SiC二极管在高频大功率电流型逆变器中的应用

针对电流型逆变器桥臂并联扩容时开关损耗较大的问题,对SiC肖特基二极管和Si快恢复二极管的正反向恢复特性、MOSFET并联均流特性以及容性状态下电流型逆变器工作过程进行了研究。提出了在电流型逆变器中用SiC肖特基二极管代替Si快恢复二极管以实现保持逆变器良好并联均流效果的同时降低逆变器损耗。分别搭建了基于Si快恢复二极管和SiC肖特基二极管的电流型逆变器实验平台以对比验证SiC肖特基二极管在系统扩容应用中实际效果。研究结果表明,在电流型逆变器中使用SiC肖特基二极管可以极大地降低逆变器损耗同时保持逆变器良好的均流效果,提高逆变器效率。     

一种超宽输入范围的自供电系统设计

在电力电子系统中,高电压大电流的主回路的功率器件两端拥有丰富的电能。以输入超宽范围的反激式开关电源为核心,设计一个隔离式直流供电系统。该系统还以可充磷酸铁锂电池为辅助电源,并包含保护电池的电池智能管理系统,且具备双电源自动切换和升压功能。本系统在输入50~700 V之间稳定工作,实现了电能再利用,提高了能源利用率。同时,有效解决了高压主回路和低压控制回路的电气隔离问题,具有广阔的工业应用前景。     

氧气等离子处理对MIM结构ZrAlO薄膜电容性能的影响

探讨了氧气等离子处理法对基于Zr Al O薄膜的MIM结构电容电学性能的低温工艺优化。Zr Al O薄膜用射频磁控溅射法制得,之后在不改变真空条件的情况下进行Zr Al O薄膜的氧气等离子处理。氧空位是影响薄膜电容性能的主要因素,通过改变氧气流量和等离子功率等处理条件可以影响氧空位的分布状态。通过分析受氧空位影响的电容电学性能,最终确定的等离子处理工艺可以使薄膜漏电流降低三个数量级以上,同时非线性电压系数减小约60%。     

针对虫洞攻击的无线传感器网络安全定位方法

节点定位技术是无线传感器网络的关键技术之一,是很多基于无线传感器网络的应用的基础。然而,无线传感器网络通常部署在无人值守的敌对环境中,攻击节点能够很容易地破坏网络中节点的定位过程。本文针对无线传感器网络中距离无关的定位技术,分析了虫洞攻击对DV-Hop定位过程的影响,提出了一种无线传感器网络中抵御虫洞攻击的DV-Hop安全定位方法。仿真结果表明所提出的安全定位方法能够有效降低虫洞攻击对DV-Hop定位过程的影响,验证了该方法的有效性。     

考虑工业用户生产特性的精细化用电管控模型及实证研究

“双碳”背景下,具有调节潜力的工业用户参与需求侧管理可以提升电力系统灵活调控能力,缓解电力保供压力,确保电网安全平稳运行。然而,传统针对工业企业的用电管理手段一般为0-1模式,严重影响企业生产连续性,无法保障社会效益最大化,无法成为支撑“双碳”目标的常态化需求侧管理机制。为此,提出一种考虑工业用户生产特性的精细化需求响应决策方法。首先,分析企业保供性、周期性、连续性、耦合性四大用电特性,构建基于工业用户生产特性的精细化用电管控框架。然后,以最大化所有工业用户的总用电量为目标,构建考虑最小保供电量、最小用电周期、最大负荷变化率、负荷耦合关联等内部工业负荷自身约束以及总用电量、负荷曲线等外部系统给定约束的精细化用电管控模型。其次,在此基础上,为保证模型求解的可靠性和提高模型求解的计算效率,针对性地提出线性化的解算方法。最后,基于中国东部某省工业园区的实际数据对所提模型进行验证。算例结果表明,所提方法可在满足用电总量、负荷曲线管控目标的前提下最大限度保障工业用户生产特性,提升企业效益。     

车削仿真干涉校验中两种曲面求交法

为实现在车削仿真中高效地进行干涉校验,提出了隐式方程求交法和参数方程求交法两种车削仿真干涉的校验计算方法,并从精度和效率两方面进行了比较.在隐式方程求交法中,应用Climb法则讨论线性方程组解的存在性以判定刀具后刀面和工件表面是否存在干涉;在参数方程求交法中采用在参数定义域内讨论方程组的解以判定是否存在干涉.仿真结果表明:隐式方程求交法的计算效率较高,但精度受工件廓形复杂程度的影响;参数方程求交法对后刀面为规则曲面的组合曲面时较有效,实时性较好,一般情况下可作为系统仿真的首选算法.     

基于UKF的永磁直线电机进给系统位置与速度估计

Unscented卡尔曼滤波器(UKF)在许多非线性估计及控制问题中取得了成功的应用.针对永磁直线同步电机(PMLSM)进给系统的特点,将UKF引入PMLSM的位置与速度估计中,建立了基于UKF的无位置传感器PMLSM进给系统.通过迭代搜索分析滤波器参数对UKF估计性能的影响,并对噪声方差阵参数进行了优化.分别对PMLSM有位置传感器进给系统和无位置传感器进给系统进行了仿真研究.仿真结果表明,UKF具有较高的估计性能,基于UKF的的无位置传感器PMLSM闭环控制系统在宽的速度范围内具有较好的速度响应特性,对初始位置误差具有较快的收敛特性.最后通过实验验证了UKF算法在PMLSM的状态估计中的有效性.     

室内无线传感器网络及其应用

介绍了传统无线传感器网络的起源、发展和现状,分析了室内环境对传统无线传感器网络技术的挑战,提出了一种新颖的室内无线传感器网络节点的构架设计方案;最后展望了室内无线传感器网络技术的应用前景。     

一种机械臂在线标定装置开发（英文）

提出一种名为MultiCal的新型接触式三维测量装置,可用于机械臂的现场标定和在线精度测量,具有使用方便、成本低（低于5000美元）、性能可靠等优点。该设备可灵活地设置在机械臂的工作环境中进行微米级精度三维测量。在标定过程中,通过一个三维位移测量装置,让机械臂的工具中心点运动至一个固定点,之后再绕该点旋转运动至不同姿态角并测量各关节角度（单点约束测量）。然后采用一个创新设计的夹具,将三维位移测量装置精确地安装在该夹具的不同工位上,并重复上述测量过程,从而实现多点约束测量。夹具上不同工位的相对位置在标定前已被精确测量,并作为标定的先验信息,以提高标定的精度与鲁棒性。理论分析表明,在相同水平的测量误差下,MultiCal的理论标定精度与传统的非接触式三维或六维测量设备（如激光跟踪器）相比降低10%—20%。而在StaubliTX90机械臂上进行的实际标定实验结果表明,MultiCal实际标定精度仅比带激光扫描仪的测量臂低7%—14%,时间效率比六维双目视觉测量系统低21%—30%,标定后的机械臂的最大和平均绝对定位误差分别为0.831mm和0.339mm。