两电平逆变器长时域有限控制集模型预测控制

传统的长时域有限控制集模型预测控制(LHFCS-MPC)采用穷举法来实现。由于其计算量随着预测时域的增加而呈指数增长,难以应用到逆变器控制系统中。针对这一问题,提出了一种新的LHFCS-MPC算法。利用球形译码思想,缩小了最优解的搜索范围,显著提高了算法搜索最优解的效率;结合回溯法的深度优先搜索策略,进一步降低了算法的计算量。同时,为了确保算法在每个采样周期内都能维持较低的计算量,给出了初始和动态时算法预测时域的切换策略。利用该LHFCS-MPC算法,实现了两电平逆变器的电流控制,并搭建仿真模型进行验证。仿真结果表明,其计算量比穷举法降低了2个数量级;与比例积分(PI)控制相比,该算法具有更优的静态和动态性能。该算法对于扩大LHFCS-MPC的工程适用范围(如高采样率或动态变化很快的场合)具有实际意义。     

基于虚拟磁链定向的NPC三电平逆变器有限控制集模型预测控制

针对传统的NPC三电平逆变器有限控制集模型预测控制(FiniteControlSetModelPredictive Control,FCS-MPC)存在计算量大、du/dt高等问题,提出了一种改进的FCS-MPC策略。通过添加开关跳变等约束条件,计算量减至传统FCS-MPC的1/3,同时降低了du/dt;以电压预测代替电流预测,进一步降低了算法的计算量。此外,给出了一种改进的电网虚拟磁链观测模型。根据逆变器αβ坐标系下的离散数学模型估算出电网电压,而后采用一阶低通滤波器计算电网虚拟磁链,减小了虚拟磁链的波动。仿真结果验证了所提出的虚拟磁链观测方法的有效性和NPC三电平逆变器FCS-MPC策略良好的动静态特性。     

异步电机模型预测控制系统设计

传统的异步电机矢量控制系统采用双闭环PI控制策略,难以解决超调量和快速性的矛盾,并且控制参数多、参数整定困难。针对这一问题,提出了一种基于模型预测控制(MPC)的矢量控制系统。利用异步电机同步旋转坐标系下的数学模型,根据MPC原理设计了转速预测控制器,结合无差拍控制思想和有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)原理设计了电流预测控制器。转速预测控制获得q轴参考电流,电流预测控制实现d,q轴电流解耦控制并且直接输出开关信号,无需PWM调制环节。仿真结果表明,所提出的异步电机MPC控制策略具有良好的动、静态性能。     

氮掺杂石墨烯整体式催化剂设计制备及其在丙烷氧化脱氢反应中的应用

以吡啶、吡咯和尿素为含氮元素前驱体,通过水热自组装结合热处理法制备了氮掺杂的石墨烯整体式催化剂,考察了其催化丙烷氧化脱氢反应的活性。催化剂结构表征和反应活性测试结果表明：以吡啶为前驱体很难有效地引入较高含量的氮原子;以吡咯为前驱体时能够一定程度地增加氮原子的掺杂量,但对石墨烯表面氧物种含量的调控并不明显,对石墨烯催化活性的改善比较有限;尿素分子具有一定的还原性,在水热过程中能与石墨烯表面的氧官能团发生化学反应。尿素前驱体不仅能作为氮源被引入到石墨烯的结构中,而且能有效提升石墨烯整体式催化剂中活性氧物种的数量,进而显著改善了石墨烯整体式催化剂的性能,使丙烷转化率和丙烯产率明显提高。这一优化策略对杂原子调控石墨烯整体式材料的催化性能和构效关系研究以及新型高效碳基整体式催化剂的设计制备具有指导意义。     

基于TwinCAT的压缩机组实时监测系统设计与实现

针对多台大型压缩机组监测数据量大,实时性要求高等问题,设计了一种基于TwinCAT的压缩机组实时监测系统.阐述了监测系统总体设计方案,PLC程序编写,TwinCAT系统管理器组态,上位机监测软件的研制.应用结果表明该实时系统能够满足大数据量传输、高实时性的要求.