一种基于量测变换的快速解耦状态估计方法

提出了一种基于支路功率量测变换的快速解耦状态估计和不良数据辨识方法 ,不但保留了传统快速解耦状态估计的优点 ,而且可以很好地处理大 R/X比值和存在单个或多个不良数据等问题 .算例表明方法快速有效 .     

多级联开关电感型准Z源逆变器研究

针对传统Z源逆变器电压增益低、启动电流冲击大等缺点,提出一种基于多级联的开关电感型准Z源逆变器,该逆变器是将传统的准Z源逆变器输入端的一个电感用级联的开关电感单元来替代,这样不但可以提高逆变器的升压因子,而且可以减小传统准Z源逆变器中出现的启动冲击电流,同时这种逆变器的控制方法简单,采用直接升压控制方法.在理论分析的基础上,通过仿真,验证了这种拓扑的优点.     

串充并放型电感储能脉冲电源XRAM的解耦改进

电感的能量密度比电容高一个数量级,因此在脉冲电源领域有较大的应用潜力。基于串充并放原理,串充并放型电感储能脉冲电源XRAM在成本、可拓展性等方面相比其他拓扑有着明显的优势。该文分析了XRAM的工作原理,指出了原有XRAM中的缺陷:原XRAM存在耦合,电感、晶闸管的电流存在长时间大幅高频振荡。在此基础上提出了通过引入隔离二极管,对XRAM进行解耦的解决方案;进行仿真比较解耦前后4个关键电气性能指标的差异。结果表明:解耦后的XRAM弥补了原有XRAM的不足,在保持原拓扑所有优势的同时,显著改善了部分电气性能指标。     

车用永磁同步电机偏差解耦控制系统性能研究

针对永磁同步电机转子磁场定向矢量控制中励磁电流分量和转矩电流分量之间的交叉耦合问题基于串联解耦控制理论推导出一种励磁电流分量和转矩电流分量的偏差解耦控制方法,并与传统的反馈解耦控制方法进行了对比分析.仿真和实验结果表明偏差解耦控制方法具有很好的参数鲁棒性,高速下仍然有较好的解耦性能.     

悬臂式3D打印机三移两转混联解耦机构设计研究

针对当前3D打印装备存在工作空间大、运动/力传递性能差的问题,设计了一种悬臂式3D打印机三移两转混联解耦机构。依据解耦原则,建立串联单元解耦支链;并利用串联支链构型构成解耦并联单元。依据机器人末端一般运动特征集设计三移两转混联解耦机构,确定第一类混联机构的组合方式;最终基于雅克比矩阵秩设计出悬臂式3D打印机三移两转混联解耦机构。实验结果表明,相对于传统的混联机构,设计的混联机构优质工作空间大、运动/力传递性能高、实用性较强。     

悬臂式3D打印机三移两转混联解耦机构设计

针对当前3D打印装备存在工作空间大、运动/力传递性能差的问题,设计了一种悬臂式3D打印机三移两转混联解耦机构。依据解耦原则,建立串联单元解耦支链;并利用串联支链构型构成解耦并联单元。依据机器人末端一般运动特征集设计三移两转混联解耦机构,确定第一类混联机构的组合方式;最终基于雅克比矩阵秩设计出悬臂式3D打印机三移两转混联解耦机构。实验结果表明,相对于传统的混联机构,设计的混联机构优质工作空间大、运动/力传递性能高、实用性较强。     

二分法逐次解耦模式及其应用

解耦控制系统设计的一个关键性问题是利用最少的网络支路,实现高稳定度的解耦网络,本文提出一种二分法逐次解耦的模式,可以将大系统分解成若干无耦合的子系统,方法比较简单,运算次数较少,具有工程的实用性.     

放卷张力系统解耦控制器的设计

针对凹版印刷机放卷系统对张力控制稳定性的要求,提出了一种利用自抗扰控制( ADRC)技术来设计张力解耦控制器的新方法.根据放卷系统的工作机理,建立了放卷张力系统的非线性耦合数学模型,用ADRC方法推导了张力系统的解耦模型,得到了系统阶数和静态解耦模型.在放卷张力系统模型的基础上,利用ADRC技术对放卷系统的张力解耦控制器进行了设计.控制器内部鲁棒性和抗干扰性能的对比仿真结果表明,所设计的ADRC解耦控制器可以较好地实现系统的解耦,并具有比传统比例积分微分控制器更好的内部鲁棒性和抗干扰性.     

一种新型独立模块式永磁电机电感耦合分析

针对大功率电机运行过程中出现的可靠性和运行维护问题,提出了一种新型独立模块式永磁同步电机结构,建立了独立模块式永磁电机的数学模型,分析了相邻模块间绕组电感耦合.该电机可实现定子自由拆分,且各模块电机能够独立运行.通过提出的父子模块概念,将一些子模块重组为父模块,实现模块间绕组电感的解耦.同时,通过将父模块中的子模块定子绕组进行换相,解决了由于模块不连续引起的三相绕组参数不对称问题.有限元分析结果验证了所提独立模块式永磁电机结构的可行性.     

开关电源输出滤波电感KRP设计法

给出一种从输出滤波电感的电流波动系数KRP出发,设计开关电源输出滤波电感的新方法.解决了目前一直沿用的传统的设计方法中依靠经验设计、缺乏完善的理论设计依据的不足,给出了严格的输出滤波电感设计方法和电感上电流有效值及输出滤波电容上电流纹波有效值的计算公式,为开关电源输出电感的设计提供了可靠的依据.     

比例谐振双馈风力发电双PWM变换器的研究

双PWM变换器是双馈风力发电系统的控制核心,传统的控制方式多是结合PI控制器的。在电网不平衡的情况下PI控制方法很难保证控制需求。本文采用了PR（比例谐振）控制方法,该控制器可以在保证系统无静差输出和转子侧有功功率和无功功率解耦控制的同时,省去耦合项和前馈补偿项,减少坐标变换的次数,还可以有效的减小电网频率偏移对逆变器输出电感电流的影响,从而提高了控制算法的精度和电网的电能质量。通过仿真试验结果分析验证了系统的可行性与正确性。     

一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法

在并网逆变器的无差拍电流控制中,逆变器输出滤波电感值变化和滞后一拍延时会直接影响并网电流的畸变率、系统稳定性与动态响应速度.对此,本文提出了一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法,减小了因滤波电感值变化对并网电流造成的畸变,有效地解决了滞后一拍控制引入的延时问题,降低了系统闭环传递函数的特征根方程阶次,提高了系统的稳定性及动态响应速度.分析了滤波电感偏差系数对系统性能的影响,得到系统临界稳定的滤波电感偏差系数随着滤波电感的寄生电阻和线路等效电阻的增大而增大,随着采样频率的增大而减小的结论.综合考虑系统的稳定性与动态响应速度,给出了关键控制参数的优化选取范围.仿真和实验结果验证了所提方法的有效性.     

级联型高压变频系统无速度传感器矢量控制策略研究

为提高级联型高压变频调速系统的可靠性和鲁棒性,提出了一种用于级联型高压变频系统的无速度传感器矢量控制策略.该策略重点针对磁通观测模型、转速辨识方法及PWM死区补偿方法进行了优化;改进了磁通观测中的电压模型,采用基于转子磁通角度的模型参考自适应(MRAS)转速辨识方法,对PWM进行了死区补偿,进而提高了系统低速性能和控制精度.在Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型.设计构建了大功率实验平台,实验结果与仿真结果相符,表明系统具有良好的转速辨识精度和调速性能,加入死区补偿可以减小低速区的转速波动,提高了低速区的转速辨识精度,验证了所提出控制策略的正确性.     

磁悬浮开关磁阻电机的支持向量机逆全解耦控制

针对磁悬浮开关磁阻电机( BSRM)运行过程中容易出现磁饱和现象、并且转矩和径向两自由度悬浮力之间存在严重的非线性强耦合影响,数学模型建立以及解耦控制难度大的问题,新建了考虑磁饱和效应的数学模型.提出了一种基于最小二乘支持向量机( LS-SVM)的逆模型构建以及解耦控制方法,实现了径向两自由度悬浮力和转矩的全解耦控制,并且利用dSPACE系统进行了闭环解耦控制系统的运行试验,以验证模型良好的解耦效果以及对参数变化的较强鲁棒性.结果表明,该方法融合了LS-SVM的非线性逼近能力与逆系统方法的解耦线性化特点,具有较强的自适应性和鲁棒性,可以克服以基于无磁饱和假设的各种数学模型为基础的解耦控制方法不适用于BSRM磁饱和工况的缺陷.     

转子磁场定向的电流型解耦矢量控制研究

提出基于磁通观测的电流前馈型解耦矢量控制系统结构,给出了异步电动机的数学模型,根据实际系统建立了基于Matlab/Simulink平台的实验仿真系统, 该系统具有很强的移植性和扩展性.利用该系统对基于磁通观测的电流前馈型解耦矢量控制系统进行了分析研究,加快了动态转矩的变化,明显提高了系统的动态性能.可用来验证矢量控制系统在各种参数下系统的控制特性,可用于各类基于转子磁场定向的电流型解耦矢量控制应用系统,从而大大缩短新产品的开发周期.经实践具有一定的实用价值.     

同步坐标下的无刷双馈风力发电机控制系统

从转子参考轴d-q模型出发，研究同步坐标下的无刷双馈电机（BDFM）的数学模型，根据BDFM的特性，采用磁链定向的矢量变换控制技术，设计了一种新型的功率控制系统。该系统通过控制发电机的控制绕组进行交流励磁。实现变速恒频发电机有功、无功的解耦控制。同时，考虑到电机结构的复杂性以及电机参数随环境的可改变性，对功率环采用模糊控制，可以更好地增强系统的鲁棒性，从而实现最大风能捕获和高效发电运行。计算机仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

基于改进模糊PID的轮式机器人速度控制器设计

针对轮式机器人在行走过程中存在速度平衡超调较大与调节时间较长、速度平衡效果较差的问题,采用Matlab/Simulink与Carsim仿真软件建立轮式机器人四轮差速运动模型,对于无刷直流电机(BLDCM)系统,在原有模糊PID的基础上,结合抗积分饱和算法与变速积分算法,提出一种改进模糊PID控制的调速方法。仿真结果表明,通过抗积分饱和与变速积分算法改进后的模糊PID控制器与传统模糊PID控制器相比,在机器人速度平衡控制过程中,超调降低30%,调节时间降低33%,具有速度响应时间短、速度响应曲线波动小的优点。搭建了轮式机器人实验验证平台,实验结果表明,改进后的模糊PID控制调速方法的速度响应快,满足轮式机器人速度控制需求。所提设计可为轮式机器人速度稳定系统调试提供理论指导,并可应用于以速度调控为主导的控制系统。     

基于SVPWM的单相电机变频调速系统研究

针对传统单相电机多采用调压、变级以及压频比等控制策略,其速度控制效果性能差、控制精度低、调速范围小等问题,提出了电压矢量脉宽调制(SVPWM)控制策略,并对此策略在单相电机变频调速系统中的应用进行了仿真研究。通过试验分析,表明采用磁场定向控制理论的SVPWM变频调速控制策略能加快电机调速系统的响应速度,稳定性好,精度高,具有较强的鲁棒性,对提高其运行质量和节能具有较高的应用价值。     

不平衡输入三相--单相矩阵变换器电流解耦控制策略

分析了三相-单相矩阵变换器(3-1MC)输入侧低次谐波的产生原因,推导了功率补偿拓扑结构下的输出侧与补偿侧调制函数约束关系式.研究输入电压不平衡下,含电容补偿单元的3-1MC单网侧电流反馈控制策略无法对输入两相旋转坐标轴(dq轴)下的直轴与交轴电流分量实现无静差控制,提出了在功率补偿下对输入三相电流作正序、负序dq轴分解,分别独立对输入双dq轴下正序、负序电流作解耦内环,输出侧与补偿侧电压加权合成为外环的双闭环控制.实验与仿真结果均表明该策略不仅使3-1MC具有功率补偿功能,而且有效抑制了电压不平衡引起的输入电流与输出电压所含低次谐波,提高了3-1MC在单相用电场合的实用性.     

基于坐标变换的微网功率解耦及限幅控制策略

传统的功率下垂控制在低压微电网中的直接应用会引起有功和无功功率的耦合问题,为此采用了基于坐标变换的虚拟功率下垂控制方法,并对其解耦特性、功率均分及限幅问题进行了研究.利用相对增益分析方法分析了采用坐标变换后系统功率的耦合程度,从理论上证明了当坐标变换矩阵与线路阻抗的阻感比相同时,虚拟功率下垂控制可以实现功率的完全解耦.针对线路阻抗差异而导致的功率无法均分问题,提出了通过增加虚拟负阻抗来实现并联逆变器间功率均分的方法.考虑到现有的虚拟功率下垂限幅范围与实际功率限幅范围的不对等性,提出了新型虚拟功率下垂限幅控制方法,将功率越限部分划分为8个区域,根据逆变器输出的实际功率确定其所属区域,进而采取相应的限幅调整措施.仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性.