基于数据包络分析的电压矢量控制方法

为了解决常用电压矢量控制方法需进行大量函数运算,在实际应用中较难实现,并且在实际应用中需分析电压矢量变化对电流控制的影响,需降低计算量,因此通过数据包络分析研究电压矢量控制问题。依据电压矢量控制电路图分析了电压矢量控制过程,获取电压矢量控制的过程中需遵循的三个规则。通过最近三矢量法对参考矢量进行合成,获取不同区域中各电压矢量的作用时间,采用数据包络分析法对电压矢量进行控制时,需满足电压矢量作用时间约束。数据包络分析在各采样周期内,依据电压矢量控制规则与作用时间,将不同决策单元的输入权重与输出权重当成变量,从最有利于决策单元的角度对不同决策单元的有效性进行评估,获取电压矢量评估结果,选择最优电压矢量当成下一个周期的施加矢量,实现电压矢量控制。结果表明:所提方法在波形抖动方面的控制明显更稳定;在发生突变的情况下,所提方法可快速响应;电流畸变率一直处于最低水平。可见所提方法电压矢量控制优势显著,性能强。     

带桥式整流输出时控制回路并联的三相扼流磁放大器动态分析

本义对带桥式整流输出、控制回路并联的三相扼流磁放大器电磁过程进行了理论分 析，导出了表征其动特性的差分方程，得到时间常数理论计算公式，进行了模拟试验， 试验结果表明：按理论公式计算时间常数值与试验值在一定范围内能较好地吻合。     

一种新型零电压零电流PWM DC/DC全桥变换器的研制

利用耦合输出电感进行次级箝位移相控制;采用了无损耗元件及有源开关的简单辅助电路;副边整流二极管的电压应力和传统的硬开关电路一样小;轻载时箝位电容的充、放电电流能根据负载情况自动调整,可保证在很宽的负载范围内变换器都有高效率;辅助回路二极管Dc可以实现软关断,因而反向恢复影响小;本变换器不存在原边环流,因而可以提高变换效率。文中分析了该新型拓扑的工作原理,提出了参数设计依据,进而推导了变换器各种状态时的参数计算方程;采用此方案成功研制了48V／20A软开关电源,进行了参数设计,并给出了其仿真和试验结果。试验结果表明该变换器在1／3负载以上时效率可以高迭92％以上。     

基于改进下垂控制的并联电流源环流抑制策略

传统的下垂控制为电压型控制,通过下垂方程对电压的幅值和相位进行整定,在电流源并联系统中受到限制,使得电流分配精度不高,且环流抑制效果有限。对此,采用了一种针对电流源并联系统的改进下垂控制策略,结合下垂方程对电流的幅值和相位进行调整,输出参考电流,提高了电流分配精度,可以更好地应用在电流控制系统中。该策略引入了纯感性的虚拟阻抗,在减小功率耦合的同时提高了环流抑制效果,同时针对虚拟阻抗的使用而导致的母线电压跌落,在无功下垂控制回路中使用了电压补偿,减小电压跌落的同时得到了更加精准的输出电流。最后,通过MATLAB/Simulink仿真与搭建实物样机并进行相应实验,验证了理论分析的可行性。     

永磁同步电机的高带宽鲁棒容错电流预测控制

为提高永磁同步电机交流伺服系统的电流环带宽和动态响应性能,提出了一种基于预测评价函数与滑模观测器的两步电流预测控制方法。首先设计了以获得最优电压矢量为控制目标的预测评价函数,解决了现有两步电流预测控制中系统噪声引起较大电流波动的问题;然后基于包含参数摄动项的定子电压方程和新型开关函数设计了一种滑模观测器,当观测器选取合适的增益矩阵时所观测的等效电流误差收敛于因电气参数失配导致的电流预测误差,并可根据等效电流误差进行相应电压的补偿修正。在电机控制性能测试平台上对所提出的方法进行了幅值为3A的q相电流阶跃响应实验,电流环带宽测试实验以及控制器鲁棒性实验,结果表明:该方法不仅能够有效提高伺服系统电流环的带宽水平和动态响应性能,还具有较高的鲁棒性。     

提高磁放大器式整流焊机电流稳定性的研究

磁放大器式整流焊机焊接电流随网压变化较大,这一问题直接影响到该类型焊机的性能。本研究在焊机的磁放大器激磁回路设置了网压波动补偿环节及电流负反馈环节,使得当网压降低时激磁电流适当地增加,网压升高时激磁电流相应地减少。结果焊接电流随网压波动甚微,即电流的稳定度高。本文分析了所研制的激磁回路的工作原理以及实验数据。将该激磁回略应用在自制的LH—80型等离子弧焊机,当网压波动10%,该机焊接电流2变化%以内。     

电压源、电流源和受控电源

设计实际的电流控制电压源和电压控制电压源,利用实际的电流控制电压源或电压控制电压源与实际独立电源,实现与理想电压源和理想电流源外部性质相同的电压源和电流源及电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源。     

基于对称优化的SVPWM双闭环逆变器

为了使逆变器输出电压为谐波含量很小的正弦波,并获得较高的直流母线电压利用率,在控制策略上选择了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM),并利用空间矢量对称性对计算过程进行了简单优化。为了获得稳定的输出电压波形,本文应用了电压电流双闭环控制的PWM三相逆变器,输出电压和输出电流分别通过电压外环和电流内环实现稳定控制。这种控制方法有效改善了系统的抗干扰能力和动态响应。MATLAB的仿真结果证明了该控制方法的正确性和高效性。     

人工神经元网络的电机自适应控制方法

在阐述前馈型神经元网络基本原理的基础上，建立被动补偿式脉冲发电机电流波形控制的人工神经元网络模型，并对网络输出与仿真输出进行比较，获得了较高的精度；最后对人工神经元网络在补偿脉冲发电机波表控制领域中的应用前景进行了分析。     

基于对称优化的SVPWM双闭环逆变器

为了使逆变器输出电压为谐波含量很小的正弦波,并获得较高的直流母线电压利用率,在控制策略上选择了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）,并利用空间矢量对称性对计算过程进行了简单优化.为了获得稳定的输出电压波形,本文应用了电压电流双闭环控制的PWM三相逆变器,输出电压和输出电流分别通过电压外环和电流内环实现稳定控制.这种控制方法有效改善了系统的抗干扰能力和动态响应.MATLAB的仿真结果证明了该控制方法的正确性和高效性.     

热连轧AGC系统的串级预测控制

在监控自动厚度控制(AGC)系统基础上,增加一个压力AGC副回路控制.基于Smith预估模型,采用串级控制方式以综合使用监控AGC与压力AGC.副回路采用PID调节方式,主回路基于广义预测控制(GPC)算法求解控制器.由于增加了副回路控制,对进入副回路的干扰有超前抑制作用,因而减少干扰对主变量的影响,提高了抗干扰能力,从而改善了过程的动态特性.仿真结果表明该方法是可行性的,具有较好的控制性能.     

静止同步补偿器不平衡控制的伴生谐波与对策

采用静止同步补偿器(STATCOM)对配电系统中公共连接点处不平衡电压和电流进行控制是改善电网电能质量的一种有效方法.本研究利用开关函数基频模型,分析了STATCOM在不平衡控制时因交直流侧的调制耦合而导致STATCOM输出电流波形畸变的机理,提出了一种改进的开关函数,切断了STATCOM直流侧与交流侧的耦合通路,消除了不平衡补偿对STATCOM输出补偿电流的影响.以三相负荷不平衡控制为例,搭建了三相不平衡控制系统的仿真模型,验证了理论分析的正确性.     

基于 PFC -PID 的锅炉汽包水位控制系统

根据预测函数控制（Predictive Functional Control,PFC）的基本原理和应用特点,在分析其一般算法的基础上,设计了余热锅炉汽包水位控制系统的预测函数控制器。通过内回路采用传统 PID,外回路采用预测函数控制———预测函数控制与PID 串级控制相结合,取代传统的汽包水位三冲量串级 PID 控制。MATLAB 仿真结果表明,与传统 PID 控制策略相比,PFC PID 控制策略能快速消除给水流量的扰动,且具有较强的鲁棒性,动态品质良好。     

三极管式高频脉冲钨极氩弧焊电源

阐述了电流反馈截止式三极管高频脉冲钨极氩弧焊电源的基本原理和电路组成.分析了脉冲电流产生和变化规律.指出了电路参数对电源性能的影响;主回路电感、续流电阻对脉冲频率及脉宽比的影响;以及主回路电感对三极管管压降的影响及电路参数对输出频率、电流波形、外特性曲线形状及三极管工作状态的影响.高频脉冲TIG焊是一种新工艺,由于高频电弧具有很高的稳定性,因而可以显著提高焊接速度,最小焊接电流可以达到几安培以下,能焊接0.1mm厚的不锈钢薄板.     

基于纳米材料的葡萄糖传感器测试系统设计

研究了一种基于纳米材料的新型电化学非酶葡萄糖传感器测试系统的设计方法.在2 M 的 KOH 溶液中, Pd-Ni/SiNWs(钯-镍/硅纳米线)电极在脉冲扫描电压作用下,对溶液中葡萄糖分子有良好电催化氧化作用,回路中会产生催化氧化电流,可以通过峰值电流保持器对回路电流进行监控,把回路中与葡萄糖催化氧化过程相对应的电流峰值记录下来,作为检测葡萄糖浓度的依据.根据上述原理,开发出了一种含可控波形电压输出、电流峰值采集、显示输出以及键盘控制等功能模块的葡萄糖传感器测试系统     

交流伺服系统永磁同步电机电流及位置二级状态观测器设计

为了提高交流伺服控制系统的反馈精度,并消除反馈信号的滞后问题,针对永磁同步电机电压控制模型及其运动学控制模型进行深入分析,并在此基础上对控制系统反馈环节的工作时序进行分析,得到了电流及位置反馈环节的滞后周期数,提出电流及位置一级状态观测器。通过当前控制周期反馈位置及电流值,对下一个控制周期的电流及反馈位置值进行精确估计,并将一级状态观测器的观测输出值作为二级状态观测器的输入,进一步抑制电流及位置反馈信号的高频振荡及时滞。结果表明:二级电流及位置状态观测器对反馈信号的高频噪声起到明显的抑制作用,并对反馈值进行了准确的预计观测;二级位置观测误差小于0.005rad,并消除了反馈中夹杂的高频噪声。将该方法应用于交流伺服控制系统中,进行高速高响应定位控制,响应频率达到200Hz,加速度达到62 831rad/s2,此时系统相电流稳定,定位精度达到1.5°,从而实现了电流及位置的精确观测。     

基于双回路磁检测原理的电流比较仪

为了解决多通道磁调制式直流电流比较仪遇到的虚假平衡点导致通道封闭的问题,提出了双回路磁检测器原理.双回路磁检测器由磁放大器回路和磁调制器回路组成,利用磁放大器的输入输出特性来改善磁调制器的输入输出特性,其输出信号同时具有磁调制器输出信号高灵敏度的特性和磁放大器输出信号单质的特性.实验测试了双回路磁检测器实验模型的输入输出静特性曲线,并建立了双回路磁检测器的Simulink仿真模型.实验和仿真结果表明:相比于传统的磁调制器,双回路磁检测器直流检测特性的虚假平衡过零点即虚假平衡点得到了消除,并且输入输出静特性曲线的单调特性得到实现,具有重要的理论和实用价值.     

稳定电源用直流有源滤波器的检测纹波电压控制方法

对一种特殊的高精度、低纹波大功率直流稳定电源的直流有源滤波器的主电路结构和抑制纹波的原理进行了分析,提出了检测纹波电压的直流有源滤波器控制方法.该方法通过检测负载的纹波电压来控制有源滤波器的输出,从而降低了负载电流纹波.这种方法的显著优点是在对传感器和电路元件精度要求不高的情况下,非常容易实现大功率直流稳定电源的低纹波要求.对一台实际应用的工业装置的测试表明,其电流纹波系数达到了1×10-5.     

电压不平衡下Vienna整流器的谐振滑模控制策略

针对电网电压不平衡条件下,Vienna整流器存在的负序电流及有功功率纹波问题,提出一种谐振滑模控制策略。首先,利用三相电压电流推导了三相Vienna整流器的直接功率控制模型;然后,在电压不平衡条件下,分析了系统不同控制目标的二倍频纹波补偿量,并设计了谐振控制器以便快速有效地跟踪纹波;最后,应用滑模控制策略对功率环进行设计,并通过对Lyapunov方程的求解确定Vienna整流器输出电压控制量。在MATLAB/Simulink上搭建了Vienna整流器仿真平台,对所提的谐振滑模控制策略的有效性进行了验证。仿真结果表明,该策略提高了系统在电网不平衡条件下的稳定性及控制精度。与传统PI控制策略相比,在电网不平衡下,Vienna整流器交流侧负序电流被抑制到原有的35.7%,有功功率纹波减少了67%。     

蒸发过程的非线性模型预测控制

针对蒸发过程的六效逆流蒸发系统存在着多变量、非线性且回路间具有较强耦合等特点,基于物料衡算和热量衡算在其稳态工作点附近建立了动态模型,并应用非线性模型预测控制策略进行了仿真研究.为了更好地解决非线性模型预测控制中的优化问题,采用遗传算法来计算其控制序列,并将输出变量的约束作为惩罚项加到目标函数中,以保证求出的控制量可行.与常规PID控制结果比较表明,非线性模型预测控制在控制性能上有了较大改善并起到了节能降耗的作用.