基于干扰观测器的坦克炮控系统滑模控制

针对坦克炮控系统低速运行时存在"爬行"、振荡等现象,提出一种基于干扰观测器的滑模变结构控制策略。研究了坦克炮控系统电流、转速双闭环数学模型,设计了滑模变结构控制器。对控制律中时变的负载转矩和摩擦转矩,设计干扰观测器进行实时观测。仿真结果表明,该控制策略既解决了坦克炮控系统低速运行时的"爬行"、振荡现象,又削弱了由于建模不确定性而存在的滑模抖振现象。     

电动汽车永磁同步电机优化控制方法的研究

考虑到基于传统PID算法的电动汽车永磁同步电机驱动方法存在系统跟踪响应差,稳定性弱,受到负载扰动后,恢复稳态速度慢等问题,提出积分型滑模变结构控制器作为电动汽车永磁同步电机进行驱动控制器。通过对系统引入负载转矩观测器,可以在电流设定值中反映负载转矩的反馈值,因此控制系统能够及时地对负载扰动做出响应。通过Matlab仿真验证该文研究方法的有效性,研究结果表明,该控制方法能够对电机负载进行有效准确观测,并在负载突变时做出反应,保证转速快速控制在设定范围内,具有较好的鲁棒性及稳定性。     

基于双观测器的四旋翼无人机驱动电机矢量控制技术研究

无人机在飞行过程中,磁场增强型永磁同步电机容易受到多重低次凸极性谐波的影响以及负载扰动转矩干扰的问题。针对上述问题,文章提出一种高频脉振谐波注入转子位置观测器结合负载扰动转矩分段函数滑模观测器的双观测器无人机电机矢量控制策略。文章通过高频脉振谐波注入转子位置观测器,可以有效抑制无人机电机系统中存在的多重低次凸极性谐波的影响,改善电机转子位置和转速的估算精度,通过负载扰动转矩观测器可以消除电机负载扰动转矩的干扰。     

采用新型负载转矩观测器和INFORM/EMF组合式模型的永磁同步电机在全速度范围内的无速度传感器控制研究

为了使永磁同步电机的无速度传感器控制在全速度范围内稳定运行,本文提出了一种与改进型电压模型有关的机械观测器结构。本文根据不同的速度范围采用了两种不同的反馈结构,并对低速范围时的结构和稳定性进行了分析。机械观测器对转子转速、转子角度位置和负载转矩进行了估测,并用INFORM测量方式使其稳定。观测器的输出使反电动势(EMF)模型在静止和低速时稳定,因此该观测器保证了当由低速运动到高速时,较高的动态性能。进一步,观测器估测所得的负载转矩被作为速度控制器的输出端的扰动补偿量,因此,速度控制器可以被看作一个在负载下没有静态误差的普通比例系数。     

一种基于神经网络的自适应非线性自动舵

针对仅航向角可测量的船舶航向控制系统,提出一种基于神经网络的自适应非线性航向控制器.首先采用神经网络在线逼近系统中的未知项,并设计滑模观测器在线估计艏摇角速度;然后基于动态面控制思想设计非线性观测器-控制器.利用Lyapunov方法证明了误差变量是一致最终有界的.以某自航船模为例仿真,结果表明所提方法鲁棒性好,且操舵合理.     

基于全阶自适应的PMSM无速度传感器抗扰控制

永磁同步电机全阶自适应观测器无速度传感器控制系统对于负载突变较为敏感,当负载发生突变时,存在转速跌落过大,恢复时间过长的问题,进而对控制系统的性能产生影响。针对这一问题,本文提出了一种具有抗扰性的永磁同步电机全阶自适应无速度传感器控制方法。该方法首先加入负载扰动观测器对转矩电流进行前馈补偿,然后将转速环PI控制器改为自抗扰控制器,二者共同作用使得控制系统具有良好的抗扰性。实验结果证明了所提出的方法相比于传统方法具有更好的抗干扰能力。     

一种新型PMSM负载转矩和转动惯量辨识策略

精确的负载转矩和转动惯量辨识是实现永磁同步电机高性能伺服控制的关键之一，而目前负载转矩和转动惯量的辨识多局限于其本身，未能联系到负载转矩和转动惯量之间的相互影响与制约。针对该问题，文中首先设计了一种互相连接的扩展滑模观测器，充分考虑负载转矩和转动惯量间的相互影响，并且将已辨识转动惯量值作用于电机速度环的比例系数和积分系数，使得两个扩展滑模观测器拥有更加精确和稳定的速度输入。然后，文中将新型策略与其他算法进行了对比分析，结果表明新型辨识策略使负载转矩和转动惯量的辨识拥有更快的响应能力和更好的辨识精度。此外，为了验证辨识系统的抗干扰能力和辨识的稳定性，基于变速和负载突变环境进行辨识，仿真结果表明即使在复杂环境下，文中所提的新型策略依旧具有较为稳定的辨识效果。     

基于改进滑模策略永磁同步电机SVM-DTC控制

传统的永磁同步电机直接转矩控制采用双滞环结构,因而电机转矩和磁链脉动较大。SVM控制方法通过合成最合理的电压矢量对转矩和磁链作精确补偿,能够一定程度上降低二者的脉动,但传统SVM控制方法包含了转速和转矩两个PI调节器,两个调节器的参数设计比较复杂,且直接影响了电机性能。提出用快速终端滑模（FTSM）控制器来代替传统PI转速调节器,为了克服滑模带来的抖振,设计负载转矩观测器,并将观测值反馈至滑模控制器。仿真和实验结果表明所提控制方法改善了系统的动静态性能,抗干扰能力增强,同时SMC固有抖振现象得到有效抑制。     

异步电机全阶自适应磁链观测和速度辨识

针对传统的直接转矩控制系统采用纯积分的电压模型作为磁链观测器,存在着误差积累以及直流偏移,导致电流和转矩的波动问题,提出了一种基于定子磁链的自适应全阶观测器的直接转矩控制系统,并实现了速度辨识。仿真实验表明：采用自适应磁链观测器具有较高的观测精度和较好的鲁棒性。     

快速永磁同步电机电流矢量闭环I/F控制方法

本文针对传统的开环I/F控制方法存在电流幅值固定、抗负载扰动能力弱、转速易波动的问题,提出了一种快速永磁同步电机电流矢量闭环I/F控制方法。该方法在PMSM开环I/F控制方法的基础上引入电机的瞬时有功功率的扰动量调节电流矢量的转速,增加电磁转矩中的阻尼转矩分量,加快电机的转速收敛过程;通过对I/F控制下的模型分析,计算得到电机的功率因数角,利用功率因数角调节电流矢量的幅值,使给定电流幅值跟随负载转矩。仿真和实验结果表明:提出的快速I/F控制方法能明显提高电机快速跟随负载的能力,改善电机转速动态收敛特性、稳定性。     

船舶电力推进系统螺旋桨负载的建模与仿真

对螺旋桨负载特性的研究是准确实施船舶电力推进仿真的关键环节之一。以某电力推进系统船舶的参数为依据,基于切比雪夫多项式拟合的螺旋桨负载特性图谱建立船桨数学模型。用Matlab仿真软件分析船舶在正航起步和起步后倒车两种工况下螺旋桨的动态过程,给实船操作提供科学合理的方法。     

A MEMS-based piezoelectric power generator array for vibration energy harvesting

Piezoelectric power generator made by microelectromechanical system (MEMS) technology can scavenge power from low-level ambient vibration sources. The developed MEMS power generators are featured with fixed/narrow operation frequency and power output in microwatt level, whereas, the frequency of ambient vibration is floating in some range, and power output is insufficient. In this paper, a power generator array based on thick-film piezoelectric cantilevers is investigated to improve frequency flexibility and power output. Piezoelectric cantilevers array has been designed and fabricated. The cantilevers array can be tuned to the frequency and expanded the excited frequency bandwidth in ambient low frequency vibration. Serial connection among cantilevers of the array is investigated. The prototype generator has a measured performance of 3.98 μW effective electrical power and 3.93 DC output voltage to resistance load. This device is promising to support networks of ultra-low-power, peer-to-peer, wireless nodes.     

New high power, high performance power converter systems

A new, high performance, low cost power converter system architecture is proposed. The system consists of a main converter and a multifunctional load conditioner. The main converter deals with most of the power flow running at a low switching frequency. The load conditioner is designed at a much lower power level running at a high-switching frequency. The load conditioner can (1) act like a current source and inject harmonic currents required by the load; (2) act like an active resistor to provide damping to the main converter; and (3) for three-phase inverters, decouple the coupling sources in the main inverter model in the rotating coordinates to make the control loop design for the main inverter much easier. The concept has been proved by simulation and experimental results on a 150 kW high performance three-phase utility power supply prototype. The proposed system configuration can be used in high power DC-DC converters, inverters, PFC and UPS applications     

电力负荷管理系统的建设

随着国家经济的大踏步发展和电网设施的逐步完善,电力负荷管理系统在电网营销管理工作中的地位又提升了一步.负荷管理系统通过无线信道,对安装在用户侧的终端设备进行监测,从而具备了远程抄表、预购电、防窃电、用电质量监测、负荷控制、用电信息服务、控制地方上网电厂等功能以适合市场的发展需要.负荷管理系统是促进电力需求侧管理,实现有序用电的重要技术支持手段.     

双闭环控制感应加热电源的设计与仿真分析

针对目前20kHz/10kW感应加热电源开关功耗大的缺点,提出了一种基于DSP的容性移相PWM和PFM控制的设计方案。确定以全桥IGBT逆变为主拓扑电路,采用PID和DPLL相结合的双闭环控制策略,对系统进行SIMULINK平台仿真建模。在开环和闭环条件下对仿真结果进行对比分析,实现了负载频率自动跟踪和功率闭环控制。仿真系统到达恒定功率输出的时间为0.2ms,功率因数近似为1,且无周期跳变的现象。改善系统动态特性和稳定控制的同时,验证了该方案的可行性和有效性。     

带负载匹配耦合谐振电路的能量与数据传输

为了提高耦合谐振电路中负载端的工作距离,使其达到30 cm 以上,并且能从负载端传输数据回发射端,基于频率分裂原理,设计了带负载匹配的能量与数据传输电路.对串联电路研究可知,满足一定传输功率的最大传输距离和负载阻值相关.而带负载匹配的串并混联电路在小幅降低传输功率的情况下可以通过调整等效负载电阻大小来增加传输距离.基于反向散射原理和混联电路的负载特性,可以在均衡传输效率和传输距离的情况下,选取合理的负载调制电路,实现数据从负载端到发射端的传输.matlab 仿真验证了以上结论,而系统实测表明,相比于串联电路,串并混联在保证数据正确传输的前提下,极限工作距离达到38 cm,提升20%以上.     

电力系统负荷模式日相关性模糊聚类分析方法

在进行负荷模式的日相关性分析中,模糊相似优先比矩阵法的元素含义不是十分明确,现给出了一种电力系统负荷模式的日相关性模糊聚类分析方法,该方法具有意义明确,计算速度快和占用计算机内存少的特点.     

低压电力线信道建模与蒙特卡洛模拟

在分析均匀传输线信道特性的基础上,引入二端口网络理论,分析低压电力线带负载信道的传输特性。采用二端口网络理论的T参数传输矩阵建立了低压电力线信道传输模型,然后利用蒙特卡洛方法建立仿真模型。模型从不同负载特性、不同接入或撤出负载变化量、不同传输信号频率对信号的影响分别进行了仿真和分析。仿真结果表明,采用二端口网络理论建立起的信道模型是可行的;采用蒙特卡洛数值模拟方法模拟低压电力线带负载信道是除了实际测试信道之外又一个可以借鉴的方法。     

Output feedback and dynamical sliding-mode control of power converters

Using the underlying idea of the most widely accepted controller for power converters, the current-mode control, a new dynamical and sliding-mode control for dc–dc power converters, is proposed. The controller requires only voltage measurements; is easy to design; is robust under load and input voltage variations, exhibits fast response and does not depend on the load (although a knowledge of the load range is necessary to tune the controller). In spite of these features, it can be easily implemented using standard electronics components. The stability analysis is carried out using the discontinuous (large signal) nonlinear model. This analysis provides a set of controller admissible parameters to keep closed-loop system stability.