基于参考磁链矢量计算的PMSM直接转矩控制

为了减小传统直接转矩控制中较大的转矩和磁链波动,并使逆变器开关频率保持恒定,研究了一种基于参考磁链矢量计算的永磁同步电机直接转矩控制方法。从定子磁链矢量的变化所反映出的对转矩和磁链的控制作用考虑,对基于参考磁链矢量计算的直接转矩控制的原理和结构进行了详细地分析和论述。在此基础上,通过转矩方程局部线性化来获取转矩环的控制模型,在线性化过程中的误差进行分析的基础上,研究了转矩环PI控制器的参数设计方法。仿真和实验结果验证了所研究控制方法的可行性和有效性。     

湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩气生气物质基础研究

为客观评价湘西北地区页岩气资源勘探潜力,利用野外露头地质剖面资料、有机地球化学分析数据等研究了区内页岩气生气物质基础。研究结果表明,研究区黑色泥页岩厚度可从几十米高至两百余米,且从深水陆棚往斜坡方向黑色泥页岩厚度逐渐减薄。研究区黑色泥页岩有机碳含量平均为5.46%,热水喷口及其周边地区则平均高达8%以上。湘西北地区下寒武统牛蹄塘组泥页岩有机碳含量与其石英矿物含量之间具有正相关关系,深水陆棚区和斜坡区泥页岩有机碳含量与其黏土矿物含量之间则分别具有正、负相关关系,表明泥页岩中石英、黏土矿物含量可指示其有机质富集程度。湘西北地区下寒武统牛蹄塘组泥页岩有机质类型为Ⅰ型和Ⅱ1型,等效镜质组反射率均在2.5%以上,平均大于3%,达到了过成熟阶段。不难发现,湘西北下寒武统牛蹄塘组具有良好的页岩气生气物质基础。     

基于区间选择的三电平中点电压平衡研究

中点电压不平衡是三电平逆变器的固有问题。分析了不同电压矢量对中点电压的影响,研究了不同区间内,在调制波上叠加直流偏移量与中点电压间的关系,提出基于区间选择型的SVPWM三电平中点电压平衡控制策略。该方法仅需采样直流中点电压,通过选取合适的调整区间,在该区间内加入直流偏移量到调制波上,维持合成矢量作用顺序不变,改变合成矢量作用时间,通过重新分配大矢量、小矢量或零矢量作用时间,从而解决三电平逆变器中点电压不平衡的问题。实验结果验证了基于区间选择型的SVPWM三电平中点电压平衡控制策略的有效性。     

案例探究式故障诊断综合实验改革

针对专业硕士学位研究生实验教学的行业性和职业性需求,在分析故障诊断方法与应用理论教学和实验教学基础上,建立案例探究式故障诊断综合实验体系。该体系以实际工程案例为背景,通过数据采集、不平衡故障、不对中故障、轴承裂纹故障四大模块进行实验案例库设计。数据采集通过传感器选择、测点分布、采样参数设置进行实验案例设计,不平衡故障通过数据采集、动平衡校正进行实验案例设计,不对中故障通过数据采集、分析方法进行实验案例设计,轴承裂纹故障通过数据采集、裂纹尺寸、分析方法进行实验案例设计。该实验案例库设计与理论教学内容密切相关,能够满足专业学位研究生的工程训练需求,并提高解决工程问题和理论创新能力。     

基于稀疏特征的连轧机故障信号分离方法

连轧机组的稳定性对于保障轧制产品的质量精度起着决定性的作用,连轧机组中监测各轧机状态的信号具有强耦合性,从复杂的信号中分离出各轧机独立的状态信号,对连轧机组的状态监测和故障诊断具有重要的意义。提出了一种基于稀疏特征的连轧机故障信号分离方法,并进行了仿真和现场验证。首先,通过基于时频谱分割的稀疏分解方法将各混合信号中的微弱冲击特征提取出来;其次,对所有稀疏表示信号的原子按照一定规律排序,得到各混合信号的稀疏矩阵;然后,根据稀疏原子的相似性对稀疏表示的原子进行聚类,确定盲源分离的源个数;最后,根据稀疏矩阵的系数和源个数比较准确地估计出混叠矩阵,实现混合信号的盲分离。     

基于I/F起动和扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机全速域无传感器控制方法

针对永磁同步电机(PMSM)全速域范围内无速度传感器运行时,电机低速起动位置估计困难的问题,提出了一种恒电流变频(I/F)和扩展卡尔曼滤波器(EKF)相结合的控制方法。在低速采用恒电流变频比起动,中高速切换为EKF进行位置和速度的估计。为解决切换过程不稳定的问题,利用电机转矩-功角自平衡特性,在切换过程中以两种控制方法给定的角度差作为反馈输入信号来减小切换前给定电流,在角度差接近零时切换电流和位置给定,使切换前后给定电流和给定位置基本保持不变。最后通过仿真验证该方法的可行性。     

基于高阶滑模速度控制器的异步电机模型预测转矩控制

针对三相异步电机驱动系统,提出一种基于高阶滑模速度控制器的模型预测转矩控制策略.为了降低负载扰动对系统运行性能的影响,设计一种基于二阶Super-Twisting滑模技术的速度环控制器,以代替传统PI速度控制器,并应用Lyapunov稳定性理论对其稳定性和鲁棒性进行分析,得到使速度控制系统收敛的参数范围.为了提升转矩控制精度,基于异步电机的数学模型,采用模型预测转矩控制理论,以转矩和定子磁链为控制目标设计评价函数,得到最优输出电压矢量驱动电机运行.仿真结果表明,所提出的控制方法能有效提升系统对负载扰动的鲁棒性,并有效降低转矩波动,使电机具有良好的动态和静态运行性能.     

基于负载转矩观测的PMSM直接转矩反步控制

基于永磁同步电机数学模型,考虑永磁同步电机的非线性特性,提出了一种新颖的反步法控制策略设计转矩和磁链非线性控制器,使电机具有快速的速度和转矩响应性能,并且能有效减小转矩和电流脉动。针对负载转矩扰动的问题,设计了负载转矩Luenberger状态观测器以减小扰动对系统的影响,并采用线性矩阵不等式对反馈增益进行求解。通过仿真可以看出,所设计的控制器使系统具有良好的动静态特性,负载转矩观测器能准确估计负载变化,使系统对负载扰动具有较强的鲁棒性。