Buck模式超级电容储能系统优化设计

为进一步提高超级电容储能系统充电响应速率,提出电流电压双环补偿控制策略。建立脉宽调制(PWM)整流器触发网络、电压电流反馈网络以及Buck变换器的数学模型,给定系统参考值,形成双闭环网络控制;采用复频域特性分析方法进行系统参数补偿,搭建仿真和实验平台。结果表明,通过对超级电容储能系统的双闭环控制及电路补偿网络优化设计,系统的充电速度可提高25%。     

重复控制补偿的PID电液伺服位置控制

针对液压伺服系统难以精确控制的特点,采用重复控制补偿的高精度PID进行控制。通过建立数学模型并在Simulink中对电液位置伺服系统进行仿真,研究表明该控制策略应用在电液位置伺服控制系统中跟踪性能好、精度高。     

基于CANopen协议的刮板输送机功率协调控制系统研究

针对刮板输送机在实际工况中头尾两电机功率不平衡问题,研究与设计了基于CANopen协议的刮板输送机功率协调控制系统。介绍了系统的总体方案设计、CANopen协议通信原理、协调控制策略、硬件结构与软件设计。通过对搭建的实验台进行测试表明,利用CANopen通信根据实时负载变化调节电机转速,可以有效地实现两电机在负载波动条件下的功率协调控制,为刮板输送机驱动电机功率控制的研究提供了新思路。     

Buck-Boost型本安超声驱动系统设计

针对常规超声设备非本质安全问题,提出了一种基于降压升压(Buck-Boost)变换器输出与多通道复用高压切换方法相融合的本质安全型超声驱动系统。首先通过计算驱动系统中储能元件的最小点燃能量来分析系统的本安性能,对Buck-Boost电路的元件参数进行了本安化研究,再设计出满足本安要求的供电单元、升压单元、切换单元和控制单元的电路结构,最后通过超声驱动平台实验验证驱动系统的实际效果,并与传统的中频变压器驱动系统进行对比。结果表明,在16~36 V驱动电压下两种系统驱动效果接近,采用灵敏超声探头检测两种驱动系统发射信号的绝对误差可控制在4 mV以内,由此判定Buck-Boost电路基本实现了超声驱动的本质安全要求,可对各类在危险环境下应用的超声波接收与发送设备提供参考。     

井下积水水位监控预警装置设计

针对煤矿井下积水过多造成开采环境恶化,现有人工巡检效率低,设计了一种基于C8051F040单片机且具有红外遥控功能的井下水位监控预警装置,通过对水位、水压、排水泵运行状态等参数的采集、分析,实现了排水泵的自动调度、异常情况报警并经RS485接口进行信号传输,完成了井下积水实时监测、预警及自动排水。试验结果表明,该装置控制精确、工作可靠,提高了煤矿生产的安全水平。     

电液伺服比例阀控缸位置控制系统AMESim／Matlab联合仿真研究

以电液伺服比例阀控缸位置控制系统为研究对象,通过对电液伺服比例阀控液压缸系统的详细分析,建立了液压系统的动态数学模型.利用Matlab软件中的动态仿真工具Simulink,构造了电液伺服控制系统仿真模型,对其仿真.并利用AMESim和Matlab/Simulink的各自优势建立了联合仿真模型,进行了仿真分析,取得了良好的效果,并详细进行了性能分析与研究.同时分析了影响液压系统动态特性的主要因素.     

基于SOA脉冲调制的BOTDR应变检测系统

电光调制器调制光脉冲时易受偏振态与偏压影响,造成调制脉冲平均功率与消光比不稳定,影响检测系统稳定性,实际中需通过复杂算法校正。本文提出半导体光放大器调制光脉冲的方法,通过改变注入泵浦电流调制光脉冲,采用相干探测结合微波频率扫描方法,获取不同频率点下自发布里渊散射信号,经洛伦兹拟合得到布里渊散射谱,实现光纤沿线布里渊频移解调,并搭建了基于半导体光放大器的BOTDR分布式应变检测系统。实验中选取2.943km光纤末端施加500με,频移测量误差在±0.5MHz范围内。研究表明可实现稳定应变检测。     

蓄电池组充放电温度与应变光纤光栅监测系统研究

针对蓄电池组充放电过程中个别电池异常发热、外壳鼓包、变形、胀裂等潜在的火灾隐患问题,本文根据光纤光栅的温度敏感和应变敏感特性设计了基于光纤光栅传感的循环扫描式蓄电池组充放电温度与应变监测系统,并提出一种融合改进小波去噪、滑动平均及高斯拟合算法的优化寻峰算法来提高系统的测量精度。经实验验证,该方法可以将温度测量精度控制在±0.12℃以内,应变测量精度控制在±1.37με以内,综上,本文提出的方案适用于蓄电池充放电过程中的温度与应变监测。     

电液伺服比例阀控缸位置控制系统仿真研究

由于液压元件本身所包含的非线性,难以建立精确的数学模型,使得Simulink仿真效率往往不高。本文利用AMESim和Matlab／Simulink的各自优势建立了联合仿真模型,进行仿真分析,取得了良好的效果,研究结果表明AMEsim／Simulink联合仿真更加准确的模拟了实际系统的工作状态。     

基于三电平转差矢量控制的矿用高压变频器研究

针对煤矿井下运输设备启动冲击大,运行效率低,电能浪费严重,设计了一种基于三电平转差矢量控制的矿用高压变频器,采用十二脉波整流电路和二极管箝位式逆变电路,并以载波同相层叠调制逆变电压波形,选择基于转差频率的矢量控制方案。通过搭建高压电机变频调速Simulink系统模型,对电机的调速性能进行分析。结果表明,电机可以迅速响应负载变化,并达到稳定状态,系统具有较高鲁棒性。