Torque Ripple Suppression Integrated Starter/Generator Control Strategy for Brushless Wound-Field Synchronous Motor

A flux linkage compensation field oriented control (FOC) method was proposed to suppress the speed and torque ripples of a brushless wound-field synchronous motor in its starting process. The starting process was analyzed and the model of wound-field synchronous electric machine was established. The change of field current of the electric machine was described mathematically for simplified exciter and rotate rectifier. Based on the traditional field control, the flux linkage compensation was introduced in d-axis current to counteract the flux ripple. Some simulation and preliminary experiments were implemented. The results show that the proposed method is feasible and effective.     

轴频电场与静电场一体化腐蚀相关电场隐身方法研究

为降低舰船腐蚀相关电场信号,分析电流补偿方法对轴频电场信号和主动轴接地(ASG)技术对静电场的影响,基于电流补偿与ASG之间的关系,提出轴频与静电场一体化的电场隐身控制方法。把ASG系统的补偿电流值视为船体的轴电流值,并将电流补偿方法中补偿电流与轴电流之间的比值κ作为电流控制量,实现了先轴频电场隐身、后静电场隐身;研制轴频电场与静电场一体化电场隐身控制原理样机,通过模型试验和海上试验结果对轴频电场与静电场一体化控制方法的性能进行检验。结果表明：该方法能够有效降低静电场与轴频电场信号。     

运动载体发动机用组合起动机/发电机技术研究

本文论述了开关磁阻发电机的电磁机理及与传统发电机相比的电磁特征, 分析了线性模型条件下发电机相电流波形, 提出了基于电磁参数预估、磁链空间数值分析及稳、动态性能仿真基础上的集成ＣＡＤ设计方法, 设计并制做了开关磁阻组合起动机／发电机样机, 进行了起动、发电功能组合试验, 并按ＭＩＬ－ＳＴＤ－７０４Ｅ对变速和变载恒压发电试验进行了考核, 给出了试验结果．     

高性能的位置伺服二自由度控制

为提高位置伺服系统的控制性能,提出一种高性能的位置伺服二自由度控制方法。基于二自由度控制思 想,通过速度环控制分析,提出速度环的回路补偿控制方法,采用前馈补偿控制器设计,通过改造位置伺服控制系 统的速度环调节器与位置环调节器,设计出二自由度控制器,并采用基于转子磁链定向的矢量控制策略进行实验验 证。实验结果证明：该控制方法是可行有效的,具有工程实用价值。     

动态条件下电磁轨道炮膛内磁场和电场分析

针对动态条件下电磁轨道炮膛内磁场和电场分布特性研究缺乏的问题,提出一种数值计算方法。基于磁扩散方程和安培定律,利用测得的动态实验数据和炮尾处磁通密度值,通过有限元计算,确定电枢区域和导轨区域的电流密度值;进一步计算得到电枢前端及后端中轴线各考察点磁场和电场分布特性。结果表明：随着与电枢距离的增加,各考察点峰值磁通密度逐渐减小,电枢前端各点衰减速度远大于后端各点;炮口时刻各考察点峰值电场值为膛内发射过程的数倍。提出的方法能够有效计算轨道炮智能炮弹部位感应电场和磁场,计算结果有助于智能炮弹电磁屏蔽设计。     

鱼雷电驱动系统VSS-DTC控制应用及仿真

针对鱼雷直流驱动系统结构复杂、电机转速和容量受限的问题,提出了采用直接转矩控制的永磁同步电机鱼雷电驱动系统。为了解决转矩控制中,电机存在磁链和转矩脉动较大,逆变器开关频率不恒定的问题,本文将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机直接转矩控制中,仿真结果显示VSS-DTC控制能有效的改善系统的动、静态运行性能。     

基于滑模变结构的永磁同步电机伺服系统速度控制技术

速度环是永磁同步电机伺服系统三环控制的中间环节,其控制方法和控制技术的优劣直接影响整个系统的动态响应。根据永磁同步电机空间矢量图及矢量控制原理,分析永磁同步电机数学模型和动静态坐标变换方程,由于速度环的比例、积分(Proportion Integral,PI)控制存在速度超调、速度差积分饱和及抗扰动性能差等问题,提出基于滑模变结构的速度环控制方法,设计滑模面及切换函数,构建滑模变结构速度闭环控制器。分析电流环对电机反电势的影响,提出在电流环的设计过程中加入反电势补偿环节的电流控制器,并对电流环进行简化处理。利用仿真软件对系统电流环、速度环及系统进行建模,通过仿真研究,验证系统速度控制策略的可行性。     

一种功率型无铁芯AFPM电机绕组涡流损耗抑制方法

用于水下航行体推进装置的功率型无铁芯永磁盘式（AFPM）电机定子绕组由于直接暴露在交变磁场中,会产生很大的涡流损耗,从而影响电机性能。本文推导了2种截面导体在交变磁场中的涡流损耗计算公式,提出了使用股间绝缘细绞合线代替原有扁平矩形导线来减少涡流损耗,建立了等效直线电机2D有限元模型,分析计算了绕组涡流损耗,同时通过11kW原理样机损耗试验,验证了相关理论与计算方法的可行性和准确性。     

基于温度补偿控制的水电阻软启动器的建模与仿真

针对大功率电动机在直接启动过程中启动电流过从而对电网产生较大的冲击的问题,设计一种基于温度补偿控制的水电阻调速器的大功率转子绕线异步电机软启动及调速系统。介绍水电阻器的结构以及原理,采用ARPS经验公式分析温度变化对电解质溶液的电阻率影响,建立基于水电阻调速的异步电动机调速系统动力学数学模型,提出了温度补偿的控制方法,通过Matlab/Simulink仿真验证模型及算法的有效性。仿真结果表明采用温度补偿的水电阻器调速系统启动电流较小,启动转矩平滑,调节速度快。     

无刷同步电机的起动性能仿真

针对目前国内无刷同步电机较少应用于电动运行的现状,设计一种无刷同步电机起动运行状态的仿真模型。该模型以电机起动系统为研究对象,利用模块化思路,分别建立励磁机、主发电机、旋转整流器以及控制单元等模块,运用这些模块搭建一个完整的起动运行模型,并对所建立的模型进行起动初期的仿真研究。仿真结果表明:该模型有一定的可行性和有效性,能为进一步研究无刷同步电机的起动性能奠定基础。     

基于温度补偿控制的水电阻软启动器的建模与仿真

针对大功率电动机在直接启动过程中启动电流过从而对电网产生较大的冲击的问题,设计一种基于温度补偿控制的水电阻调速器的大功率转子绕线异步电机软启动及调速系统.介绍水电阻器的结构以及原理,采用ARPS经验公式分析温度变化对电解质溶液的电阻率影响,建立基于水电阻调速的异步电动机调速系统动力学数学模型,提出了温度补偿的控制方法,通过Matlab/Simulink仿真验证模型及算法的有效性.仿真结果表明:采用温度补偿的水电阻器调速系统启动电流较小,启动转矩平滑,调节速度快.     

永磁同步电机无差拍电流预测控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)数字控制下的精度和延时等问题,提出 一种无差拍电流预测控制。给出同步旋转坐标系下永磁同步电机数学模型,考虑信号采集的延时和处理器计算延时, 进行2 次电流预测,并在Matlab/Simulink 环境下建立控制系统电流环进行验证分析。结果表明：与比例积分 (proportional intergral,PI)控制相比,电流环具有响应快、超调小的特点;与传统无差拍相比,电流环具有静态误差 小的优点,并且速度环闭环后,PMSM 控制系统具有良好的动、静态性能。     

基于强化学习补偿的地面无人战车行进间跟瞄自适应控制

针对底盘运动和路面起伏对地面无人战车行进间跟瞄带来的非线性干扰问题,提出一种 基于强化学习补偿的地面无人战车行进间跟瞄自适应控制方法。该跟瞄控制方法由主控制器与补偿控制器两部分构成,主控制器利用PID控制算法结合当前跟瞄误差得到主控制量,补偿控制器利用Dueling Q 网络强化学习算法对战车当前状态和局部规划路径附近的路面起伏信息进行处理得到补偿控制量。建立地面无人战车一体化运动学模型,对基于强化学习的补偿控制算法进行阐述;基于V-REP动力学软件在三维场景中进行仿真验证。实验结果表明：基于强化学习补偿的跟瞄控制方法对底盘运动和路面起伏具备较好的自适应能力,有效地提升了无人战车行进间跟瞄的准确性与稳定性。     

永磁同步电机静止参数辨识及电流环控制器自动参数整定

在永磁同步电机数字控制系统中,电流环控制器的参数整定是影响电流环带宽和系统控制性能的重要因素。为优化控制参数设计流程,提出一种基于静止参数辨识的自动整定方法,使控制系统在匹配不同电机平台时具有通用性。在永磁同步电机静止条件下,通过两点式伏安法辨识定子电阻值,消除脉宽调制中死区对定子电阻辨识的影响;通过高频注入法激励定子绕组,运用离散傅里叶变换分别得到交直轴电感值。分析推导自动整定电流环控制器参数方法,并根据辨识参数设计电流环控制器,在两组永磁同步电机实验平台上进行实验。实验结果表明：该控制方法可以使永磁同步电机具有良好的动态和静态性能;永磁同步电机静止参数辨识及电流环控制器参数自动整定方法是有效的。     

轮毂电机全速度范围无位置传感器控制研究

为提高电传动装甲车辆驱动系统的可靠性,研究车辆轮毂电机无位置传感器复合控制技术,并对速度过渡区间的切换方法进行了改进。建立了基于转矩、电流双闭环的永磁同步电机控制系统,基速上、下分别采用弱磁控制和最大转矩电流比控制策略;电机低速区采用简化的脉振高频注入法,中、高速区采用模型参考自适应法,以实现全速度范围内转子位置辨识;采用变权重加权控制切换方法,并改进算法切换过程中两种算法工作区间的选择,在保证辨识精度的同时节省了系统的软、硬件资源。仿真和试验结果表明：无位置传感器复合控制算法能够在全速度范围内准确辨识出转速和转子位置;改进后的切换方法能够保证电机在速度切换区间内实现平滑过渡,保证了电机可靠运行。     

线圈型电磁发射器反向电流分析及其对发射器系统的影响

线圈型电磁发射器利用驱动线圈和弹丸线圈的磁通耦合机制加速弹丸向前运动,磁通耦合的大小决定了弹丸的受力及其加速过程。然而高速运动的弹丸会造成其前部磁力线压缩,在驱动线圈内部产生与驱动电流方向相反的感应电流,抑制了电源的正常放电,导致发射器系统电流波形呈下滑趋势。针对该问题,从理论上导出了运动磁体周围环形电场分布方程,分析了运动磁体各项参数对感生电场的影响;运用有限元分析方法模拟了永磁体弹丸运动过程并利用钕铁硼柱体做了验证实验;运用线圈型电磁发射器实验平台测得了环形感应电流;通过分析不同电源电压条件下发射器系统电流分布提出了零电流输出模式的方案。     

定点式双向螺距补偿法及在数控系统中应用

定点式双向螺距补偿法应用在数控系统中.首先,在系统参数中建立每坐标轴螺距补偿相关参数:各补偿轴的起点机床坐标、终点机床坐标、补偿间隔的长度.并建立每段补偿间隔对应的补偿值表.数控系统在输出各轴进给量时,通过判断是否经过补偿点来对输出量进行补偿.     

正多边形磁链轨迹控制在伺服系统中的应用

以正多边形磁链轨迹控制基本原理为基础,设计了TMS320F240全数字控制PWM变频器,确保高速响应快,低速脉振小及较高转速精度的要求;并且给出了正多边形磁链轨迹作图法及其软件实现方法,提高了控制的实时性,实现了逆变器开关频率的自动调节。     

基于点电荷模型的腐蚀相关静电场快速预测方法研究

针对舰船腐蚀相关静态电场实时预测难的问题,提出了基于点电荷（电极）模型的快速建模方法。对舰船的结构进行合理分区,通过计算混合电位值确定电极的极化状态;在电极极化曲线及电化学系统电流和为0的准则基础上,建立了点电极电位和电流之间的函数关系;利用最小二乘算法计算点电极的电流值,并根据点电荷3层模型下的电位计算方法预测舰船腐蚀相关静态电场;分别利用仿真数据和船模试验数据对所提方法的有效性进行了检验。结果表明,所提方法能够实现对舰船腐蚀相关静态电场进行快速预测。     

基于电液比例技术的快速自动调平系统

发射车4点支撑式车体快速自动调平系统用一双轴液体摆作为水平度敏感元件，以4组单杆活塞液压缸和电液比例流量阀为核心的液压系统作为调平执行机构，用计算机对调平过程进行控制。采用基于4点支撑的位置误差控制调平方法，多点同时调节，调平速度快，稳定性好。通过计算机控制逻辑，控制电液比例流量阀控制电流大小，实现对流量的精确调节，调平过程平稳。