补偿参数对串/串补偿型无线电能传输系统特性的影响分析

以串/串补偿型无线电能传输(S/S-WPT)系统为研究对象,为了给补偿电容参数的优化选择提供一定的指导,基于变压器T模型等效电路对S/S-WPT系统进行建模分析,得到了系统实现输出恒压时补偿电容参数需满足的约束条件。在该约束条件下,进一步分析补偿电容参数对输入阻抗、输出电压增益和系统效率的影响,并得出了输入阻抗为感性的条件、输出电压增益的调节方法以及系统效率的优化途径。实验结果验证了理论分析的正确性。     

采用输出周期脉冲循环的级联H桥型逆变器功率均衡方法

针对级联H桥型逆变器,为兼顾级联单元间功率均衡和逆变器输出线电压谐波特性的控制,该文基于载波控制自由度,对各级联单元的输出进行重分配,提出基于1/4和1/2输出周期脉冲循环的功率均衡方案,所提方案能够在任意调制比和功率因数角下,控制级联单元在3/2个输出周期内实现功率均衡;为简化实现过程,对所提方案进行两次优化,使得载波数量和载波调整次数均大幅减少;同时,该文比较分析了原始功率均衡方案和优化功率均衡方案的异同点,结果表明基于1/2输出周期脉冲循环的二次优化方案获得了最佳的优化效果。最后,实验结果验证了理论分析的正确性和功率均衡方案的可行性。     

平滑微电网联络线功率波动的储能系统容量优化方法

为了抑制高可再生能源渗透率并网微电网联络线功率波动对电网的不利影响,提出了用于控制微电网联络线功率输出的储能系统容量优化确定方法。在已知微电网可再生能源功率输出、负荷、可控电源额定功率及联络线功率控制目标的前提下,基于微电网平滑联络线功率所需可控功率输出的频谱分析结果,可优化选取满足联络线功率控制目标、微电网内部设备输出功率限制、储能系统效率及荷电状态运行约束的储能系统功率及容量。算例验证了所提方法的有效性。     

基于LCL输出滤波器的并网逆变器四种PI控制器设计方法

针对含有LCL输出滤波器这类大惯性环节的并网逆变器,提供了4种比例积分(proportion-integral,PI)控制器设计方法,并进行了比较研究,以期获得最佳设计方法。通过建立基于 LCL 输出滤波器的并网逆变器电流环数学模型,分析了频率特性法、对称优化法、模值优化法和工程优化法的基本原理,以及计算PI参数的具体方法;并从阻尼程度和响应速度2个方面,比较了4种设计方法的特点。结果表明,综合考量响应速度和阻尼程度后,最佳设计方法是模值优化法。实验结果验证了理论分析的正确性。     

超级电容器等效电路模型参数辨识算法比较研究

超级电容器等效电路模型参数是分析超级电容器电气特性和对其进行视情维护的重要参考依据。参数辨识结果的准确性直接影响超级电容器电气性能和当前使用状态的分析结果。从模型准确度与误差分析的角度出发,分别基于广义误差准则和输出误差准则推导模型参数辨识的优化目标函数,并相应地采用递推最小二乘法和粒子群优化算法实现模型参数辨识。通过实验和仿真手段对两种误差准则和算法的参数辨识结果及模型准确度进行分析和对比,结果表明两种参数辨识算法均可用于解决超级电容器等效电路模型参数的辨识问题,但是基于输出误差准则和粒子群优化算法可以获得更准确的结果。     

基于改进遗传算法的PEMFC电堆稳态运行优化

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)运行过程中,运行压力、反应气条件、质子膜含水状态、电堆温度、输出电流等因素,都会影响电堆功率输出,因此须确定电堆输出最大功率的最优运行状态。为确定最大输出功率,建立了一个PEM-FC电堆参数模型和优化目标,并提出一种实现此优化的改进遗传算法。使用1kW电堆的实验数据通过最小二乘法确定了模型参数,同时详细叙述了如何利用此遗传算法实现优化,对PEMFC电堆最优运行条件进行了分析。计算和分析结果表明此遗传算法能够有效确定最大输出功率和最优运行状态。     

基于结构参数分级优化的电机电磁噪声抑制

通过优化结构参数以抑制车用驱动电机电磁噪声的关键问题在于不降低电机输出性能时,如何对繁多的结构参数进行有序、高效和有效的优化.对此,以影响电磁噪声与输出性能的径向电磁力与电磁转矩模型为优化目标,通过基于多项式拟合的关键系数对结构参数进行敏感性分析、筛选与分级.在此基础上综合多目标遗传算法、响应面法以及下降单纯形法对结构参数进行分级优化并对优化结果的全局性进行验证.在相同优化环境下,优化的效果、效率与方法适应性相较于单级优化均有所改善.结构声学仿真表明,分级优化后电磁噪声强度得到抑制且声品质得以改善.     

超磁致伸缩致动器动态线性模型及实验验证

在电磁学原理和机械振动原理的基础上，通过分析致动器的Terfenol-D棒、弹簧和输出顶杆的机械阻抗，建立了致动器的动态线性模型, 该模型描述了输出位移和输入电流间的关系。应用该模型对致动器的输出位移进行计算，计算结果与实验结果比较发现，在频率范围0~2200Hz区间内，可以采用该模型描述致动器在不同频率交流磁场作用下的输出位移特性，通过实验验证了模型的正确性和实用性。研究结果对于致动器的设计、优化与应用奠定了基础。     

基于SVPWM调制的混合级联七电平逆变器优化控制策略

分析混合级联七电平逆变器带死区时的工作模式,不同工作模式下其逆变器电压的跳变情况不同。在此基础上,提出了基于空间矢量脉冲调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略的优化控制方法。以控制支撑电容电压为前提,通过对每个区间支撑电容充放电切换过程所对应的开关动作次数、输出电压电平跳变情况的分析,提出了一种减小输出电压跳变的优化控制策略;此外,分析了死区时间的存在所带来的输出电压损失,根据伏秒平衡原理进行计算,并对其调制波进行死区补偿。仿真及实验结果验证了该控制策略的有效性。     

基于双移相控制的CLLC变换器软启动策略研究

提出了一种基于双移相控制的CLLC直流变换器的软启动方法,通过对启动策略的优化,使启动时的输出电压在任何负载条件下均可以保持近似线性上升,缓解了启动时的过压和过流问题.此处首先分析了CLLC电路在双移相控制下的电压增益特性,并根据分析结果提出了线性占空比与非线性占空比的软启动方案,以此优化启动时输出电压的变化趋势;之后...     

悬臂梁式PVDF压电风能发电装置的优化设计

为了能够提高单一PVDF压电悬臂梁发电装置的输出特性,提出了改变其悬臂梁刚度的设计。建立了悬臂梁式PVDF压电风能发电装置参数化有限元模型,以风能发电装置输出电压最大化为目标,分别利用序列二次规划算法和自适应模拟退火算法进行了优化设计。基于优化设计的结果,制作了压电风能发电装置样机,并进行了实验,结果表明,当风速在4~14 m/s范围内,优化后的输出电压值均高于优化前以及单一PVDF结构,同时优化后的最大输出功率为优化前最大输出功率的4倍。     

流体流动输出功率装置的性能特性

将具有传热不可逆性的动力装置功率优化传热原理扩展到流体流动分析。存在流体阻力的活塞—汽缸装置可作出有用功率。导出功率输出与效率间的关系，包含了最大效率、最大功率及其相应效率等结果。分析了活塞摩擦损失、非线性压降流率关系对性能的影响。讨论了总体尺寸约束下的性能优化问题。将所得结果与内可逆热机、等温内可逆化学机和电路特性作了比较。本文结果可应用于稳态轴功率部件，如透平、压气机和泵的性能分析与优化中。     

基于响应面法的永磁电机转矩多目标优化

为优化一台36槽8极的表贴式永磁同步电机的输出转矩,以优化转矩波动系数、起动转矩值、输出转矩均值为目标,选择对电机转矩参数影响较大的磁钢厚度、磁钢偏心距、极弧系数3个电机参数进行优化。应用基于中心组合设计(CCD)的方法,构造实验样本数据组;通过有限元仿真分析,对响应面模型函数拟合回归;通过方差分析对模型的合理性进行评价;利用Design-Expert软件分析并求得最优参数解。结果表明,基于响应面法(RSM)的优化方法,能有效抑制转矩波动,提高输出转矩和起动转矩的幅值。     

基于PSO算法的三电平优化PWM方法

受大功率开关器件开关频率的限制,牵引逆变器输出波形中含有大量的谐波,所以有必要采用优化的脉宽调制（ PWM ）方法来减少牵引逆变器输出波形的谐波。首先,建立了最小电流总谐波畸变率（ THD ）谐波优化模型,并采用粒子群优化（ PSO ）算法对模型进行求解。其次,在分段同步调制的不同分频段上对PSO-PWM和传统正弦脉宽调制（ SPWM）进行了比较,得到PSO-PWM具有良好谐波优化效果的结论。最后,用仿真和半实物实验结果验证了理论分析的正确性。     

高压变频器输出滤波器动态特性研究

分析了高压变频器中输出滤波器的动态响应特性 ,推导了输出滤波器优化参数计算公式。基于 MATL AB的Simulink环境对该滤波器参数进行优化计算 ,并在 6 0 0 0 V/2 2 5 0 k W的电机模型上仿真验证了设计的输出滤波器。     

LC输出滤波器的改进及在电气化铁路综合有源补偿装置中的模糊优化设计

提出一种模糊目标函数优化方法,并将其应用到电气化铁路综合有源补偿装置输出滤波器的优化配置,致力于解决电气化铁路综合有源补偿装置引起的高次谐波污染问题。根据工程实际情况,建立LC输出滤波器简化模型,提出了在常用LC输出滤波器的滤波电容上串联电阻和电感的并联支路来对LC输出滤波器进行改进。建立以满意度为综合指标的模糊优化目标函数,采用加权多目标方法进行寻优。最终实现对输出滤波器的参数进行优化设计。仿真分析充分论证了所提出的改进算法及模型是正确可行的。     

基于遗传算法的PWM斩波变换器优化设计

基于遗传算法对斩波变换器的数学模型中的优化目标及约束因子进行分析,将每半个工频周期开关k次的斩波变换器的输出电压表示为傅里叶级数的形式,以最优开关角度为控制量,输出电压和谐波含量最小为目标,构成多目标优化问题。利用遗传算法求解非线性规划问题的优势,将遗传算法用于斩波变换器控制参数(开关角)的优化设计。优化结果表明,采用改进的遗传算法用于斩波变换器控制参数(开关角)的优化设计,能取得令人满意的结果。     

局部光照条件下光伏阵列优化设计

由于光伏发电系统所处环境的复杂化,无法保证光伏阵列不被遮挡而产生局部光照。局部光照导致光伏阵列输出功率下降、组串功率特性复杂化及常规最大功率追踪效果不佳。提出了优化光伏阵列结构的方法,使各组串输出功率最大,提高阵列输出功率。分析了优化光伏阵列结构的方法和模糊自适应控制方法,仿真结果表明:优化光伏阵列结构,使光伏阵列各组串输出功率最大,提高了光伏阵列的输出功率。该方法为光伏发电系统工程设计提供了借鉴。     

无线电能传输用S/CLC补偿拓扑分析

提出一种用于无线电能传输系统的S/CLC补偿拓扑。该补偿拓扑能够实现恒压输出、零输入相角以及零电压开关,最大输出功率也不受松耦合变压器参数的限制。从理论上分析S/CLC补偿拓扑的优点,并通过实验进行验证。考虑到松耦合变压器参数对无线电能传输系统的性能有很大影响,还仿真研究了圆形松耦合变压器的优化设计,根据优化结果制作了一个圆形松耦合变压器。该变压器的耦合系数和优化结果一致,证明了所提圆形松耦合变压器优化设计方法的正确性。     

基于输入-输出参数的光伏电池最大功率控制的比较

根据观测对象的不同,光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)方法可以分为基于输入参数和基于输出参数两种。为了深入分析两种控制方法的动、静态特性,本文以Boost拓扑为最大功率跟踪电路,选用简单有效的扰动观测方法,利用开关平均法建立系统小信号模型,通过求解占空比扰动至输入、输出观测对象之间的小信号传递函数,对比分析了基于输入参数和输出参数MPPT系统的动态特性。分析结果利于合理选择最大功率控制方法,优化系统参数,指导占空比扰动步长和扰动观测周期的选取。