机电类电工电子课程改革的探索与实践

针对电工电子课程传统教学方式的不足,通过对CDIO模式的研究,将培养学生的工程素养和实践能力作为出发点,在电工电子课程教学体系、教学内容、实践能力培养和考核方式等方面进行改革探索,全新的教学模式,各具特色的教学方法和多样化的考核方法等都大大激发了学生学习的积极性,培养了学生工程实践素养,团队合作精神,独立思考、创新和动手能力,教学质量显著提高。     

带恒功率负载Buck变换器的模型预测控制

针对含恒功率负载(Constant Power Load,CPL)的Buck DC-DC变换器稳定性和负荷不确定性问题,提出一种含高阶滑模观测器的模型预测(Model Predictive Control,MPC)控制策略.首先,根据MPC理论,构建Buck变换器的目标函数,建立滚动优化跟踪方程并求解最优控制律.其次,构建高阶滑模观测器,提高电压的控制精度并消除抖振及相对阶问题.最后,对其进行小扰动的稳定性分析,建立源、负载侧的等效模型.在CPL与阻性负载投切较为频繁时,与传统双闭环PI调节和MPC控制进行比较,仿真结果表明:在负载变化时,基于高阶滑模观测器的MPC控制具有良好的动态性和鲁棒性且能对母线电压进行精确跟踪与控制.     

中心部分分段Halbach永磁同步轮毂电机解析计算与优化设计

针对永磁同步轮毂电机转矩脉动和涡流损耗大的问题，提出一种主磁极中心部分分段结构。采用Halbach充磁方式，永磁体主磁极中心部分分段，边界磁极与主磁极不等宽不等厚。首先，在二维极坐标系下构建解析模型，采用精确子域模型法，对解析模型在空载、电流源激励及负载下的气隙磁密和转矩进行计算。其次，建立10极12槽永磁同步电机模型并对其进行有限元仿真验证，提出一种分级优化方法，对电机结构参数进行优化，从而达到降低永磁同步电机气隙磁密谐波畸变率、转矩脉动及涡流损耗的目的。最后，与相关8种磁极结构永磁同步电机模型的各项电磁性能展开对比。结果表明：分级多变量多目标优化算法提高了优化效率与精度；十字型主磁极中心部分分段Halbach永磁同步电机可以显著减小涡流损耗，有利于牵引电机过载运行；H型主磁极中心部分分段Halbach永磁同步电机可以显著降低转矩脉动，提高电磁转矩和机车稳定运行能力。     

交流异步电机三相与两相系统等效性的研究

文中就交流异步电机三相与两相系统的等效性从磁动势以及电流密度两方面作了详细的研究．等效性的结论有助于简化电机运算,使得电机数学模型和仿真模型的建立都简单化了。     

一种小波网络的改进算法研究

将基于MGS算法的NARMAX模型结构与参数辨识的一体化算法和小波网络相结合,提出一种改进的小波网络学习算法.该算法基于数值稳定的MGS正交化方法对小波基进行优选,同时在迭代过程中不要求存储设定小波网络模型的整个参数回归矩阵,避免存储困难.同时采用[err]准则来初选小波网络的结构模型,采用[ERR]准则来剔除由[err]准则误选的冗余项.仿真结果表明,利用该算法设计得到的小波网络具有较小的存储量和较小的网络规模.     

辅助槽对内置式永磁同步电机齿槽转矩的影响

针对齿槽转矩带来的永磁电机转矩波动导致振动和噪声的问题,采用开辅助槽的方法抑制齿槽转矩。分析抑制齿槽转矩的原理,通过改变辅助槽的个数、槽深、槽宽、开槽面积和开槽形状,运用Ansoft Maxwell软件对永磁电机建模,利用有限元分析辅助槽对永磁同步电机齿槽转矩的影响。以一台4极36槽电机为例分析的结果表明:当开2个辅助槽,槽深0.7 mm、槽宽1.2 mm、开槽面积为0.84 mm~2、槽型为矩形槽时,齿槽转矩的削弱效果最明显,比未开槽时的齿槽转矩减小了75.2%;且开辅助槽前后反电动势变化不大,气隙磁密基波幅值降低,5、7次谐波削弱程度显著,波形畸变率下降至17.78%,电机性能得到改善。     

连续小波神经网络优化结构研究

通过仿真实验发现凭经验选取小波神经网络隐层小波基,所得结构并不最优.为此,本文将遗传算法与小波神经网络结合起来进行研究.利用遗传算法来优化小波神经网络的结构,确定小波基的个数,采用BP算法来训练小波神经网络中的伸缩因子、平移因子和连接权值.仿真结果表明,该方法能准确搜索到最优结构,是切实可行的.     

子痫前期与体质量指数、血清钙水平相关性研究

目的探讨子痫前期(Preeclampsia)的发生与体质量指数、血钙水平之间的相关性.方法随机选取60例患有子痫前期的妊娠晚期女性作为实验组,同时随机选取60例正常妊娠晚期女性作为对照组,对两组患者的年龄、体质量、BMI指数及血清钙水平等参数进行分析;同时探讨利用Spearmen研究子痫前期与年龄、体质量、BMI指数及血清钙水平之间的相关性;最后分析体质量指数(BMI)与血清钙水平对子痫前期的相关性是否存在交互作用.结果子痫前期妊娠晚期女性与对照组妊娠晚期女性年龄、孕周、BMI指数、血清钙水平比较差异均具有统计学意义(P0.001);子痫前期与年龄和BMI指数呈显著的正相关,与孕周和血清钙水平呈显著负相关(P0.001),相关系数r分别为0.50和0.71,-0.76和-0.59;通过析因设计得出血清钙水平与BMI存在交互作用,认为二者对子痫前期具有协同作用.结论子痫前期的发生与年龄、孕周、BMI指数及血清钙水平紧密相关,同时BMI指数及血清钙水平对子痫前期具有协同作用,是子痫前期的良好预测因子.     

三电平直接转矩控制在地铁牵引中的应用研究

依据地铁牵引电机的牵引特性,将三电平直接转矩控制技术应用在地铁交流调速系统中。针对地铁电力牵引特性,引入三电平直接转矩控制,不同的运行区段采取了不同的控制策略;不同阶段不同控制方法之间的过渡,采用速度施密特调节器实现了段切换代替点切换。应用MATLAB软件对系统对系统做了研究与仿真实验,实验证明在地铁牵引中比较两电平,采用三电平直接转矩控制技术具有更好的动态性能。     

五相PMSM相邻两相开路故障容错控制策略

相永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)发生相邻两相开路故障会导致驱动系统不稳定运行，针对这种故障状况，提出一种基于空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)技术的容错控制策略。首先构建永磁同步电机数学模型；进而为使机电能量实现平稳转换，重新构建降阶变换矩阵，得到故障后剩余相容错电流表达式；然后利用SVPWM技术，计算故障下空间电压矢量，建立6个扇区，进行目标矢量合成，进而计算相应基本合成电压矢量的作用时间，并给出对应扇区的空间电压矢量选择顺序；最后进行Matlab/Simulink仿真验证，仿真结果与理论计算一致，有效验证了所提SVPWM容错控制策略的正确性。利用该容错控制策略，五相永磁同步电机在故障状态下的运行性能得到明显改善，电机实现稳定运行。所提控制策略与传统电流滞环跟踪脉宽调制(pulse width modulation, PWM)控制方式对比分析，证明所提策略存在优越性。