基于SDFT和自适应三参数陷波器的快速机械谐振抑制

伺服系统中发生中高频机械谐振时一般采用自适应陷波器进行抑制。传统的两参数陷波器方案易引入较大的相位延迟,而且抑制速度难以满足高性能伺服的需求。针对此问题,提出了一种改进的陷波器方案,通过加入陷波深度参数来调整陷波中心频率处的振幅衰减,降低了陷波器带来的相位滞后。并提出了一种基于SDFT算法的谐振频率检测方案,通过在每次采样后获取系统幅频谱的变化过程来检测系统谐振频率,大大缩短了谐振频率检测耗时。理论和实验证明新方案能更快、更稳定的实现机械谐振的自适应抑制。     

应用于投影仪的高频数字化金卤灯电子镇流器

提出一种全新的应用于投影仪用金卤灯电子镇流器的数字化控制方案。采用了LCC的谐振启动方式,在控制时考虑了系统无源元件的偏差问题,提出了一种自适应的启动方式,提高了启动的可靠性并降低了系统的成本。在过渡阶段使用了开环控制方案,使过渡更加平稳,不会产生过大的电流和电压冲击。提出一种简单的闭环控制方案,使灯功率能够可靠闭环,不会出现功率过冲。对于金卤灯中常见的声谐振问题,此处采用高频调制的驱动方式。实验中,制作了一个150W的样机,经测试系统能够可靠启动、过渡平稳,稳态时功率恒定,系统效率高达93%且无声谐振现象发生。     

谐振式耦合悬臂梁力传感器设计与检测性能分析

谐振式力传感器的检测性能取决于谐振敏感元件的几何尺寸、结构形式和传感机制,目前,单纯依靠减小尺寸提高检测性能的方法已经处于瓶颈期。为了研究发展新型谐振式力传感器,协调非线性振动与谐振结构检测性能之间的矛盾,从而探索灵敏度更高的传感机制,提高其检测性能,提出了一种压电驱动的谐振式磁耦合悬臂梁力传感器。首先,对磁耦合悬臂梁的结构进行了设计和理论建模,通过理论分析了外界压力对磁耦合悬臂梁结构振动特性的影响,随着压力增大,磁耦合悬臂梁之间的距离减小,谐振频率增大。其次,实验验证了分岔跳跃动力学行为的优点,相比单根谐振梁共振时的最大振幅提高了2.8倍,然后研究了基于分岔跳跃特性和基于倍频响应的两种压力检测方案,分别利用分岔跳跃时的临界频率与模态耦合时高阶响应频率实现了压力检测,并对灵敏度和线性度进行了分析。实验结果表明,基于分岔跳跃特性的检测方案振幅变化明显,是基于倍频特性检测方案的5倍左右,易于检测,克服了非线性因素带来的不良影响;基于倍频响应的检测方案输出灵敏度高,是基于分岔跳跃检测方案的4倍左右,信噪比大,为设计不同检测原理的谐振式力传感器提供了一定的参考价值。     

热声发电系统自主协同起振控制策略

以热声发电系统(TAEGS)为应用背景,为了降低系统起振温度、缩短系统起振的时间,提出一种控制热声发电机电动运行将系统牵入谐振的自主协同起振综合控制策略,该控制策略以系统机械谐振时次级位移和初级电流相位差为90°作为频率跟踪控制的判定依据,通过采样次级位移和初级电流信号,经过改进二阶广义积分控制器输出相应的正交信号进行锁频,经过Park变换将交流信号变为直流信号,实现信号的无静差跟踪控制,进而使热声发电系统运行频率快速跟踪谐振频率.仿真分析和实验验证结果表明,所提出的起振控制策略既能使热声发电系统运行频率快速跟踪谐振频率,提高系统输出功率;又可改进二阶广义积分控制器,有效滤除检测信号的采样噪声和高频干扰,提高控制器的稳定性.     

采用超高频点灯克服金卤灯声谐振问题的电子镇流器研究

采用超高频点灯的电子镇流器可以有效地克服高强度气体放电灯尤其是金卤灯所固有的声谐振问题。提出了一套设计负载电路参数的方案。合理地选择电路参数，使其在谐振方式下工作，可以有效地降低电路损耗。     

HPS灯声谐振机理分析及其抑制效果评价

对HPS灯声谐振时的等离子体现象进行了详细分析,并针对这一混沌现象,提出频率调制抑制技术。通过给扫频电路输入端叠加低频周期信号,从而消除声谐振时电弧抖动,同时评价不同扰动信号下声谐振的实际抑制效果,并给出抑制参数的选择方法、抑制电路及实验结果。实验表明,抑制电路能降低声谐振时电弧的抖动幅度,使得电弧由弯变直,最终消除声谐振现象。     

基于IGBT配网铁磁谐振抑制的ATP-EMTP仿真研究

铁磁谐振过电压是常见的一种内部过电压,这种过电压十分不利于配电网的安全稳定运行。在生产过程中,存在重大大的安全隐患,甚至造成安全事故,轻则系统出现震荡考验设备承受能力,重则烧坏设备导致配网局部中断供电,更有甚者会导致工作人员伤亡。本文结合以前学者们提出的铁磁谐振抑制方案研究,提出了另一种新的思路。在中性点经消弧线圈的配网中,在消弧线圈处检测到由谐振产生的不平衡电压分量,并采用精确控制补偿的方法,注入一个与不平衡电压相位相反的对称分量,以至于减少谐振对配网的影响。在文中搭建Matlab模型进行论证其方案的可行性,并且得到了其方案的控制参数电压幅值和频率的误差范围。     

并联型APF比例谐振控制优化研究

配电系统的最新趋势表明,非线性负载的使用将在未来呈现上升的趋势,因此研究了并联型有源滤波器,用来消除谐波,从而提升电能质量。使用一种无谐波检测方法,从而使补偿精度不再受负载电流检测精度的影响,输出电流波形的控制使用一种优化的准比例谐振控制器完成。在并联型有源滤波器主电路系统结构的基础上,提出了一种电压电流双闭环及电流比例负反馈的准比例谐振优化控制方案。最后,通过MATLAB/Simulink对所提优化控制方案进行仿真,所提出优化控制的可行性通过仿真实验得到充分验证。     

基于阻抗变化的主动式无线充电系统金属异物检测方案

金属异物混入无线充电系统中时,不仅会影响系统的传输效率,严重时甚至会导致火灾等安全事故的发生。文中提出了一种基于阻抗变化的主动式金属异物检测方案,通过在无线电能传输系统发射线圈表面添加一层检测线圈阵列并给检测线圈施加激励源,解决了被动式检测方案无法实现掉电情况下检测的难题;对检测线圈的结构进行设计,与传统的检测线圈方案进行了对比,解决了传统检测方案的检测盲区问题;对检测线圈回路的谐振频率选取原则进行了探讨,选取偏离谐振点的频率,提高了检测灵敏度。通过搭建有限元仿真模型,研究了检测线圈方案对不同类型金属异物的检测效果。实验结果表明,不同类型金属异物混入无线电能传输系统中时,所设计的检测方案能有效地检测出金属异物的存在。     

一种HID灯用电子镇流器控制方法的研究

提出了一种基于半桥的两级低频方波HID灯用电子镇流器,详细分析了其工作原理及控制方案。半桥逆变器输出低频方波信号,有效克服了HID灯声谐振现象;电路中电感工作在临界电流模式,降低了开关管损耗,提高了效率。通过对一个35W金卤灯的实验验证了该方案的可行性。     

CLL谐振变换器谐振电路参数优化设计

CLL谐振变换器谐振网络电路参数的设计关系到变换器性能的好坏。基于基波近似法,并结合特征阻抗分析方法,提出一种CLL谐振变换器谐振网络电路参数优化设计方案。详细分析了CLL谐振变换器的直流增益特性、谐振网络电流有效值和谐振电容电压应力,同时采用特征阻抗分析方法给出了实现开关管软开关的限制条件。实验结果验证了所提方案的正确性。     

提升无线充电异物检测系统灵敏度的高阶复合谐振拓扑

针对无线充电系统中金属异物的检测需要,提出一种提升异物检测系统检测灵敏度的高阶复合谐振拓扑,解决了传统检测线圈边缘区域检测灵敏度低及存在检测盲区等问题。首先建立金属异物与检测线圈的互感耦合模型,阐释谐振拓扑对检测线圈阻抗变化的放大作用;其次在合理设计参数下分析复合谐振拓扑对检测灵敏度提升的可行性;然后根据谐振拓扑对线圈阻抗变化的放大特性设计一种高阶复合谐振拓扑,并对该拓扑结构中各器件参数进行优化;最后对所提出的高阶复合谐振拓扑的检测灵敏度及其具体实现电路进行实验验证。实验结果表明,针对检测线圈边角位置处的金属异物和曲别针等小尺寸异物,系统检测灵敏度可达62.31%和119.23%。在金属异物对检测线圈阻抗影响的微小变化下,所提出的高阶复合谐振拓扑具有足够高的检测灵敏度并可以完全消除检测盲区。     

高压钠灯的声谐振特征及其混沌抑制

高压钠(HPS)灯高频工作时极易产生声谐振现象,轻则电弧弯曲、抖动、旋转、光线闪烁;重则电弧熄灭或者灯管损毁,严重影响灯光的照明效果;同时,灯的电气参数也会发生不同程度的改变。针对这一现象,采集声谐振时的电弧曲线,研究电弧弯曲幅度、抖动频率、电气参数变化与声谐振程度的关系,提出声谐振混沌抑制技术,通过给扫频控制电路输入端叠加低频正弦波、三角波、方波信号进行扰动调制,分散驱动电压频谱,从而降低声谐振时的能量阈值,抑制声谐振现象。文中给出不同类型、不同扰动参数下电压频谱扩散实验效果,结果表明只要扰动信号参数选择合适,频谱便能很好地分散,不同时期的声谐振现象便可被抑制。     

基于复合谐波补偿和谐振阻尼的SAPF控制策略

针对独立小供电系统中发生的并联的校正电容器和电网阻抗之间的谐振现象,此处首先分析了在谐振状况时并联型有源电力滤波器(SAPF)在传统控制策略下检测负载电流的两种方式,分析表明,当检测点设立在非线性负载出口处时方案最优。接着分析了最优检测点下SAPF的谐波补偿和谐振阻尼效果,虽然在该方案下SAPF对非线性负载的谐波具有补偿效果,对谐振引起的谐波放大也有抑制效果,但该种传统控制策略下的阻尼效果并不能使谐波成分满足电能质量标注的要求。因此,这里提出了一种新型复合谐波补偿和谐振阻尼策略,在补偿谐波的同时能阻尼谐振,可以满足电能质量标注的要求。最后给出了实验结果。     

电力变压器铁磁谐振检测方法研究

根据电力变压器铁磁谐振电流畸变的特性,提出了一种新型的铁磁谐振检测方法。该方法以电流基频分量小于设定阈值且电流最大值超过设定阈值作为算法的启动,利用尖峰与间隔角占空比的检测来确定尖峰脉冲特性从而判别铁磁谐振的发生,并利用尖峰的时间间隔统计来识别谐振周期并判断谐振模式。分析了铁磁谐振电流与励磁涌流的区别,提出对称间断角检测的方法来排除励磁涌流的干扰。对检测方法进行了算例仿真,准确检测到铁磁谐振发生,并对谐振模式识别正确,验证了该检测方法的正确性。     

新型小功率HID灯用的低频方波电子镇流器

提出了一种适用于小功率高强度气体放电灯的电子镇流器。它由一个单级功率因数变流器和一个低频逆变器结合而成,采用了恒功率控制,使得灯功率基本保持恒定,通过采用低频方波点灯的方法有效地克服了声谐振的发生,并通过对一个70W 金卤灯的实验证明了该方案的可行性。     

NGH次同步谐振阻尼方案及其改进措施的研究

针对串联补偿系统次同步谐振的抑制及防止措施,对NGH次同步谐振阻尼方案作了详细的理论分析和仿真研究,并在此基础上对原NGH方案作进一步的改进,提出了带有次同步谐振检测和预触发功能的NGH方案。通过具体算例的仿真分析说明,NGH次同步谐振阻尼方案对提高暂态转矩稳定和有次同步谐振问题系统的稳定性是非常有效的。采用改进方案后,NGH控制在次同步谐振发生时能自动投入,比原方案更迅速有效地抑制振荡,在次同步谐振基本抑制后又能自动平滑地退出。     

光学谐振陀螺调制与反馈信号研究

本文描述了一个DSP为核心,FPGA为外围电路的光学陀螺信号检测系统。本文首先简单介绍了光学陀螺的基本原理,各种检测方案研究发展状况。然后提出了本文的研究方案并详细介绍硬件实现和程序控制部分。针对光学谐振陀螺的阶梯波反馈控制技术的特点,在检测电路基础上提出一种较为新颖的等周期调幅锯齿波反馈技术。最后介绍了仿真和测试结果和结论。     

基于DDS技术的电磁声发射涡流加载电源

电磁声发射技术是一种新型的无损检测技术,通过对导电部件进行电磁加载产生洛仑兹力,进而激发声发射效应,并通过这个效应来进行无损检测。传统的电磁声发射技术使用电极直接加载的方式引入电磁激励,存在激励电流过高、加载不方便等缺点。本文使用电磁线圈引入电磁激励,利用电磁线圈激发的瞬时电磁场加载在缺陷处,激发缺陷自身产生声发射信号,以提高对金属薄板中微细缺陷的检测能力。针对电磁声发射技术要求电源的输出功率较大、输出脉冲数可以调整并且电路的输出频率变化较大的特点,本文设计了一种基于直接数字频率合成技术的新型涡流激励电源。该电源主要包括信号产生、功率放大、串联谐振三部分,其中控制电路为核心部分。实验结果证明,该系统工作稳定,参数调节方便,能够满足电磁声发射检测对激励源提出的要求。     

电力变压器铁磁谐振检测方法研究

根据电力变压器铁磁谐振电流畸变的特性,提出了一种新型的铁磁谐振检测方法.该方法以电流基频分量小于设定阈值且电流最大值超过设定阈值作为算法的启动,利用尖峰与间隔角占空比的检测来确定尖峰脉冲特性从而判别铁磁谐振的发生,并利用尖峰的时间间隔统计来识别谐振周期并判断谐振模式.分析了铁磁谐振电流与励磁涌流的区别,提出对称间断角检测的方法来排除励磁涌流的干扰.对检测方法进行了算例仿真,准确检测到铁磁谐振发生,并对谐振模式识别正确,验证了该检测方法的正确性.