基于矩阵求逆的电机FPGA实时仿真模型

FPGA实时仿真中通过查表法建立的电机非线性模型存在通用性不高、精确度受限于片上存储资源等问题,为此建立了基于矩阵求逆的电机FPGA实时仿真模型。为了减小电感矩阵求逆对仿真实时性的影响,算法中选择了前向欧拉离散方法以及基于LDL T分解的矩阵求逆方法;模型框架中设计了电感矩阵更新及其求逆与电机方程更新并行处理的顶层框架,设计了以高速浮点乘累加器和浮点除法器为基本单元的底层计算架构;程序实现中采用了数据驱动的方法控制基本计算单元的任务调度。以Xilinx Virtex7 xc7vx485t为目标芯片,评估了以三相感应电机为例建立的电机模型FPGA程序,进行了电感参数定常与饱和两种工况下的离线仿真与实时仿真。所建电机FPGA实时仿真模型能够达到320 MHz的运行频率、793.75 ns的仿真步长,定子电流和转子电角速度的最大相对稳态误差分别为3.13%、0.70%。     

基于脉冲跳变的空间矢量脉冲宽度调制策略

针对二极管钳位型单相九电平逆变器,分析其工作原理,提取了逆变器工作的有效开关状态。根据伏秒平衡原理和两矢量三段式调制规律,提出了一种基于脉冲跳变的空间矢量脉冲宽度调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略。通过分析所有开关周期脉冲的跳变情况,给出了脉冲类型的判断条件,并根据脉冲类型计算起始和终止电压矢量及其作用时间;同时,应用FPGA设计了模块化SVPWM控制系统,并对该控制系统进行了时钟与资源消耗评估。性能分析结果表明,该调制策略计算速度快、资源消耗小。最后,仿真与实验结果验证了所提调制策略的正确性和有效性,而且能够有效地均衡电容电压。     

双端口多功能交-直流双PWM变流器控制策略

针对传统中大功率密度的交-直流PWM变流器存在输出直流电压降压困难、电路设计复杂的问题,提出一种以三相交-直流变换和三重化直-直流变换为核心的交-直流双PWM变流器电路拓扑.在分析其工作原理,建立数学模型的基础上,综合运用软件锁相技术,瞬时无功理论,正序、负序、零序分解理论,自动限流及均流控制.同时采用交流电网和(或)直流电网双端口供电方式,实现交直流能量的双向流动.在理论分析和仿真研究的基础上,完成了380kW原理样机的研制.样机实验结果表明:采用该控制策略的双PWM变流器具备了充电器、不间断电源、无功补偿器等多种功能,同时输出直流电压调节范围宽、电路设计简洁且具有扩展性.     

快速动态电流控制在PWM 变换器中的应用

三相LCL型PWM变换器存在阶次高、控制器参数设置复杂等问题,而电流控制器又是PWM变换器系统的关键.为了解决传统PI调节器在电流控制器设计当中因参数设置不当造成静、动态特性差的问题,通过合理简化电流环模型,采用一种在由PI调节器控制的电流闭环之前串联一个惯性环节的补偿控制技术,期望通过补偿后的闭环传递函数零极点相消达到减小电流超调的目的.同时,为了使电流获得快速的动态响应,基于同步旋转坐标系下动态调节时间最小原则,确定电流环控制系统自然振荡频率的分布范围,通过选取尽可能大的带宽以获得快速的动态响应.最后,通过仿真和实验结果证实了该控制技术的正确性和可行性.     

基于FPGA的神经网络的硬件实现

介绍神经网络ＶＬＳＩ硬件实现的基本情况和电路原理图与ＶＨＯＬ混合设计方法的概念,在此基础上利用单片ＦＰＣＡ设计出了白６４个神经元组成的具有片内学习功能的三层ＥＢＰ神经网络电路,其学习速度达到每秒三千万次以上连接权值的修正,并对其工作过程进行了较详细的分析,指出了制造ＡＳＩＣ芯片时应做的改进。     

脉冲大倍率放电条件下磷酸铁锂电池荷电状态估计

以磷酸铁锂电池为研究对象,针对电池在脉冲大倍率放电条件下,模型参数变化较大、荷电状态(SOC)难以准确估计的问题,以电池的二阶RC等效电路模型为基础,通过递推最小二乘算法动态辨识模型的参数,建立电池的时变参数模型。再通过时变参数模型建立电池的状态方程和观测方程,并应用二次方根容积卡尔曼算法实现电池的SOC估计。这种SOC估算方式能够适应模型的参数改变,且具有对初值误差的修正能力。经实验验证,在脉冲大倍率放电工况下,所建的时变参数模型可以准确模拟电池端电压的变化,所采用的SOC估算策略,在初值存在较大误差的条件下,依然能够准确估算出电池的SOC。     

电磁轨道发射装置时变电感梯度建模与分析

电感梯度是电磁轨道发射装置的重要参数,对于推力及发射效率有着重要影响。现有文献对电感梯度的研究主要存在两点不足:一是常规的解析计算方法在考虑导轨尺寸对电感梯度的影响时,未考虑电流扩散的影响,因而无法描述其动态特性;二是有限元方法能够对电流扩散的影响加以分析,但计算效率较低。为此,该文基于趋肤深度和磁能等效原则提出一种综合考虑导轨尺寸和电流扩散影响的电感梯度解析计算方法,采用所提方法与参考文献的计算结果进行了对比,呈现出较好的一致性。该方法能够为电磁轨道发射装置的优化设计和性能分析提供行之有效的理论指导。     

OFDM、扩频通信在电力线通信中的应用

介绍了一种基于统计方法得出的低压电力线载波信道模型 ,分析了OFDM技术和扩频通信技术各自对于低压电力线通信的优缺点     

基于多模块分时放电半解析模型的脉冲电源触发策略

电磁轨道发射装置的脉冲电源通常由多个脉冲放电单元构成,在发射前需要对脉冲电源的触发策略进行设计,即人为设置每个放电单元的电容电压和放电时序.该过程通常需要手动进行反复摸索和调整,较为耗时.针对该问题,该文首先建立多模块分时放电的半解析模型,与商用软件Simplorer建立的仿真模型相比,单次仿真时间由37s缩减到了0....     

三相逆变器在不平衡负载下的2种调制策略对比

在不平衡负载条件下,对比分析了2种调制策略对三相逆变器静、动态特性的影响:采用正、负序同步旋转坐标系下的电压正、负序值调制策略;采用延迟信号撤销法(DSC)分离出正、负序同步坐标系下的电压正、负序分量值调制策略.前者存在PI调节器无法完全消除电压正弦参考信号与电压反馈信号的静差问题;后者存在DSP处理DSC分离电压正、负序分量时有1/4电网基波周期的延时取整处理问题.基于Matlab/Simulink 对2种策略进行仿真并在380 kW的三相逆变器样机上做了实验,结果证实:无论是在空载还是稳态时,采用正、负序分量值控制策略具有更好的稳压精度和较小的总谐波畸变率;处理DSC延迟问题时做的取整简化处理对系统静、动态特性影响不大.