面向复合故障的牵引逆变器四桥臂容错控制

针对牵引变流器中NPC型三电平逆变器在一相或两相桥臂发生复合故障后的容错控制问题,在给出三电平逆变器四桥臂容错拓扑及其控制方式的基础上,通过分析逆变器主桥臂冗余矢量容错能力,归纳出复合故障类型,并就不同类型故障提出相冗余与矢量冗余相结合的容错控制策略,最终通过仿真建模对复合故障容错控制策略进行验证。仿真结果表明,三电平逆变器两相桥臂同时发生故障时可实现自动容错,故障后系统仍可全额或降额持续运行,验证了所提控制策略的有效性。     

列车用CAN协议一致性测试平台的设计与实现

列车用CAN总线协议一致性测试是保证不同设备制造厂家生产的CAN通信设备之间实现互联、互通和互操作的前提。在对协议一致性测试原理和CAN总线协议特点进行简要分析的基础上,提出了针对CAN总线协议一致性测试的协同测试方法和相应的一致性测试内容,设计并构建了相应的一致性测试硬件平台,并对测试软件平台中可执行测试实例产生、测试执行、测试评估以及测试管理等诸多环节所涉及的基本功能软件进行了设计和实现,完成了CAN协议一致性测试的基本功能。实际运行和测试结果表明：所设计的测试平台达到了预期结果,为下一步列车用CAN总线协议的一致性测试打下了基础。     

HDLC协议一致性测试系统的研究

HDLC协议一致性测试是保证不同厂家生产的HDLC通信设备之间实现互联、互通和互操作的前提;在对协议一致性测试基本工作原理进行简要分析的基础上,提出了HDLC协议一致性测试的基本方法以及测试过程中基于FSM模型的数据收发处理机制;并在实验室环境下构建了一致性测试硬件平台,设计了测试准备、测试执行和测试评估相关环节所涉及的基本软件功能模块,完成了HDLC协议一致性测试的基本功能;实际运行和测试结果表明,所设计的测试系统达到了预期结果;目前,该系统已成功应用于高速动车组上的通信测试,测试案例可以根据实际需求进行添加、删除和修改,提高了一致性测试的灵活性和完备性。     

多电平逆变器开关管开路故障容错重构策略

针对有源中点箝位(ANPC)三电平逆变器难以对多管复合开路故障进行有效容错的问题,提出一种改进型三电平ANPC逆变器容错拓扑。为对比所提改进型ANPC容错拓扑与已有拓扑结构的整体容错性能,提出了一种基于系统输出特性的可靠性计算方法。同时,为改进传统控制算法无法容错非预期故障的不足,提出一种在线容错拓扑重构控制算法,能够基于故障信息实时求解容错拓扑重构方式,并得到可行的等效开关状态,实现对于故障的实时容错控制。仿真和实验结果验证了所提容错拓扑及其重构控制算法的有效性。     

牵引变流器优化控制仿真研究

在电力机车牵引变流器优化控制的研究中,动车组牵引变流器是动车组完成电能转换和传递的关键部件,性能好坏直接关系到动车组能否安全可靠运行。针对CRH2A型牵引变流器输出电压变化率大、谐波含量高等问题,对多电平技术在牵引变流器中的应用进行了研究。首先分析了二极管箝位型五电平变流器(DCMLC)和模块化五电平变流器(M2LC)的工作原理及控制策略,分别构建了牵引变流器的优化模型;并根据CRH2A型牵引变流器主电路实际设计参数应用Matlab仿真软件对五电平DCMLC和M2LC分别进行了建模和仿真,比较和分析了牵引变流器中不同逆变器电路拓扑结构及其对应的控制策略对系统输入输出性能的影响。仿真结果初步验证了两种优化模型对CRH2A型牵引变流器性能的改善效果。     

模块化高速电动车组牵引传动跟踪监测系统

根据高速动车组现场日趋复杂的测试环境对实时监测系统提出的新要求,研制一种多功能、易扩展且便携的牵引传动单元跟踪监测系统。给出基于CPCI总线模块化结构的嵌入式硬件系统设计原理,提出基于LabVIEW软件开发平台实现监测数据在线实时处理、离线分析处理以及人机交互等功能的方法,分析软件中各虚拟仪器的设计及其基于状态机的调度机制,对监测系统中牵引电机输入功率以及不断变化的信号频率的测量算法及其实现方法进行研究。应用结果表明,该系统运行稳定、设置灵活、测量精度高,能为高速动车组的安全运行提供科学保证。     

虚拟人动作编辑器关键技术研究

针对现有虚拟人运动生成技术的不足,采用关键帧技术,捅值算法,三维空间中模型的拾取算法,开发出虚拟人动作编辑器系统。该系统可实现虚拟人在虚拟环境中各种动作仿真,现已成功应用于某城市列车驾驶模拟仿真器的视景仿真系统。     

单相双绕组变压器匝间短路故障诊断

针对现有方法无法对变压器匝间短路故障的发生时刻及其严重程度同时实现诊断,提出了基于电类特征信号提取的故障诊断方法。在对单相双绕组变压器匝间短路后其输出响应进行分析的基础上,对变压器匝间短路故障的产生进行了建模和仿真;通过提取变压器一、二次侧电流信号的时域故障特征对故障发生时刻进行了诊断;基于此再结合相应电流信号的频域故障特征,采用曲线拟合与数据库比对的方法对匝间短路故障程度进行了有效诊断。仿真和测试结果表明,进行诊断后的结果符合预期的目标。     

列车通信网性能测试的研究与实现

以实际列车网络控制系统为对象,对其通信网络的响应时间、可靠通信概率、负载能力等性能指标的测试进行了研究.详细介绍了网络性能测试的工作原理和测试设备的硬件结构设计,分析了基于实时多任务调度的软件层次结构,并基于实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ实现了测试软件的设计,最终完成了对MVB网络性能指标的测试,对实际应用起到了很好的指导作用.     

MMC模块电容电压波动分析与均衡控制研究

针对模块化多电平变流器(MMC)各子模块(SM)电容电压不平衡问题,对载波移相调制(CPSM)下相应SM电容电压均衡控制策略进行了研究。首先介绍了MMC的拓扑结构,分析了其工作原理;其次为分析MMC SM电容电压的波动和内部环流的基本成分,以双载波移相调制策略为出发点,对电容电压波动和环流进行了数学分析;在此基础上将SM电容电压和上下桥臂电流作为反馈信号,提出了电容均衡控制策略;最后通过仿真建模和实验室环境下搭建的小功率单相MMC实验系统,验证了所提控制策略的正确性和有效性。