高速磁悬浮系统谐波检测的小波降噪仿真分析

高速磁悬浮列车是一种新型的谐波源,采用半控双三相12脉冲整流器,所产生的谐波以23次、25次高频谐波为主,这些高频谐波对磁悬浮列车的安全稳定运行造成了很大的危害。准确地分析、检测出高速磁悬浮列车分高频谐波具有非常重要的意义。针对高速磁悬浮列车牵引供电系统谐波的特征,分析了小波降噪在高速磁悬浮列车牵引供电系统的应用并进行了仿真;由于在小波降噪中不同的阈值适应的信号特征不同,采用多种小波阈值对牵引供电系统谐波信号进行降噪,并从中选择了最优的降噪阈值,达到对信号的优化处理。仿真结果表明,高速磁悬浮列车牵引供电系统谐波信号的最优阈值为sqrt(2log(length(X)))阈值,它降噪后可使信号中的谐波成分有明显的降低。     

输出滤波器对PAPF系统性能影响的仿真分析

;并联型有源电力滤波器能够补偿非线性负载产生的谐波电流、抑制电网电流谐波含量,提高电网的电能质量.现在,并联型有源电力滤波器的变换器几乎均采用PWM(Pulse Width Modulation)控制方式,致使滤波器输出的补偿电流含有变换器开关频率附近的高次谐波,通常可采用在有源电力滤波器的交流侧增设输出滤波器加以抑制.输出滤波器目前太多采用2阶Butterworth低通滤波器,近年来更多是对输出滤波器设计的研究,很少研究输出滤波器对并联型有源电力滤波器性能的影响.提出了并联型有源电力滤波器PAPF(Parallel active power filters),系统输出滤波器的设计方法,分析了输出滤波器对PAPF系统性能影响,通过仿真验证了分析的正确性.     

谐振注入式混合型有源滤波器的仿真研究

提出了一种适用于中高压系统的并联谐振注入式混合型有源滤波器,给出了拓扑结构。对注入支路的参数进行设计和分析;建立并联谐振注入式混合型有源电力滤波器的简化电气模型,提出了两种控制策略,在MATLAB仿真平台上,利用谐波抑制函数分析研究了不同基本控制策略下电网及系统各个参数波动对装置的谐波补偿特性的影响;给出了该结构的无功补偿特性,解决了传统注入式混合有源电力滤波器存在谐波注入能力与无功容易过补互相矛盾的问题。对并联谐振注入式混合型有源电力滤波器作了仿真实验,结果验证了理论分析的正确性,谐波和无功都得到很好的抑制。     

基于并联滤波器的多谐波分析算法

提出一种对包含多种谐波的电力信号进行分析的多个二维线性滤波器并联的算法.通过调节每个滤波器的频率参数和带宽参数,该并联滤波器组能够同时实现对任意已知频率的谐波和问谐波的准确跟随和分析,该算法不需要傅立叶算法那样大存储空间.说明了系统是一致全局稳定的,给出传递函数矩阵,分析了频率特性.通过仿真试验,表明新算法对频率已知平稳信号,能实现快速跟随和精确检测,对于频率存在偏差的信号,频率偏移的大小决定了检测精度.     

基于dSPACE的并联型有源电力滤波器仿真研究

采用基于dSPACE控制的并联型有源电力滤波器实现电网谐波的集中抑制方案.提出基于dSPACE的实物仿真,实现对APF的电流电压采样,补偿电流基准的检测计算,以及高性能的恒频滞环电流控制和直流侧电压的PI稳压调节,提高APF控制算法以及参数调试的效率.基于MATLAB的仿真和实时仿真实验结果证明采用新型检测算法和控制的有源滤波器能对电网电流进行集中净化,具有良好的补偿效果,证实了基于dSPACE控制的APF的可行性和正确性.     

一种基于小波的电网谐波检测新方法

在电力系统中存在许多非线性负载,由此产生的谐波对电网的电能质量造成很大的影响.为了保证电网的电能质量,必须监测由此产生的谐波.首先讲解用于谐波检测的小波变换的理论,其次在MATLAB中用FFT、小波分解和小波包变换三种方法对由电焊机产生的谐波电流进行了仿真分析与计算.仿真结果表明:小波分解能够有效地分离基波,小波包变换能够分离任意次谐波.该方法具有普遍适用性,与使用昂贵的专用测量仪器相比,不失为一种好的替代方法.     

电力谐波滑窗迭代DFT检测算法的研究与仿真

有源电力滤波器的动态补偿要求能够准确、实时地检测出电网中瞬态变化的畸变电流。针对现阶段有源电力滤波器畸变电流检测方法存在工频周期时延、计算量大等不足,提出了一种基于离散傅立叶变换的滑窗迭代DFT(Discrete Fourier Transform,DFT)算法。该方法能有效地提高系统的实时性、目标跟随特性和抗干扰性,并且具有计算量小、容易工程实现的特点。利用MATLAB进行了滑窗迭代DFT仿真实验,实验结果表明该算法的有效性和正确性。     

多层前馈网络的一种模拟电路实现及仿真研究

本文在有源电力滤波器的多层前馈网络自适应谐波电流检测系统基础之上,通过系统构成和算法公式,首先提出了系统模拟电路的一种构成方法,并给出了电路实现框图。其次,为了利用ＰＳＰＩＣＥ电路仿真软件对所提出的模拟电路进行仿真研究,引入了宏模型概念。最后,对所推出的模拟电路进行了仿真研究。ＰＳＰＩＣＥ 仿真研究说明了所提出方法的可行性     

双环控制新型三相串联APF建模与仿真研究

有源电力滤波器可动态补偿电网中的谐波和无功分量.在分析整流桥直流侧并联型有源电力滤波器的基础上,提出了三相整流桥直流侧串联型有源电力滤器的基本拓扑结构,建立了基于双环控制的数学模型,并从理论上证明了基本结构和控制模型的正确性.对补偿前后三相电源电流进行了仿真研究,结果表明补偿后各相总谐波畸变率大大降低,电源电流为与电源电压同频同相的正弦波,很好地证明了该新型有源电力滤波器良好的补偿效果.     

基于MATLAB的电网谐波检测及补偿仿真

电力系统中各种非线性负荷的广泛应用,使谐波问题日益严重,有效的治理谐波污染对电力系统和电力用户都具有重要的意义.有源电力滤波器是解决谐波问题的有效工具,而谐波的提取是所有措施的前提.介绍了在谐波和无功电流的实时检测方面得到了成功应用的瞬时无功功率理论,基于实例应用MATLAB的powerlib和simulink工具箱仿真了三相整流电路中谐波电流提取的过程,并对该谐波电流进行了补偿.通过与理论分析的结果比较,证明了MATLAB仿真结果的正确性.     

基于Matlab/Simulink的高速磁浮列车车载电网系统仿真研究

根据磁浮列车上车载电网各用电设备的连接关系与加戴使用条件，运用Simulink仿真工具搭走磁浮列车车戴电网系统模型，采用该模型对车辆的启动-运行-正常制动和启动-运行-涡流制动两种工况进行仿真试验。仿真结果表明所建模型可以准确模拟车辆两种工况下各个设备的运行情况，验证了所设计的电网系统中用电设备运行正常．     

磁浮系统多控制器动态解耦特性仿真研究

通过建立带有多个悬浮控制器的高速磁悬浮列车系统模型并对其进行动态响应分析，研究多个串级PID控制器协同工作条件下弹性悬浮架的动态解耦性能是否满足系统稳定要求。建立了复杂悬浮架有限元模型，利用模态综合动力凝聚超单元方法生成较低维数的悬浮架动力学模型。离线设计单个串级PID控制算法并给出了稳定参数选择方法，并由此建立多控制器磁悬浮耦合系统模型。使用四阶龙格一库塔算法对系统模型进行仿真计算，绘制了各个悬浮控制器先后悬浮以及悬浮间隙谐波干扰两种情况下各控制器的悬浮间隙动态响应曲线。结果证明悬浮架具有一定的动态解耦能力，但是只能保证鲁棒性较强的单控制器参数能够直接应用于多控制器协同工况。     

基于Petri Fault Net的磁浮列车悬浮系统故障分析

随着磁浮列车技术的商业化应用,磁浮列车系统故障诊断越来越受到重视。以中低速磁浮列车为背景,在建立磁浮列车悬浮系统故障模型的基础上,针对磁浮列车悬浮系统的复杂性,将基于Petri Net的故障诊断理论Petri Fault Net应用于磁浮列车悬浮系统的故障诊断中。给出了基于Petri网的最小割集寻找方法;根据磁浮列车2001年以来的运行数据统计,计算出了节点的P概率/T概率;在此基础上进行了故障定位和影响分析。列车的试验运行验证了提出的理论准确性。     

弹性轨道上二自由度磁浮车辆动力学仿真研究

建立了二自由度磁浮车辆轨道耦合动力学模型,选用合理的控制方案和数值算法,对车轨耦合动力响应基本特性进行了数值仿真,证明了所采用的控制方案能实现磁浮列车稳定悬浮运行。此项研究对进一步探讨磁浮车轨相互作用问题,完善系统设计参数具有参考价值。     

飞轮电池磁悬浮控制系统的仿真和实验研究

提出了一种用于飞轮电池的电磁和永磁混合磁悬浮轴承设计方案，其轴向位移由电磁铁主动控制，其余自由度由永磁铁以吸力方式给以约束，同时由永磁铁提供电磁控制的偏置磁场。对电磁力和永磁力进行了有限元计算和线性化，建立了磁悬浮控制系统的模型。对系统在不同的PID控制器参数下。受到阶跃扰动力的位移响应进行了仿真。采用上述磁悬浮方案和PID控制器，完成了一个单自由度磁悬浮实验，洲试了飞轮转子轴向脉冲力位移响应．实验结果证实上述磁悬浮方案和控制器能够实现飞轮转子的稳定悬浮。     

可控永磁悬浮系统动态特性的研究

针对单个电磁永磁混合悬浮系统的特点，建立其数学模型，采用两级串联的悬浮控制器对其进行控制，并对整个控制系统进行了动态特性的仿真分析和研究。分析结果表明：电磁永磁混合悬浮系统的悬浮刚度与间隙反馈系数减正比，悬浮阻尼不仅与间隙反馈系数减正比，而且也与间隙变化速率反馈控制系数成正比。从而为电磁永磁混合悬浮控制系统的设计和开发应用打下了一定的基础。     

高速磁浮曲线地段简支轨道梁墩体系动力响应仿真

应用桥梁动力学、车辆动力学和电磁相互作用原理建立了高速常导磁浮交通车-梁-墩体系动力分析模型,利用数值积分求解了大规模非线性耦合动力方程.在此基础上结合具体线路条件进行了车线耦合动力学检算,得到了曲线地段车辆及梁墩体系动力响应基本规律.该部分的研究为制订合理的高速磁浮线路设计标准提供了理论依据.     

高速磁浮车桥系统随机振动特性仿真研究

基于动力有限元和耦合振动理论建立了高速磁浮列车一轨道梁动力学模型，通过仿真计算得到了随机不平顺对系统动力指标影响规律，随机振动功率谱分析结果表明了理论计算的有效性。通过此项研究，为进一步探讨高速磁浮铁路列车与轨道相互作用问题、完善磁浮线路设计及养护维修工作打下良好的基础。     

一种适应轨道曲线变化的磁悬浮控制算法

磁浮列车处于不同轨道曲线上时,系统的数学模型会发生变化,这会影响列车的悬浮性能,从而限制磁浮列车的行驶速度;采用加速度计输出和间隙二次微分组合反馈的非线性控制方法,解决了系统模型变化的问题,消除列车在不同轨道曲线上性能改变的不利影响,保持列车悬浮性能不变;仿真结果验证了所采用的控制方法的有效性。