真结果的影响是非常大的;尤其当开关频率较高时,现有磁性器件模型因无法描述绕组的趋肤效应、磁芯材料的非线性等,而使得仿真精度急剧下降。本文提出了一种功耗限制下的动态变压器模型,在仿真运行期间其参数可根据工作温度的变化由软件动态调整,使得该模型能够很好地描述在不同工作温度下物理器件的特性,具有良好的精度。同时利用该模型可在仿真中得到变压器的功率损耗大小和温度变化曲线。     

基于Kalman滤波理论的高动态GPS信号跟踪系统仿真研究

高动态意味着载波多普勒频移变化率较大,实际中真实的高动态信号通常难以采集到,比如在弹载、星载环境下.为了研究高动态GPS信号跟踪问题,首先设计了一种高动态GPS中频数字信号仿真模型,并在此基础上研究了一种基于Kalman滤波理论的高动态信号跟踪技术.信号的模拟和跟踪都是基于Matlab的Simulink环境,仿真结果显示高动态信号模拟理想,应用Kalman滤波理论的高动态跟踪技术跟踪稳定,精度满足要求.     

一种力的动态测试和仿真

介绍一种新研制成功的阶跃力测试装置，并提出了一种新的力仿真测试法，该装置具有两种测试信号输出，其中一路产生力值和波形已知的无质量仿真力；另一路是将无质量仿真力和到有质量的测试系统。输出动态力的曲线，根据系统响应，建立测试系统的动态数学模型，设计系统的动态数字补偿滤波器，用计算机软件对测试系统的动态参数进行补偿，实验结果表明，动态力的测试误差小于1％，该方法可推广用于科学试验和工程应用中。     

逆变式等离子弧切割电源的建模及仿真研究

采用基于Simulink的元件仿真技术,针对逆变式等离子弧切割电源本身具有非线性、时变性及混杂性特点,建立了基于PI调节的数字化逆变式切割电源系统仿真模型.并在此基础上,完成了对电感影响测试、死区效应、负载突变及切割外特性测试等动态过程的仿真.仿真结果表明,该模型充分体现各逆变电源参数对切割工艺的影响,并进一步验证了各参数变化规律与理论分析相符,该仿真模型是分析广义非线性混杂电力系统的有效工具.     

液压Stewart平台的鲁棒抑振控制

针对液压Stewart平台伺服系统干扰和参数时变的问题,提出了负载力前馈和摩擦力反馈补偿的H∞鲁棒抑振控制方法。在建立液压对称阀控非对称缸标称模型的基础上,设计出Lugre摩擦力观测器,将得到的摩擦力和由Stewart平台动力学反解计算的理想负载力同时进行动态力补偿,并根据混合灵敏度理论设计了液压非对称缸系统的H∞鲁棒控制器。仿真结果表明：该方法有效抑制了参数摄动以及换向运动过程中非线性摩擦引起的系统振动,提高了系统的运动精度。     

基于Simulink的捷联惯导系统圆锥误差的仿真研究

基于Simulink仿真环境建立了捷联惯导系统三轴转台的仿真模型,模拟转台的角振动产生圆锥运动。通过设置陀螺的动态误差系数,对陀螺的动态测量误差产生的圆锥误差进行了仿真研究。分析了陀螺的标度因数误差和交联耦合误差产生的两类圆锥误差:整流误差和伪圆锥误差。提出了根据圆锥误差估计并补偿陀螺的动态误差系数的方法。仿真结果表明经过补偿后,由圆锥误差引起的姿态漂移得到明显改善。     

具有逆变电源负载的柴油发电机系统仿真研究

建立了具有逆变电源负载的小型柴油发电机系统的Simulink仿真模型，其中逆变电源本身又具有冲击性负载，柴油发电机有转速和励磁自动控制环节。仿真试验得到了柴油发电机转速、输出机械功率、励磁电压的变化规律，励磁调节过程的曲线；发电机端口输出电量的变化规律；逆变电源的闭环调节过程和参量的变化规律；发电机电动势及输出电压的谐波分析、频谱分析和总谐波歧变率分析。对比了负载不变和负载冲击变化时对系统参量的影响。仿真试验结果与实际相符，本仿真模型是独立供电系统和移动电源系统计算机辅助分析和设计的有效工具。     

基于超稳定理论的三轴台自适应控制研究

针对三轴转台电控伺服系统中的非线性、参数时变性、转台的快速性和大时变负载干扰,控制器用Popov超稳定性和正性理论进行设计,设计的信号综合并联自适应模型跟随控制器可解决系统在运行过程中参数发生变化对控制性能影响的问题。仿真结果表明,该方法能有效抑制参数扰动及外力干扰,保证系统快速性要求,并具有很好的鲁棒性。     

基于瞬时无功功率的感应电机矢量控制仿真研究

在分析感应电机矢量控制模型的基础上,借助于Matlab强大的仿真建模能力,利用Simulink中内含的功能元件,实现了一种基于瞬时无功功率模型参考自适应(MRAS)的感应电机无速度传感器矢量控制系统的建模仿真,并利用小信号分析法分析了系统的稳定性,模型中利用瞬时无功功率的变化来推算转速,提高了系统的动态性能。SIMULINK具有良好的用户界面和强大的功能,在该环境下结合电气系统模块库进行仿真,具有建模简单、结构直观、操作灵活等优点,仿真结果验证了基于瞬时无功功率的感应电机无速度传感器矢量控制系统具有良好的控制性能和稳定性。     

电控空气悬架充放气的动态建模及特性仿真

为了获得电控空气悬架充放气过程的动态特性,结合变质量系统的热力学过程和车辆动力学方程,建立了电控空气悬架充放气的动态模型,考虑到充放气过程的非线性,采用Matlab/Simulink搭建模型并对进行特性仿真。研究表明充放气过程可细分为变质量开口系统和电磁阀关闭后的闭口系统平衡过程,后者也是造成空气悬架客车高度切换时＂过充＂和＂过放＂现象的原因。通过仿真分析获得不同充放气时间和不同悬架参数（载荷、减振器阻尼）对充放气过程的影响规律,尤其减振器阻尼对系统稳定性影响较大,这为空气悬架高度控制策略的制定提供了依据。     

Buck型交流斩波电压调节器的建模与控制

通过分析Buck型交流斩波电压调节器的工作原理和电路结构,建立了该电压调节器状态空间平均模型和小信号动态模型。在此基础上,利用输入电压前馈比例控制结合输出电压反馈控制的方法设计了系统控制器。仿真实验表明,所设计的交流斩波电压调节器与传统晶闸管相控调压器相比具有响应速度快,谐波含量小的显著优点;同时在输入电压波动时,输出电压稳定鲁棒性强。仿真实验结果验证了前馈-反馈控制器的有效性。     

机械臂模糊超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制

针对工业机械臂模型误差和外部干扰等不确定性因素对末端轨迹跟踪精度的影响,设计了一种新的模糊自适应超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制方法。基于机械臂动力学模型,设计一种新的非奇异终端滑模面,采用超螺旋算法设计二阶滑模控制律;为解决滑模控制只能在已知扰动边界的情况下对匹配扰动进行补偿问题,结合模糊推理算法实现对系统未知不确定性的在线补偿,采用Lyapunov理论证明了闭环控制系统的稳定性。仿真与实验对比表明：该控制方法可使机械臂在复杂不确定性因素下实现末端轨迹精确跟踪,并对系统抖振现象进行有效抑制。     

基于频控阵的改进ESB波束形成算法

频控阵由于其波束方向图具有的距离-角度二维依赖特性而受到广泛关注, 理想情况下基于频控阵的自适应波束形成技术, 能够从距离维和角度维增强期望信号并抑制干扰, 但实际系统中较大的指向误差和采样协方差矩阵失配会造成算法性能严重下降。针对该问题, 提出一种改进的基于特征空间(eigenspace-based, ESB)自适应波束形成算法, 并将其应用在频控阵多输入多输出接收处理体制中, 仿真结果表明在5°的指向误差内, -20 dB信噪比, 及小快拍数的非理想条件下, 所提算法仍然能在目标位置附近形成高增益, 并在干扰位置形成零陷, 克服了传统ESB算法低信噪比条件下算法失效导致的波束方向图畸变问题, 具有更好的适用性。     

航天器用DC／DC变换器的建模仿真与研究

分析了已应用在航天器上采用单端反激拓扑的DC/DC变换器基本工作原理,在此基础上,根据小信号平均建模的基本方法,对该DC/DC变换器进行小信号建模分析,得到了电压控制模式和电流控制模式下的传递函数.基于这种平均理论,通过Saber建立的模型,从电压、峰值电流、平均电流控制模式方面进行了阐述.并根据峰值电流控制模式方式建立了具体的仿真电路,进行了直流分析、瞬态分析以及交流小信号分析.实际电路的测试结果验证了建摸仿真的正确性,并给出了仿真及实际的波形.     

基于滑模控制的三相电压型PWM整流器系统仿真

三相电压型PWM整流器(VSR)用于AC/DC/AD系统前端整流器时,由于PI控制的滞后性及其比例积分系数对系统参数的敏感性,很难在四象限运行中保持良好的动态性能和鲁棒性。考虑到VSR本身非线性的特点,提出了一种基于同步旋转坐标系的双闭环滑模变结构控制算法,在MATLAB/SIMULINK环境建立了仿真模型,对滑模算法和PI算法进行了对比仿真。结果表明,较之PI算法,滑模算法具有更好的动态响应。     

三相电压型PWM整流器建模和仿真研究

三相电压型PWM整流器(VSR)广泛用于AC/DC/AC系统前端整流.考虑到VSR本身非线性特点,建立适合于控制器设计上的数学模型比较困难,提出了一种状态反馈解耦控制电流内环和直流电压平方外环的电压型PWM整流器新型控制策略,基于功率平衡理论,采用解耦状态反馈控制方法,分析并建立了三相电压型PWM整流器d-q坐标系下的线性化数学模型.由于采用直流电压平方外环,使典型的非线性模型线性化,控制器设计直观精确,提高了直流电压和网侧电流的跟踪能力,改善了波形.提出了一种空间矢量的简化算法,简化了运算过程.在MATLAB/SIMULINK环境中建立了仿真模型.仿真结果表明:所设计整流器具有优良的稳态性能和快速的动态响应,实现简单,具有一定的实用价值.     

EIGENSTRUCTURE ASSIGNMENT VIA DYNAMIC OUTPUT FEEDBACK

ThisresearchissupportedbytheNationalNaturalScienceFOundationandthePostdoctoralScienceFOundationofChina.feedback,controllability,observability.1.IntroductionEigenstructureassignment,asoneofthemostfundamentalproblemsinmoderncontroltheroy,wasstudiedextensivelyinthepast.Theassignabilityconditionsviastatefeedbackandpracticalalgorithmshavebeengiven[1--41.Inrecentyearsgtheproblemintheoutputfeedbackcasehasbeendiscussed.[51studiedthisproblembyusingtheconceptof(A,B)characteristicsubspace.[6--8]putt…     

Study on Transformer Magnetic Biasing Control Method for AC Power Supplies

1. INTRoDUCTIONAC powr supplies are used to connect critical loads such as comPuters and conunnication systems to theutility system. One of the most connnoIily--used main circult topologies at present consists of rectifier, PWMinverter, transformer and LC filter. As a significant component of AC powe supplies, transformer is used bothfor vo1tage or current rating and isolation. Magnetic biasing of transfOrmer is one of the main causes of thesystem falure.When the magnetic fltix densit…     

带驱动直流电机两轮机器人运动系统仿真

在两轮轮式机器人运动学特性以及直流电机系统的实际响应特性的基础上,分析了实际机器人的各个子系统.根据两轮机器人运动学特性建立了机器人运动模块,采用简化了的直流电机系统模型建立了电机及驱动模块,建立了给定限幅模块.这些模块构成了完整的带双闭环驱动直流电机系统的两轮机器人运动仿真系统.以RoboCup足球机器人系统作为验证平台,将提出的仿真系统、只采用理想运动学模型的仿真系统,带有二阶电机系统模型的仿真系统和实际系统四者的运行结果进行了对比.实验表明提出的仿真系统能更为有效地反映实际系统的运行情况,可以用于实际系统控制算法的仿真设计.     

分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型及其应用研究

灰色预测模型的模拟序列是齐次指数序列,而实际应用中大量存在着近似非齐次指数序列,为了解决这个问题,在已有研究的基础上,提出了一阶反向累加NHGM(1,1,k)模型和分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型.分析了两种模型的扰动界,并对一阶反向累加NHGM(1,1,k)模型和分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型的计算公式进行了推导,给出了两类模型适用于小样本建模的原因.由于充分利用了系统的新信息,分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型的预测精度更高,实例分析发现其解的稳定性更好.最后,将分数阶反向累加NHGM(1,1,k)模型运用在具有多个研制阶段的某型号武器装备可靠度的预测上,取得了较高的预测精度.