混合级联多电平逆变器混合频率载波调制技术

针对于Ⅱ型混合级联型多电平逆变器混合调制中,输出电平切换时出现的低压单元直流侧电流倒灌问题,提出了一种改进的混合频率载波调制策略.该策略采用频率相差1倍,且幅值相同的6个层叠载波对正弦调制波进行混合调制,兼顾了低压单元和高压单元的性能,在保障输出电压波形质量的同时,完全解决了电流倒灌问题.以Ⅱ型混合级联七电平逆变器为例,在给定相关参数下对该策略进行了仿真和实验验证,研究结果表明该策略下逆变器相电压和线电压总谐波畸变率分别为19.90％和17.34％,谐波主要分布在载波比两侧,直流侧电流倒灌问题被完全消除.     

基于PWM交交变频器的分频风电系统研究

传统相控式交交变频器由于采用电网换相方式,电源侧功率因数较低,在实际应用中需要加装各种无功补偿装置。应用IGBT全控型器件和PWM技术并利用Matlab的Simulink环境搭建了一种新型的交交变频器——PWM交交变频器,该变频器使工频电源侧电压与电流的位移因数提高到接近1,因而大大提高了电源侧的功率因数。同时把该变频器应用于柔性分频输电系统中,并模拟了一回200 km/110 k V输电线路。仿真表明其输送容量大于90 MW,相对于工频交流输电系统容量大大提高;变频器的位移因数提高到1,网侧的功率因数得到了大大改善,达到了0.9以上。因此PWM交交变频器大大改善了系统性能,尤其是工频侧的功率因数。     

双馈式风机控制器参数整定的实用方法

随着应用场合的不同,风电场模型参数需要相应改变。现在主流的风电场大多采用双馈式风机,而双馈式风机模型中PI控制器参数修正问题少有文献谈及。针对此问题,在PSCAD/EMTDC仿真平台下,忽略风机启动的暂态过程,转子侧、网侧变流器分别采用定子磁链定向、电网电压定向控制策略,建立了转子侧、网侧变流器均采用SPWM调制的直接功率控制模型。给出了基于传递函数的控制器参数整定方法,适用于双馈式风机的控制器参数的修正。模型详细参数采用GE1.5 MW双馈式风机组成的风电场模型参数。与Matlab/Simulink下仿真结果对比可知,该整定方法取得了较理想的效果,在两个仿真平台中输出参量具有较好的一致性。     

基于自然坐标与功率前馈的三相电压型PWM变流器控制

针对三相电压型PWM变流器控制系统,提出一种自然坐标与负载功率前馈控制方法。根据p-q理论在自然坐标下的表征,引入瞬时有功电压和瞬时无功电压的概念。从而基于电网电压定向的矢量控制策略引入PWM变流器的自然坐标控制方法,省去了电网相位检测和坐标系变换,降低控制复杂度。针对PWM变流器矢量控制下直流侧负载(包括有源负载和无源负载)功率波动对直流侧电压产生较大冲击和波动问题,基于功率平衡和p-q理论推导了负载扰动点到三相交流电流指令的前馈通道增益矩阵,提高PWM变流器直流侧稳压控制的鲁棒性。RCP实验证明所提方法的正确性和可行性。     

模块化多电平变换器与级联H桥变换器在中高压变频器应用中的对比研究

级联H桥型变换器CHB(cascaded H-Bridge)由于其笨重、复杂的多绕组移相变压器,限制了其向更高电压/功率等级电机驱动中应用。而模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)的拓扑结构相比CHB可省去其笨重、复杂的移相变压器,因而更希望能够采用MMC来实现更紧凑、更灵活的电机驱动解决方案。但需要指出,MMC与CHB实际上存在很多不同之处,至今还没有文献对这两种拓扑各方面性能进行过系统的比较。为此,文中首次详细对比了MMC与CHB在电路结构、工作原理、元件数量、PWM调制方法、谐波性能等方面的优缺点,并探讨了MMC在电机驱动应用中需要面对的电容电压平衡问题、环流问题、启动预充电问题、以及低频运行时的电容电压波动等问题,并给出了相应的解决方法与一些基本的实验验证,旨在为模块化多电平换流器在电机驱动应用中的推广提供一点抛砖引玉的作用。     

基于电容ESR和预测调制的DC-DC变换器双环控制策略研究

针对boost型DC-DC变换器,研究基于输出电容ESR纹波电压的预测调制控制策略.首先提出了无需电流采样,并采用输出电容ESR纹波电压的双环控制系统.其次,为了提升DC-DC变换器系统性能,引入了预测调制策略,可以提高变换器瞬态响应速度,减小由输入电压及负载变化引起的扰动.同时,为避免次谐波振荡,采用谷值后缘预测调制技术.最后,对该变换器进行Simulink仿真,结果表明,采用基于输出电容ESR纹波电压的双环控制,结合谷值后缘预测调制技术,可以稳定变换器输出电压,提升瞬态响应性能.该策略无需电流采样以及谐波补偿等模块,能够有效降低硬件成本.     

基于隐马尔科夫模型的CPM信号盲Turbo均衡算法

针对高阶连续相位调制信号(CPM)盲均衡中存在的均衡性能较差以及不容易收敛等问题,从隐马尔科夫模型(HMM)的角度出发,建立一种新的EM-SOVA信道盲均衡方法,并结合Turbo均衡思想,提出了一种适用于高阶CPM信号的盲Turbo均衡算法。该算法通过将SOVA内嵌到EM算法的迭代过程中,有效改善了信道均衡效果,同时使用Turbo均衡的软信息迭代处理来进一步提高低信噪比条件下系统性能。理论分析和仿真结果表明,所提算法具有良好的盲均衡性能以及收敛性。     

基于IQ/CD的单光子载波矢量信号传输系统设计

提出并验证了一种使用单光子载波、基于 IQ 调制和相干检测的新方法来传输两个矢量信号,单光子载波上的同一个偏振态光携带 IQ 调制信号,具有正交偏振状态的光载波直接通过光波调制光波传输,两个正交极化波的光发送到相干检测器中解调。仿真实验了在25 km 单模光纤两个 QPSK 信号以数据率为1 Gbps 传输时的传输性能。     

航空相机扫描像移片上补偿技术

查打一体化是当前航空相机的一个主要发展方向,其中一项关键技术为扫描像移的动态、高精度补偿.基于面阵探测器的时间延迟积分(TDI)扫描像移补偿方式相比于光机式的像移补偿方式具有天然的优势,然而当前的面阵探测器TDI像移补偿精度是像素级的,进一步提高查打一体化相机分辨率遇到了瓶颈.针对于此本文首先介绍了查打一体化航空相机工作原理,然后针对帧转移CCD的特性建立了电荷行间转移的数学模型与电荷转移像移的调制传递函数模型,在此基础上提出了一种查打一体化航空相机扫描像移的片上补偿方法,采用该方法可将西相位面阵TDI CCD的像移补偿精度提高至1/2φ像元.最后搭建了实验平台并给出了二、三、四相位面阵TDI CCD电荷转移像移对遥感图像质量的影响,同时也证明了提出的方法能够显著提高图像质量.     

石墨烯基材料的能带调控技术研究进展

石墨烯具有一系列特殊的物理和化学性质,因而近年来受到人们的极大关注。然而目前石墨烯在光电子领域的应用尚不广泛,其主要原因是由石墨烯的半金属性决定的,所以将石墨烯由半金属转变为半导体就成为人们关注的一个焦点问题。我们针对石墨烯能带调制问题开展了系统的石墨烯基材料与器件的制备研究,开发了单层、双层石墨烯的CVD制备技术、氧化石墨烯的"Tang-Lau Method"制备技术、石墨烯量子点的微波辅助水热制备技术及软模板制备技术、氯/硫掺杂石墨烯量子点水热制备技术等。系统地研究了制备参数对石墨烯基材料的性质影响,探讨了尺寸效应、掺杂元素等因素对石墨烯基材料能级的影响,成功制备得到了一系列具有半导体性质的石墨烯基材料,并初步探讨了这些材料在光电器件中的应用。我们经过多年的研究,掌握了石墨烯基材料制备的核心技术,并成功建立了一套石墨烯能带调制技术。