基于DSP软件锁相技术的CPT谐振频率跟踪研究

由非接触电能传输系统中谐振耦合电路的特性可知,耦合线圈处于谐振状态对减少无功功率,提高系统传输效率具有重要影响。在此基础上提出采用基于数字信号处理器TMS320F2812的软件锁相技术实现非接触电能系统谐振频率的跟踪方法,给出了具体实现思路及软件流程图。实验结果验证了本方法的可行性和有效性。     

CPT系统输出电压主动控制技术

针对CPT(Contactless Power Transfer)系统负载切换时造成输出电压不稳定问题,分析了CPT系统输出电压调压方法,提出了通过调节输入电压来控制输出电压的主动控制方法.通过分析及数学推导,建立了拾取电路的等效电路模型以及CPT系统电路的阻抗模型,进而建立了输入电压与输出电压的关系模型,通过实验验证...     

电压型CPT系统输出品质与频率稳定性分析

针对CPT系统能量传输能力与输出品质会随频率漂移产生较大波动的特点,在对电压型CPT系统工作原理的分析基础上,根据系统原副边的耦合关系建立系统的阻抗模型,分别总结在谐振条件下系统的输出特性和在失谐条件下系统的拾取端阻抗随频率变化的规律,提出较小的拾取端线圈电感值有益于电压型CPT系统的频率稳定;发现并证明了SP型CPT系统的拾取端至少存在两个谐振频率点和一个负载突变频率点,并给出了拾取端电感的取值范围,对系统的参数设计具有指导意义.最后以SP型CPT系统为实验平台验证了理论分析的正确性.     

基于松耦合变压器的小功率CPT系统

设计并实现了一种基于松耦合变压器小功率CPT(Contactless Power Transfer)系统。采用互感模型对松耦合变压器进行了分析,对其原边和副边进行了补偿。采用有芯PCB螺旋电感线圈来制作松耦合变压器的原边和副边绕组,给出了有芯电感的几何参数和物理参数。原边、副边之间通过高频方波传递能量。最后给出了整个系统的电路图。测试结果表明,当原边和副边距离在5mm以内时,电能传输效率较高,可为手机等小功率用电设备充电。     

非接触电能传输系统频率分叉现象研究

效率是非接触电能传输系统研究的一个热点,适当的二次侧并联补偿电容能够提高系统的效率,但加入二次侧补偿电容容易使系统进入多谐振频率状态.本文从非接触电能传输系统的高阶数学模型出发,描述了频率分叉现象,并且用数值方法界定了分叉区域.文章最后提出了一种在频率分叉现象下的二次侧并联补偿电容选择方法,实验证明基于这种方法选择的并联补偿电容能使系统传输效率显著增大.     

新型无接触电能传输系统的稳定性分析

建立了无接触电磁耦合结构的互感模型，对新型无接触电能传输系统引入了初级电源端口的等效负载阻抗及零相角谐振频率的概念，并对新型无接触电能传输系统采用各种初、次级补偿拓扑所带来的频率控制问题进行了深入的研究，经研究得知：为了使输出功率达到最大，初级零相角谐振频率须等于次级谐振频率；要保证系统的稳定、高效运行，零相角谐振频率必须是唯一的。文中还通过次级品质因数与无接触电磁结构的耦合系数给出了系统的稳定运行边界条件。仿真研究表明：当次级谐振回路的品质因数满足由电磁结构耦合系数所决定的表达式时，就可以保证系统稳定、高效地运行。     

关于轨迹特征根的再思考

轨迹断面特征根法将非线性电力系统动态行为的分析转化为对带扰动项的时变线性系统的分析。通过2个有解析解的实例证明轨迹特征根并不能正确反映时变系统的全局动态。为此引入扩展轨迹特征根方法来反映上述扰动项对系统动态的影响,并以一个带e指数的简单系统为例给以验证。但对电力系统模型而言,扩展轨迹特征根方法存在着模型适应性和解析解两方面的困难。事实上所有的轨迹特征根技术都难以判断全局稳定性,而全局稳定性只能依靠动态鞍点(DSP)的概念才能解决。     

基于根轨迹法的链式STATCOM比例谐振电流控制器设计

链式静止同步补偿器(STATCOM)及其分相电流控制策略是解决系统和负载不平衡问题的常用方法.文中在分析链式STATCOM数学模型的基础上,提出采用比例谐振控制器来对分相电流进行跟踪控制,并给出应用闭环系统根轨迹来选择控制器参数的设计方法,该设计方法可以使得电流内环闭环系统不仅满足稳定性要求,同时具有良好的动态性能.最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了基于根轨迹法的比例谐振控制器参数设计的正确性和电流内环采用PR控制的优越性.     

基于根轨迹法的单相PWM整流器比例谐振电流调节器设计

比例-谐振(PR)调节器可以实现单相PWM整流器的电流环无静差控制。传统的PR调节器整定方法是分别调整比例和谐振系数,在开关频率\采样频率很低时,电流环不容易稳定。本文在离散域中直接进行设计,用根轨迹法配置电流控制器的零点和增益,保证了电流环的稳定性,并且使电流控制具有良好的稳态和动态性能。仿真和实验结果验证了设计方法的有效性。     

判定时滞系统稳定性的一种简便方法

本文对具有时滞环节的O型系统和I型系统的稳定性进行了研究。用根轨迹的方法,得到了一种方便实用的稳定判据。这种方法和判据十分适合工程技术人员对系统的稳定性做出迅速的判断。     

非接触电能传输的效率及频率分叉现象研究

非接触感应电能传输方式可广泛应用于医疗、石油、矿山、水下设备、军事等领域，有着十分广阔的前景。基于电磁耦合技术和电力电子技术的非接触感应电能传输系统，通过采用一、二次侧可分离的变压器，将电能从电源侧经气隙传递给一个或多个负载，避免了电能传输过程中的裸露导体和接触火花。传输效率是非接触电能传输系统研究的一个热点，本文通过理论分析和公式推导，详细论述了串联谐振逆变器二次侧并联补偿电容对系统效率的影响，提出了最佳并联补偿电容选择方案。同时对不同并联补偿电容变化时的谐振频率分叉现象进行了研究，实验证明基于这种方法选择的并联补偿电容能使系统传输效率显著增大。     

基于根轨迹校正法的倒立摆控制系统设计

针对倒立摆系统的稳定控制问题,提出了一种根轨迹校正方案.建立控制对象的数学模型,运用经典控制理论的根轨迹校正法完成控制系统的设计,在Matlab环境下对控制系统进行了仿真实验,并对该方案的要点进行了归纳性总结.仿真结果表明,该方法不仅成功实现了系统的稳定控制,也满足了期望的性能指标,从而充分证明了方案的正确性与有效性.     

一种基于TMS320F2812技术的小型非接触电能传输系统

提出一种基于TMS320F2812技术的小型非接触电能传输系统,给出了通过AC—DC—AC变换输出高频的交流电能的实现电路和TMS320F2812产生PWM波形的程序。通过接入24V/15W模拟负载实验,验证了系统的有效性。     

控制系统根轨迹分析的MATLAB辅助教学

针对"自动控制原理"课程的抽象性与复杂性,将MATLAB语言应用于控制系统根轨迹的分析中,形象分析控制系统的稳定性以及增加零极点对系统性能的影响。仿真结果直观清晰,提高了该课程的教学效果和质量,增强了学生对抽象问题的理解,培养了学生的研究与创新能力,激发了学生对该课程的兴趣与理解,为自动控制原理多媒体辅助教学做出了有益的尝试与探索。     

植入式设备非接触电能传输系统的研究进展

人体植入式医疗设备的非接触电能传输作为一种实用的生物医学技术,在持续稳定供电方面具有其他供电模式不可比拟的优点,其迎合了患者对安全、健康、舒适的需求,在医疗行业有着广阔地应用前景。文中以综述的形式对比了植入式设备的几种电能传输方式,重点对经表皮的非接触电能传输技术的特点进行分析,总结了其变参数条件下的控制方式和非接触变...     

基于不同网架结构的直流微电网稳定性分析

不同网架结构下的直流微电网系统是否具有稳定性差异尚不明确,亟需开展研究.针对该问题,建立几种典型网架结构下系统的小信号模型,并基于参与因子以及系统特征根的变化,研究不同网架结构下系统参数对系统稳定性的影响规律.结果显示,单独改变源侧控制器参数,不同网架结构下系统的稳定性基本一致,仅存在谐振频率的差异;单独改变负载侧控制器参数,仅影响与负载有关的振荡模态,且负载与线路基本不产生交互作用;单独改变线路参数,由于源网间的交互作用,不同系统间出现稳定性差异.最后,通过仿真验证了理论分析的正确性.     

地铁牵引系统的稳定性提升控制

在地铁牵引传动系统研制及试验中,发现了逆变器交直流侧电压/电流振荡这一不稳定现象.为研究主电路参数与系统稳定性之间的关系,建立牵引系统在额定点处的小信号等效电路模型,得到了保证系统稳定的关系式.为抑制交直流振荡、提升系统稳定性,在传统牵引电机磁场定向矢量控制的基础上,增加了振荡抑制和时延补偿两个环节:前者通过主动提高直流侧系统阻尼以抑制振荡,后者则通过对转子磁链位置实时校正和d-q轴电流的完全解耦实现广义的时延补偿,二者均采用根轨迹法进行系统稳定性的分析与验证.最后在广州地铁1号线进行了装车试验,采用稳定性提升控制策略前/后的试验波形对比验证了其有效性.     

基于动态方程的电流源感应耦合电能传输电路的频率分析

分析了一种电流源感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统的动态特性,着重探讨了电路的谐振频率。基于其一个周期内各阶段的状态方程,得到每个阶段各状态变量的通解,详细讨论了其不同的谐振频率。除了一个共有的频率之外,在变压器的一次、二次侧还分别有各自的谐振频率,该文根据实际参数的取值范围,得到频率在不同条件下的简化表达式。经分析,这两个频率在某些条件下只与各自这一侧的参数相关。对电路的参数设计给出了一些限制条件,实验验证了分析的结果。     

电力系统频率稳定性的快速分析

文中提出了一种判断和分析频率稳定的快速算法,该算法不需逐步积分,能够一步计算出电力系统大扰动后的稳态频率,可用以快速判断系统是否会出现频率崩溃。     

SRD小信号模型的建立与根轨迹分析

介绍了SRD的系统组成,并根据SR电动机状态方程及基尔霍夫电压电流定律推导出8/6极四相SR电动机主电路数学模型,它给出了SR电动机电压斩波控制方式下的传递函数,利用小信号拢动法对非线性的SRD进行局部线性化,并结合PID控制技术导出SRD系统的传递函数,其目的在于可运用线性系统理论简化SRD闭环系统的分析；MATLA...