Schemes for Producing 1.8 He Ⅱ and the Prediction of the Pumping Speed for the Method of Vacuum-Pumping

Cryogenic ground supporting equipment (CGSE) developed for international cooperation scientific experimental item AMS-02 is the ground supporting and cooling system, which will complete the cooling process of the superconductor of AMS-02 from ambient temperature to 1.8 K. Obtaining 1.8 K He Ⅱ by vacuum-pumping is discussed in detail and compared with the other three schemes. The results show that the scheme of vacuum-pumping not only could meet the requirement of the project much better but also has higher reliability compared with other schemes. To select the vacuum pump, the energy conservation model is presented according to the experimental system of CGSE. Therefore, the pumping speed is also determined.     

Optimization for PID controller of cryogenic ground support equipment based on cooperative random learning particle swarm optimization

Cryogenic ground support equipment (CGSE) is an important part of a famous particle physics experiment — AMS-02. In this paper a design method which optimizes PID parameters of CGSE control system via the particle swarm optimization (PSO) algorithm is presented. Firstly, an improved version of the original PSO, cooperative random learning particle swarm optimization (CRPSO), is put forward to enhance the performance of the conventional PSO. Secondly, the way of finding PID coefficient will be studied by using this algorithm. Finally, the experimental results and practical works demonstrate that the CRPSO-PID controller achieves a good performance.     

航天热控制系统关键受力部件结构分析与优化研究

以阿尔法磁谱仪(AMS-02)热控制系统中支架为对象,运用有限元方法对其关键受力部件进行了结构分析和优化设计.分析了中支架板单元的最大Mises应力和梁单元最大复合应力并进行了强度校验.计算了中支架支撑梁的屈曲临界应力,与极限工况下梁的最小主应力进行了对比.结果表明,目前设计的中支架不存在强度破坏和失稳问题,并有很高的安全裕度.在进一步的优化设计中,以减轻质量为目标函数,发现目前中支架在安全裕度范围内仍可以减轻质量16.6%.     

混合励磁同步发电机电压控制原理分析与实现

为解决永磁发电机输出电压不可控的问题,研究了一种新型结构的混合励磁同步发电机.利用有限元方法计算了电机中永磁和电励磁的磁场分布.根据对永磁发电机输出电压的要求,制定了励磁调节系统的控制策略,讨论了调节过程.为验证混合励磁同步发电机的电压调节能力,设计制造了2.5 kW实验样机及励磁调节系统,并进行实验测试.结果表明:空载运行时,混合励磁同步发电机输出电压为永磁与电励磁部分的合成电势;负载运行时,随着负载的增加,通过调节励磁电流的大小改变了气隙磁通,输出电压稳定在135 V.     

Design of fuzzy controller for direct drive wind turbines

Based on the research results of these years, this paper proposes a design of 3MW direct-driven wind generation inverter, and takes much effort in the control algorithm research and MATLAB simulation. Some wonderful results are obtained. All this may provide the reference for practical application. The fuzzy controllers are designed, based on fuzzy logic control theory, which can perfect control of wind generation system with no mathematic model. Models of permanent magnet synchronous generator (PMSG) and dual pulse width modulation (PWM) converter with their controllers are set by MATLAB/Simulink. In addition, experiments are made on the simulation platform of variable speed constant frequency (VSCF) wind power generation system. The behavior of dual PWM converter is demonstrated by simulations and experiment, and the control strategy is valid and correct.     

新型Halbach阵列永磁电动悬浮系统垂向稳定性

针对永磁电动悬浮系统的垂向动态稳定性问题, 研究了永磁电动悬浮系统的临界稳定特性; 提出了一种永磁铁加常导线圈混合构成的新型Halbach阵列, 通过在永磁体表面缠绕有源常导线圈, 实现了永磁电动悬浮系统阻尼的主动控制, 并对比了新型Halbach阵列与其他2种主动电磁阻尼控制方案; 建立了新型Halbach阵列永磁电动悬浮系统垂向动力学模型, 并采用经典PID闭环控制方法设计了悬浮控制器, 分别在无外界干扰、外界扰动力干扰和轨道不平顺干扰3种情况下仿真分析了该系统的垂向动态稳定性。研究结果表明: 永磁电动悬浮系统在扰动力作用下将进行等幅震荡而不能稳定悬浮, 连续扰动力干扰下甚至可能撞轨; 提出的新型Halbach阵列具有磁场耦合计算方便、力调节范围大的优点; 设计的悬浮控制器能使系统稳定悬浮于额定气隙0.03 m的平衡位置, 且线圈电流为0, 不产生损耗, 仿真分析所得系统悬浮气隙和线圈电流与理论分析结果的相对误差小于0.01%;当出现轨道不平顺干扰时, 系统能快速稳定悬浮于额定气隙0.03 m的平衡位置, 稳定后的线圈电流仍为0, 实现了永磁电动悬浮系统的零功率平衡; 当外界扰动力为±1 500 N时, 系统能快速稳定悬浮于额定气隙0.03 m的平衡位置, 稳定后的线圈电流分别为29.68和-30.40 A, 表明新型Halbach阵列永磁电动悬浮系统能够实现垂向动态稳定。      

Dynamic Analysis of Micro-machined Diamagnetic Stable Permanent Magnet Levitation System

A novel micro-machined diamagnetic stable levitation system (MDSLS) which is composed of a free permanent magnetic rotor, a ring lifting permanent magnet and two diamagnetic stabilizers was presented. The static and dynamic stable characters of MDSLS were analyzed. The coupled non-linear differential equations were used to describe six-degree-of-freedom motion of the levitated rotor, and the equivalent surface current and combined diamagnetic image current method were utilized to model the interaction forces and torques between the lifting permanent magnet and rotor permanent magnet and also between the rotor permanent magnet and diamagnetic substrates. Because of difficulty to get analytical solution, the numerical calculation based on Runge-Kutta method was used to solve the dynamic model. The vibration frequencies were identified by fast Fourier transform (FFT) analysis. According to their resonance characteristics and parameters, the translational and angular dynamic stiffness were also calculated. The results show that the levitation of the rotor in MDSLS is stable, and the MDSLS is potential for the application in levitation inertial sensor.     

基于低通滤波补偿积分器的直驱型永磁风力发电机无位置传感器控制

针对永磁直驱风力发电机的特点,本文采用一种基于低通滤波补偿积分器的无位置传感器零d轴电流控制技术．在论述该控制技术实现原理的基础上,深入分析了低通滤波补偿积分器特点,最后通过仿真和小功率直驱型永磁风力发电实验平台,验证了其有效性．结果表明,该方法具有较好的稳态与转矩动态响应性能,且工程实现较为简单．     

加速器磁铁电源PSO-LQR控制器设计与研究

磁铁电源是加速器的重要组成部分.该设计以磁铁电源为控制对象,并提出了基于PSO的磁铁电源LQR控制器的设计.首先,利用现代控制理论建立了磁铁电源的状态空间模型,而后采用粒子群算法对磁铁电源LQR控制器加权矩阵进行了优化,以保证能够为加速器快速地提供所需的磁场.仿真结果表明,该课题所采用的方法能够满足系统输出快速响应的要求,各项指标优于传统方法所得到的结果.     

永磁同步电机MTPA控制系统设计

为有效提高永磁同步电机控制器资源的利用率和数据采集的精度,利用模块化方法设计了永磁同步电机的最大转矩电流比(MTPA)矢量控制系统,通过CAN通信的方式将转速和电角度等信息发送到上位机.通过对系统的实验测试,验证了该控制方法以及CAN通信功能的有效性.针对工程实践中出现的电角度误差和相电流直流偏差问题,提出了误差补偿量...     

3S集成技术在土地利用动态监测中的应用

针对基于RS和G IS的土地利用动态监测方法可靠性差,精度低,提出了RS,G IS和GPS集成技术.在2000年TM遥感影像解译数据的基础上,以2004年中巴资源卫星(CBERS-02)遥感影像数据为信息源,对2004年遥感影像进行了解译,修改了2000年数据库.在野外用手持GPS接收机对解译成果进行了验证,更新了解译的数据库;利用G IS技术的空间分析功能,提取出了2000~2004年间土地利用/覆被变化信息,得到了高精度的土地利用动态变化数据库,并在此基础上对土地利用动态变化信息进行了分析.实验结果表明,利用3S集成技术可以提高土地利用信息的可靠性和精度.     

方波脉冲下电磁线绝缘寿命及局部放电特性分析

为探讨方波脉冲电压下电磁线的绝缘老化及破坏机理,采用高频高压脉冲绝缘寿命试验装置和局部放电测试系统,研究了不同频率和上升时间下的电磁线的绝缘寿命、局部放电特性及其影响因素,得到了方波脉冲电压下频率的绝缘老化寿命模型和上升时间的绝缘老化寿命模型.研究结果表明:随着脉冲频率的升高和上升时间的缩短,局部放电活动增强,电磁线寿命降低;上升时间的绝缘老化寿命模型和频率的绝缘老化寿命模型的相关系数分别为0.93和0.95.      

永磁同步电机伺服系统中电机启动过程分析

分析了矢量控制下永磁同步电机启动过程各阶段电流、电压、速度的变化规律和影响因素，线性加速阶段决定启动速度，可通过设置电机能够承受的最大启动力矩以加快启动过程，电流建立阶段的电流响应主要取决于直流母线电压，速度调整阶段电机进入稳定运行的时间取决于调节器的参数，加大为电机供电的整流器滤波电容并采用三相供电，可减小直流电压的动态下降，仿真和实验证实了以上分析结果。     

轨道车辆永磁直驱技术综述

概述了国内外采用永磁直驱技术的轨道车辆发展状况,归纳了永磁直驱转向架的结构形式,讨论了抱轴式直驱结构与弹性架悬式直驱结构的特点及其适用情形,分析了永磁直驱转向架的蛇行运行稳定性与曲线通过性;针对轨道车辆应用,从磁性材料、冷却系统、温升效应、电机质量、气隙磁密、反电势抑制、失磁故障、电路结构等方面论述了永磁直驱牵引电机的...     

永磁电动机直接转矩控制中新型无传感器技术

剖析了两种典型转速直接估算方法,提出了一种新型的适用于永磁同步电动机直接转矩控制的无位置传感器技术.通过分别计算出定子磁链矢量角位移与转矩角,将后者从前者中减去得到转子磁链矢量的角位移进而得到转子速度信号,并采用改进积分器取代传统的积分器.该技术能有效地改善磁链原点漂移,提高直接转矩控制系统的磁链角位移与转速的求解精度.仿真及实验研究结果表明,采用这种无位置传感器技术的永磁同步电动机调速系统,具有良好的调速控制性能.     

Composite Feedforward Compensation for Force Ripple in Permanent Magnet Linear Synchronous Motors

This paper presents a method for compensating the force ripple in permanent magnet linear synchronous motors(PMLSMs) by adopting a composite feedforward compensation scheme. Firstly, the vector control system of PMLSMs is described, and various force disturbances influencing the electromagnetic thrust are analyzed. As a result, the mathematical model of the whole system considering the force ripple is established.Then, a novel composite feedforward compensation scheme is proposed, which consists of a recursive least squares(RLS) parameter identification component and two feedforward compensation loops corresponding to the reference position trajectory and the force ripple, respectively. Finally, the effectiveness and advantages of the proposed composite feedforward compensation are demonstrated by simulation. The main incentive of this paper is the combination with the composite feedforward compensation loop corresponding to the reference position trajectory to improve the compensation effect of force ripple in PMLSMs.     

基于模糊滑模控制的永磁同步液压电机泵变速控制的研究

提出一种永磁同步液压电机泵模型,即把永磁同步电机转子作为液压泵缸体,以进一步提高液压传动的整机效率．通过控制电机转速直接调节泵的输出流量,使电机泵提供的功率与负载匹配,从根本上提高液压调速系统的效率．同时建立了该液压电机泵变速控制系统的数学模型．针对永磁同步电机非线性、多变量、强耦合的特点,将模糊和滑模控制理论运用到永磁同步电机直接转矩控制中,以提高系统的鲁棒性和快速性．对转速阶跃变化进行仿真研究,仿真结果表明该策略具有良好的鲁棒性和快速性．     

轨道交通永磁同步牵引系统发展概况与关键技术综述

为系统分析和总结轨道车辆永磁牵引系统控制技术研究与发展趋势,介绍了永磁同步电机作为牵引电机应用于轨道交通领域的优缺点和国内外永磁同步牵引系统的应用情况;回顾了大功率牵引逆变器在低开关频率下的控制技术和永磁同步电机牵引控制技术,分析了脉宽调制策略、弱磁控制等关键技术的设计思想、研究方法等;总结了近几年国内外研究成果,讨论了各类控制方法的优点和局限,并展望了永磁同步电机在轨道交通牵引领域的发展前景和面对的挑战。研究结果表明:内置式永磁同步电机适用于直驱系统,具有体积小、效率高等优势;牵引逆变器通常采用混合脉宽调制策略,低频段采用异步调制,中频段为同步调制,方波工况下采用单脉冲调制,其中特殊同步调制下系统动态性能的提升和不同调制方法之间的平滑切换是牵引逆变器脉宽调制技术的难点;电机控制策略主要针对基于双电流调节器、电压矢量角弱磁控制和方波工况下弱磁控制这3种高速运行区的弱磁控制方法进行研究;在前期研究的基础上,应进一步考虑永磁同步电机的无位置传感器技术、故障在线诊断与预测和高精度参数辨识问题;牵引传动系统的机电耦合特性和短路故障处理是今后重点关注的研究方向。      

常导电磁悬浮动态特性研究

以常导磁浮车辆的悬浮导向基本单元为对象，对采用两级串联悬浮控制的单磁铁悬浮系统进行悬浮刚度和阻尼特性的理论与数值分析．分析结果表明：电磁悬浮刚度与间隙反馈系数成正比，悬浮阻尼与间隙变化速率反馈控制系数成正比；车体二系悬挂频率、轨道基频和控制系统特征频率任意两者互相接近时，容易发生车轨共振．     

直驱永磁风电系统PWM变流器的非线性控制研究

为分析直驱永磁风电系统在小扰动下的稳态性能和动态特性,建立了以PWM变流器为控制目标的数学模型,通过对PWM导通情况的调节来实现对直驱永磁风电系统输出的控制,设计了非线性控制策略。Matlab/Simulink 的仿真结果表明该控制策略能增强系统的稳定性控制性能,保证系统在较大的风速变化范围内实现功率地有效调节,并能较好的实现风电系统在小扰动状况下的稳定。