三自由度球形电机相对坐标检测系统研究

针对三自由度电机中的传统坐标变换在定子做空间运动失效的情形,借助四元数的相对坐标变换方法,提出了定子-转子坐标变换与转子-定子的相对坐标变换的四元数变换的两个算法。通过分别在定子、转子上安置绝对式位姿传感器,设计了应用相对坐标变换算法的三自由度球形电机检测系统。最后,给出了传统坐标变换与相对坐标变换的对比,相对于传统坐标变换,相对坐标变换算法解决了球形电机定子空间运动传统坐标失效的问题。     

三相电压型PWM变流器自然坐标准直接功率控制

为降低三相电压型PWM变流器直接功率控制系统复杂度,提出一种自然坐标( abc坐标)系下的准直接功率控制策略。该策略采用直接电流控制方式,根据自然坐标系下的瞬时功率理论,由功率给定值计算电流环的参考值,通过控制电流来间接控制功率。相比传统方法,所提控制策略在实现功率解耦控制的同时省去了电网相位检测和坐标变换,功率解耦各变量物理意义清晰明确、易于理解且PWM为定频调制方式。实验结果表明,所提策略可实现三相电压型PWM变流器功率解耦控制,并具有较好的鲁棒性能。     

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.     

基于板簧支撑结构的3自由度超声波电机静力学分析

提出一种采用板簧支撑结构的3自由度球形行波型超声波电机.概述该电机基本结构和驱动原理,使用板簧结构较好地解决了球转子与行波定子之间的对心问题,定转子之间的预紧力更加均匀一致.通过坐标变换关系和定转子的位置关系,分析球转子的受力情况,给出定转子接触圆周的接触力关系式;根据球转子和各个行波定子的力平衡方程,得到球转子球心的微位移和定子的轴向压紧量与定子预紧力的关系并做了仿真,进而分析受力情况与电机结构参数对电机定转子接触的影响,形成了板簧结构的3自由度超声波电机的理论基础.研制样机的球转子直径40 mm,定子直径30 mm,实现的保持力矩0.09 N·m,空转转速90 r·min-1.     

三相电压型PWM整流器的反馈线性化解耦模型和仿真

建立了同步旋转坐标系下的三相电压型PWM整流器的非线性数学模型，应用非线性系统反馈理论，推导出其对应的非线性坐标变换矩阵，得到了三相电压型PWM整流器的状态反馈精确线性化模型，由此提出了无功功率和有功功率的解耦控制策略．仿真结果表明，该控制策略能较好地实现三相电压型PWM整流器的解耦控制，具有较好的动态特性．     

一种感应电机定子磁场定向解耦控制方法

针对感应电机按转子磁场定向控制，系统受电机转子参数变化影响较大的问题，采用定子磁场定向控制，以定子磁链作为反馈量，克服矢量控制系统对转子参数的直接依赖性，同时运用电流励磁分量解耦补偿环节，实现了定子磁场定向控制下电机转速与定子磁链间的解耦控制．并针对定子磁链估计算法中存在的纯积分问题，提出了一种改进型积分算法予以解决．最后在dSPACE实时仿真试验平台上，对所提出的控制方法进行了试验验证，试验结果和分析证明了所提出控制算法的有效性，系统动静态性能良好，实现了转速与定子磁链的解耦控制。     

转子偏心及定子斜槽凸极同步发电机支路的感应电动势

为了快速准确计算转子偏心及定子斜槽的凸极同步发电机的空载支路电压,采用非线性二维有限元法对转子偏心及定子斜槽发电机的磁场进行计算.提出了采用运动气隙线处理定转子相对运动、利用多层分片模型中导体电动势叠加计及定子斜槽的方法,计算了转子静态偏心下的同步发电机的空载支路感应电动势,并分析了转子偏心对支路感应电动势的影响.该方法计算准确,计算量小,与3 kW凸极同步发电机的实验结果的比较说明了计算方法的正确性.     

异步电机非线性解耦控制

针对异步电机的非线性耦合性质 ,采用非线性控制的逆系统方法 ,提出了异步电机按定子磁场定向的非线性解耦控制 ,实现电磁转矩与定子磁链的解耦 .研制的定子磁链定向控制 ,消除了电机转子电阻对磁场定向的影响 ,提高了系统的鲁棒性 .方案实现了圆形定子磁链轨迹 ,保证了转子的连续调节 .减少了按定子磁链控制的直接转矩 (砰 -砰 )控制方案的转矩脉动 ,提高了控制系统的调速范围 .研制了基于高速数据处理器 ( DSP)和 ( IGBT)功率器件的交流变频调速实验系统 .试验结果表明 ,该系统具有良好的解耦性质 ,调速范围 1∶ 2 80 ,调速范围内输出…     

变速恒频双馈潮流发电机励磁控制技术

基于双馈电机的潮流发电系统是通过调节转子绕组中励磁电流的频率、幅值、相位和相序来实现变速恒频(VSCF)控制的.在分析双馈电机的工作原理和数学模型的基础上,设计了基于定子磁场定向控制的变速恒频双馈潮流发电机的励磁控制系统.在Matlab/Simulink环境中进行了仿真研究,结果表明,采用定子磁场定向控制可实现双馈潮流发电系统定子端口有功功率和无功功率的解耦控制.     

凸极同步电动机气隙磁链定向控制的解耦性分析

考虑转子凸极效应，利用坐标变换法对同步电动机气隙合成磁链定向控制进行严格的数学分析和推导，结果表明，由于气隙不均匀，转子纵横轴磁路不对称，以气隙合成磁链矢量定向的旋转坐标系并不能使用同步电动机的控制解耦。     

星球参考系与惯性系的近似程度

给出了一般星球参考系与惯性系近似程度的评价标准,并通过计算太阳参考系、地心参考系及地面参考系中的引潮力场强,及地面参考系中的科里奥利加速度,给出了这些参考系与惯性系偏差的大小.     

直升机旋翼结冰后三维桨叶气动特性数值分析

针对直升机旋翼桨叶结冰问题,研究了结冰前后三维旋翼桨叶气动特性.基于多参考系模型建立了旋翼桨叶三维结冰数值模拟方法,对其中空气流场计算、水滴撞击特性计算、结冰生成计算和几何模型重构等步骤进行了介绍.以C-T旋翼为模型,计算分析了结冰对旋翼桨叶气动特性的影响.计算结果表明,结冰后旋翼桨叶升力降低、阻力增加,悬停性能下降明显.结冰破坏了桨叶各个截面原有的气动外形,导致涡的产生,使得截面气动特性恶化.     

交流电机坐标变换理论的研究

对交流电机坐标变换理论进行了综述，认为交流电机坐标变换在电机学、空间解析几何和矢量代数学以及控制论3个方面应该具有内在联系，是纯一的。通过分别采用物理概念的方法、空间解析几何和矢量代数方法以及正交相似变换方法推导交流电机任意速旋转三相／二相坐标变换矩阵，得到了完全相同的结论，这为从多学科角度理解、发展交流电机坐标变换理论及其控制策略提供了有益的借鉴和启发。     

变压器T型等效电路的简化

变压器T型等效电路中,一次侧和二次侧电势平衡方程式中的负号较多,在工程计算时非常不便．本文以单相双绕组变压器为基础,对变压器T型等效电路进行分析推导后得出结论：变压器电势平衡方程式中的负号来源于右手螺旋定则、楞次定律和基尔霍夫电压定律．为了除去不必要的负号,方便工程应用,指定另一种变压器一次侧和二次侧的电动势正方向,简化了变压器T型等效电路图．     

无速度传感器感应电机转子断条的故障诊断

在基于定子电流信号进行异步电机故障诊断时,转子断条故障特征频率分量常常被电流的基频分量淹没.针对这种情况,文中提出一种新型无速度传感器感应电机矢量控制转子断条故障方法.该方法通过转子反电动势与电流矢量的叉乘构建无功功率,然后对无功功率进行频谱分析,其中特征频率2sf被用作转子断条的故障诊断判据.同时利用该无功功率进行速...     

改进解耦双同步坐标系锁相环在谐波和电压不平衡下的性能

针对解耦双同步坐标系锁相环(decoupled double synchronous reference frame phase locked loop,DDSRF-PLL)锁定频率和相位的性能不佳,检测频率和相位误差存在较大畸变和振荡等问题,结合二阶广义积分器(second order generalized integrators,SOGI)的优势,提出了一种改进的DDSRF-PLL结构(improved DDSRF-PLL,IDDSRF-PLL)以弥补传统DDSRF-PLL性能方面的不足。IDDSRF-PLL利用了SOGI的滤波能力,能够有效地衰减电网电压中的谐波,快速而准确地锁定相位和频率,有效地实现并网需求。MATLAB/Simulink仿真结果表明,电网谐波干扰和电压不平衡谐波畸变时,IDDSRF-PLL可以有效地抑制谐波,实现响应超调小、稳态精度高的检测效果。     

基于帧差和Otsu的红外行人分割算法

针对红外图像中行人与环境对比度较低,直接进行分割易产生误分割问题,提出一种基于帧差和Otsu的红外行人分割算法.首先选取红外视频序列中时间间隔较短的2帧图像求其帧差图像,对帧差图像采用Otsu分割得到运动目标的部分区域;然后对基准帧也采用Otsu方法分割,并将帧差图像分割结果与基准帧分割结果相乘,得到目标区域的种子像素;最后在基准帧分割图像上,通过连通性判断得到最终的行人分割区域.实验结果表明,该算法很好地克服了环境带来的干扰,鲁棒性强,能有效实现红外行人目标的分割.     

刚性参考系与转盘几何

给出了刚性参考系及空间几何的定义并推出了转盘观者的空间几何，讨论了刚性参考系与稳态参考素的联系与区别。     

由非惯性系导出行星相对太阳的运动方程

在理论力学教材中行星相对太阳的运动方程都是在惯性系中导出的。本文把太阳视为非惯性系,在以太阳为非惯性系来研究行星的运动,在此非惯性系中导出的行星运动微分方程与把太阳视为不动时导出的行星运动微分方程完全相同。     

Chinese geodetic coordinate system 2000

The basic strategies in establishing the Chinese geodetic coordinate system 2000 have been summarized, including the definition of the coordinate system, the structure of the terrestrial reference frame, the functional and stochastic models involved in the realization of the reference frame as well as the improvements of the adjustment procedures. First, the fundamental frame of the coordinate system is composed of the permanent GPS tracking network in China which is integrated into the international GPS service stations by combined adjustment, in order to guarantee the consistence between the international terrestrial reference system and the Chinese geodetic coordinate system. Second, the extended frame of the coordinate system is composed of the unified 2000＇ national GPS network which is integrated by 6 nationwide GPS networks with more than 2500 stations under the controlling of the fundamental frame. Third, the densified frame is composed of national astronomical geodetic network with nearly 50 thousand stations which was updated by the combined adjustment with the 2000＇ national GPS network, thus the datum of the national astronomical geodetic network has been unified and the precision greatly improved. By the optimal data fusion method the influences of the datum errors, systematic errors and the outliers in the separated geodetic networks are weakened in the unified Chinese geodetic coordinate frame. The significance in application of the new geodetic coordinate system and the existing problems in the reference frame are described and analyzed.