三相电压型PWM整流器的双闭环控制系统仿真

根据三相电压型PWM整流器的拓扑结构,在三相静止坐标系以及同步旋转dq坐标系下建立三相电压型PWM整流器的数学模型,并进行耦合分析,通过电压前馈解耦控制解决控制器的耦合问题.PWM整流器控制系统采用电压外环电流内环的双闭环控制进行分析和设计,调节器采用PI调节,开关的调制方式选用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM).在Matlab下搭建了该控制系统的仿真模型,仿真实验证明了所设计的控制系统可以保持恒定的电压输出,具有很好的抗扰性能.     

额定功率下高速机车谐波特性的仿真分析

通过综合分析高速机车脉宽调制(PWM)整流器谐波电压产生的过程和牵引供电系统的谐波阻抗特性,对高速机车以额定功率运行时谐波的动态特性进行了计算和分析.采用双傅立叶级数和Bessel函数推导出PWM整流器谐波电压的计算式;基于分布参数模型导出了接触网谐波阻抗的表达式,进而对串联、并联谐振进行了分析.在此基础上,对机车在额定功率下的谐波电压和谐波电流进行了仿真计算和频谱分析.结果表明:谐波电压和谐波电流的频谱特性均与机车位置有关,尤其是谐波电流的变化更大;特定次谐波在特定线路位置发生串联谐振,且谐振位置随机车位置变化;谐波电流含量很小,主要集中在3～9次低次谐波和发生串联谐振的频带.     

基于阻抗变换的稳频高效非接触电能传输系统

为提高非接触电能传输系统在变负载工作模式下的频率稳定性和效率,提出了基于阻抗变换的稳频高效非接触电能传输系统设计方法.根据开关变换器可实现阻抗变换,在非接触电能传输系统副边结构中加入开关变换器,通过控制开关变换器中开关管占空比进行负载电阻的等效变换,并优化设计系统谐振补偿参数;通过对系统谐振网络以及阻抗变换电路的分析,推导出了系统关键参数设计的计算公式及阻抗变换电路占空比与负载电阻之间的函数关系.研究结果表明:当负载电阻在1~10 Ω范围内变化时,通过实时调节开关管占空比,能够始终保证系统效率达到67.0%.      

基于双线性系统理论的PWM整流器非线性控制

根据双线性系统理论,建立了三相电压型PWM整流器的双线性系统模型,并通过对系统模型的分析与等效控制输入的选择,将该模型转化为精确的线性模型．在三相静止坐标系下,设计了双闭环控制系统,外环为非线性PI控制,内环为通过求解伪逆矩阵设计的状态反馈控制．实物实验结果表明,控制系统具有良好的稳态和动态性能．     

低开关频率下PWM调制方法研究

在交直交电力机车等大功率牵引传动系统中,受到逆变器开关频率的限制,通常采用多模式PWM方法．本文中分析了低开关频率下多模式PWM的实现方法．在低载波比条件下采用了一种中间60°调制方法,并研究了不同模式PWM之间的切换条件,实现了异步调制、同步调制和中间60°调制之间的平滑过渡,并通过仿真和实验验证了分析的正确性．     

用于交流传动控制器调试的实时仿真系统

介绍一种以通用微机和PCI高速数据通信卡组成的交流传动仿真系统．系统采用软件方式实时计算交流传动系统的运行参数，包括变压器、四象限整流器、直流中间回路、逆变器、电机及负载．仿真结果经D／A转换后输出实时模拟交流传动控制器所需的传感器信号，进而实现对控制器的调试．     

非接触移动供电系统不同补偿拓扑下的鲁棒性分析

为揭示非接触移动供电系统参数扰动的产生、传播及影响机理,首先采用广义状态空间平均建模方法,建立了4种基本双边谐振补偿拓扑的系统不确定模型;其次,研究了电磁耦合机构相对距离和工况变化导致的互感及负载扰动特性,并依此推导出软开关调制模式下的系统频率扰动规律;第三,基于参数扰动模型分析了互感、负载及频率变化对系统输出的影响,并通过计算系统结构奇异值分析了不同补偿拓扑系统的鲁棒稳定性;最后,针对一套双边串联谐振补偿系统,对互感及负载偏离标称值条件下的系统鲁棒性进行了验证实验.实验波形表明:当互感和负载分别在标称值（12.15 H、5.00 ）与摄动值（9.51 H、12.55 ）之间变化时,系统仍然是鲁棒稳定的,采用PI控制能较好地抑制其对负载输出电压的影响.      

基于标幺化均值的大功率PWM整流器故障诊断

在对大功率PWM整流器的网侧故障电流畸变现象进行研究的基础上,通过引入交直流中点电位差和网侧故障电流的标幺化均值及交流网侧电流的标幺化均值作为故障特征量形成了标幺化均值法．综合其软硬件实现难度及故障诊断速度来看,标幺化均值法在网侧故障电流畸变的情况下诊断PWM整流器主回路的开关管断路故障时比现有方法容易实现,可靠性更高．     

基于电磁转矩的城轨列车电机-齿轮传动耦合系统故障诊断方法研究

针对城轨列车电机-齿轮传动系统中电气、机械部分难以耦合而导致各自独立研究问题,综合考虑电机非线性磁导和齿轮时变啮合刚度,建立基于电机等效磁路网络模型(PNM)的城轨列车牵引传动系统机电耦合动力学模型.在此模型上,考虑定子匝间绕组短路故障及鼠笼转子导条断裂故障,求得故障下机电耦合系统的动态响应;基于电磁转矩进行故障诊断,并与矢量控制单电机模型的诊断结果进行对比研究.研究成果表明:在低频域,PNM的电磁转矩频谱比矢量控制单电机模型的频谱在故障频率处幅值更大,更易于识别故障;在高频域,PNM电磁转矩诊断方法能识别到更为明显的电源频率的高次谐波分量,在机电耦合系统的故障诊断中更有优势;基于电磁转矩的故障诊断方法可以有效诊断城轨列车机电耦合系统故障,为无传感器的故障检测技术提供理论支持.     

泥泵转子轴系统振动特性的分析

采用有限元法对1750m^3／h挖泥船泥泵转子轴系统进行了振动特性分析,建立了转子轴系统的有限元模型,对其进行了模态分析和谐响应分析．讨论了转子轴系统的偏心质量矩和轴承刚度对系统振动响应的影响．利用轴心轨迹法进行了挖泥船泥泵的实际振动测量,测量结果与理论计算结果较为一致,验证了理论计算的正确性．     

基于卡尔曼滤波和神经网络的PMSM参数辨识

永磁同步电机（PMSM）是一种非线性、强耦合的控制对象,电机参数的变化加大了其控制难度.因此,参数辨识对于其闭环控制系统的稳定运行有着重大的意义.文中针对这一非线性、强耦合的模型,研究了一种基于扩展卡尔曼滤波（EKF）和El man神经网络（El man NN）的永磁同步电机参数Rs,ψd和ψq的辨识方法.仿真结果表明,该方法具有很快的收敛速度,能很精确地辨识PMSM的Rs,ψd和ψq,该网络具有良好的泛化能力,在变速变负载等复杂情况下也适用.     

基于瞬态有限元永磁同步电机静止位置检测策略

无传感器控制的永磁同步电机在低速和静止时一直存在着转子位置难以检测和估算的问题,本文针对该情况提出了一种基于瞬态有限元分析的转子位置和永磁极极性检测的策略和方法.以两相凸极永磁同步电机为例,通过对永磁同步电机瞬态磁场的有限元分析,考虑铁心饱和与注入信号瞬态特性的影响,提出一种对转子位置非常敏感的组合电感的计算算法,并给出基于该组合电感的转子位置和永磁极极性检测的策略和优化转子位置检测的方法.计算结果表明,该方法能在电机静止和低速时,快速准确地判断出转子位置和永磁极极性.     

低同步串级调速系统转差功率反馈方式的研究

绕线式异步电机转差功率反馈到电网进行调速的方法已在许多工业部门得到广泛应用,但由于调速过程中转子电势将低于电网电压,因而这种调速方式需要在电网与逆变器之间接入一个升压变压器。本文提出了一种省去升压变压器和直接将转差功率反馈到定子绕组的新的串级调速方法。文中对定子绕组反馈点的选择、等效电路数模及主要参数作了分析,并在一台改制的绕线式异步电机上作了试验,结果表明这种调速方法除经济简便外,仍具有优良的调速性能。     

逆变器驱动电机系统中共模耦合电流的研究

在电机驱动系统中，共模电压将会在电机内部的共模耦合回路中产生共模耦合电流，共模耦合电流将对系统构成共模干扰，并影响电机的使用寿命，因此对共模耦合电流的研究显得非常重要．文中分析了三相逆变器驱动电机系统中的共模激励源，发现共模响应只与系统的零序阻抗和共模阻抗有关，可以用等效的集总参数模型来模拟系统的共模耦合．在对电机内部的共模回路进行分析计算的基础上，得出了地电流及电机轴承电流的集总参数电路模型和参数确定方法，仿真和实验结果显示，该模型能对逆变器驱动电机系统中的地电流和轴承电流进行有效的预测。     

低开关频率下混合脉宽调制方法研究

大功率轨道牵引传动系统的开关频率较低,而调速范围较宽,导致了载波比变化范围大,需要设计混合脉宽调制策略以满足要求．本文分析了一种低开关频率下SVPWM和特定谐波消除PWM（SelectiveHarmonic EliminatePWM,SHEPWM）混合脉宽调制方法,即在低频阶段采用异步调制的SVPWM,在高频阶段采用不同载波比的SHEPWM,最后转入方波工况．研究了它们之间的切换条件,实现了异步调制的SVPWM、不同载波比的SHEPWM和方波之间的平滑切换．仿真和实验结果证实了本文的混合调制方法具有较好的谐波特性和SVPWM,以及不同载波比SHEPWM间切换方法的正确性,减小了电流冲击．     

基于拟T-S模糊模型的网络化控制系统稳定性分析

综合考虑网络化控制系统（NCS）出现时延和丢包问题,提出一种基于拟T-S模糊模型.以时延和丢包出现的概率作为隶属度,并根据丢包出现在系统中的不同环节,分别构造相应的系统模型,再利用线性矩阵不等式（LMI）方法证明系统的稳定性,并通过对一个二阶倒立摆系统的数值分析说明方法的可行性,从而为网络化控制系统的分析与设计提供了新方法.     

基于多智能体（MAS）的城市快速路智能控制系统设计

分布式人工智能作为人工智能与分布式计算的结合,正逐渐受到人们的重视。以城市快速路控制系统为研究背景,应用多智能体技术,以实现对其智能控制的策略。在分析研究多智能体体系架构与快速路控制系统的控制需求的基础上,进行快速路MAS的总体架构设计与层次功能设计。在分析研究Agent结构模式与构造方法的基础上,设计快速路控制协调智能体Harmony-agent的结构,并针对结构中各个模块的功能进行详细设计。MAS体系可以成为传统控制手段与智能控制方式的统一实现载体,架起了传统控制与智能控制的桥梁。MAS架构体系是兼容传统手段与智能理念的弱耦合思想的良好承载平台。     

磁浮开关磁阻电机悬浮力的变结构控制

以磁浮开关磁阻电机轴向力为对象,研究了其转子稳定悬浮的控制.根据电磁场理论,建立了轴向悬浮力数学模型,针对悬浮力控制的非线性特点,采用基于离散时间趋近率的变结构控制方案,完成了电流、位移双环控制的轴向悬浮力控制器,实现了轴向悬浮力的稳定控制,分析了实现稳定跟踪的滑动模态的存在条件,并进行了仿真分析,仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

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。