自动铺丝机器人的运动学性能指标分析研究

针对7自由度纤维丝束自动铺放机器人运动学性能指标的衡量问题,引入了活动标架和外微分方法。根据活动标架推导出串联机器人的运动学方程,根据外微分定义了机器人的体积元函数,提出了利用外微分和活动标架结合的体积元函数,并作为衡量冗余自由度机器人运动学操作度的性能指标;然后把7自由度纤维丝束自动铺放机器人的相关D-H参数代入用活动标架推导的运动学方程和用外微分定义的体积元函数,求出了7自由度纤维丝束自动铺放机器人的体积元函数;对比了体积元函数和Yoshikawa提出的操作度函数,发现了体积元函数和操作度函数具有相同的变化规律。研究结果表明:采用体积元作为衡量7自由度纤维丝束自动铺放机器人运动学操作性能指标是有效的。     

基于三相桥式逆变器的DPWM调制算法测试研究

三相桥式逆变器的开关损耗和变换效率是目前研究的热点。分析SVPWM调制和6种不同模式下DPWM调制算法的原理和特征,提出一种基于三相桥式逆变的调速控制系统,以永磁同步调速控制器为研究对象,通过不同调制模式在不同转速下的状态分析,得出电机转速较高时DPWM方法在控制器效率方面高于SVPWM算法,而电机转速较低时电流波形畸变的结论,为进一步的算法优化奠定基础。     

一种实用型电能质量调节装置及其控制

针对微电网电能质量问题,提出一种将微网储能单元与有源滤波器组合的新颖实用型电能质量调节装置,设计适用于该装置的双级变流器系统。给出了该系统的结构组成,分析装置的工作原理;基于含前馈校正的直流母线电压预测控制方法,控制调节双级变流器的直流母线电压;运用无需谐波电流检测的直接功率控制方法,对有源滤波器进行控制。该装置不仅能实现短时供电中断时的UPS功能,而且能够抑制谐波。仿真结果验证了该装置的可行性和有效性。     

基于级联STATCOM的风电场并网电压稳定性研究

风力发电机组大多采用异步发电机,风力异步发电机并网发电时,会产生电压波动等一系列电能质量问题.通过论述异步风力发电机和级联STATCOM的数学模型,提出在风电场出口并联级联STATCOM的方法来解决风电场并网电压稳定性等问题.仿真结果表明,该方法可以有效并迅速地解决风电场并网电压稳定问题,提高风电场低电压穿越能力以及故障恢复能力.     

含微网的配网统一电能质量调节装置

针对含微网的配网电能质量问题的特殊性,分析分布式电源对配网电压、电流电能质量的作用机理,根据电能质量调节器与并网逆变器的相似性,提出一种含微网的配网电能质量调节器,对其系统结构与工作原理进行分析,采用一种改进型复合指令电流合成算法,实现了该装置既能并网发电又能治理谐波和无功的多种功能,提高工作效率并降低投资成本。仿真与实验结果验证了该方案的可行性。     

三相电压不平衡下级联STATCOM的控制方法

针对三相电压不平衡下级联静止同步补偿器(STATCOM)的控制问题,分析了级联STATCOM在三相电压不平衡时的工作特性,指出可以通过让级联STATCOM输出负序电压的办法来保证接入点的电压平衡。详细推导了系统在正序和负序环境下的解耦控制方程,提出一种新的正序—负序解耦脉宽调制的控制方法,分析了其两种工作模式:无功功率补偿模式和电压控制模式。级联STATCOM上层采用正序—负序解耦控制;下层采用能量平衡的控制策略保证各模块直流侧电容电压平衡。仿真和实验表明,该方法可以有效地解决级联STATCOM在三相电压不平衡下的安全运行问题,使得其在抵御一定的不平衡电压的同时具有较快的无功功率补偿特性,实现其最大化利用。     

微网高渗透率下配电网电能质量调节器定制

分析了微网高渗透率对配电网电能质量的作用机理,包括对配电网电压及电流质量的作用机理。通过分析对比原有电能质量调节器与微网并网逆变单元的相似性,完成了微网高渗透率下配电网电能质量调节器的定制,并对其系统结构与控制原理进行了详细的分析。采用一种改进型的复合指令电流合成算法,实现了微网高渗透率下配电网电能质量调节器的复合控制。仿真与试验结果验证了该方案的可行性和有效性。     

微电网储能单元与有源电力滤波器的组合研究

为了提高微电网电能质量以及运行的可靠性,提出将微电网储能单元与有源电力滤波器进行组合。利用微电网储能单元与有源电力滤波器主电路结构相似、功能互补的特点,将二者组合,从而实现“一机多能”,节约投资成本。分析组合装置的结构特点,给出组合原理,建立组合系统的整体动态数学模型,应用空间矢量控制策略,有效提高控制精度和响应速度。仿真和实验结果表明,该装置能够达到调节微电网的有功和无功功率、抑制谐波的目的,验证了组合装置的合理性和有效性。     

有轨电车动力系统设计及参数优化

基于燃料电池有轨电车的整车工况,设计了"燃料电池+动力电池"的动力系统结构。以燃料电池功率和动力电池单体并联数量作为优化参数,设计了联合优化算法结构。采用庞特里亚金极小值原理分配燃料电池和动力电池功率,确定燃料电池功率和动力电池容量参数组合可行区域,并解决在不同参数组合条件下最优状态初值的选取问题,得到了成本最小的最佳参数组合并作为参数优化结果。研究结果表明:随着燃料电池功率逐渐增加,燃料电池工作点移动到高效率区域,同时燃料电池最大效率点在约为占总功率的18%上,参数优化结果为今后的工程化设计提供技术支撑。     

级联STATCOM的直流侧电容电压平衡控制

针对级联静止同步补偿器(STATCOM)直流侧电容电压不平衡问题,通过分析级联STATCOM静止坐标下的单相数学模型,基于解耦变换将有功和无功解耦分离,提出通过总体控制和有功电压平均分配控制来平衡其直流侧电容电压,利用主从控制的思想实现控制要求。主控制器算出级联STATCOM每相交流侧所需总的有功、无功电压及电网电压相位等信息,同时实现对直流侧电容电压的总体控制,从控制器通过对每个级联模块单独控制实现对每个模块进行有功电压平均分配控制。仿真和实验结果表明了该方法的可行性和有效性。