基于非隔离型Weinberg变换器多模块并联系统的建模与控制环路设计

针对卫星电源对于均流精度及电路可靠性要求高的特点,本文提出了改进型峰值电流控制策略,即在传统峰值电流控制的基础上增加了平均电流控制,以提高均流精度和电路可靠性.本文以非隔离型Weinberg变换器的三模块并联系统为例,根据参数指标的要求,进行系统小信号建模及控制环路设计.最后制作1 200 W实验样机,验证控制环路设计的合理性及改进型峰值电流控制方案的优越性.该控制策略适用于对均流精度及集成度要求很高的系统级场合.     

双缘COT调制数字电压型控制Buck变换器分析

为了提高恒定导通时间(constant on-time, COT)调制开关变换器的输出电压稳压精度,基于COT调制和双缘脉冲宽度调制的特点,提出了一种工作于电感电流连续导电模式(continuous conduction mode, CCM)的开关变换器双缘恒定导通时间(dual-edge constant on-time, DCOT)调制方法.介绍了DCOT调制数字电压型控制Buck变换器的工作原理,对比分析了COT调制和DCOT调制数字电压型控制Buck变换器的稳态性能和瞬态性能.结果表明:相比于COT调制,采用DCOT调制的数字电压型控制Buck变换器提高了输出电压的稳压精度,其大小为输出电压纹波峰峰值的50%,且瞬态调节时间减少了1个开关周期.最后,通过仿真和实验结果证明了理论分析的正确性.      

近场地震的速度脉冲效应及简化冲击回归公式的检验

着重介绍了几次地震中出现的近场地震的速度脉冲特性，并利用简化冲击模型来分析速度脉冲效应对地震动加速度、速度、位移的影响。另外，还用近场地震记录对简化冲击的回归公式进行了验证。结果表明：在速度脉冲效应下，地震动峰值位移增大值大于峰值速度增大值，而峰值加速度所受影响最小。在阻尼不是很大的情况下，速度脉冲效应是较大的。因此，考虑近场地震的抗震设计中速度脉冲效应是必要的。     

具有峰值识别的神经网络模型对水沙过程的预报

在经典BP神经网络模型的基础上,增设误差修正系数,实现网络误差修正权重倾向于输出样本的较大值.同时提出了一种计算输入输出向量的归一化公式.在此基础上建立了具有洪峰识别的BP网络预报模型.该模型能根据实测资料模拟和预报不同特征年的流量或含沙量过程.采用建立的模型,对宜昌水文站典型年实测流量过程及含沙量过程进行了预测检验,其结果与实测值吻合较好,对峰值的预报较经典BP模型有所提高.     

近断层地震的加速度峰值比和反应谱分析

以近年来发生的主要地震中获得的大量地震记录为基础，并按照断层距和场地进行了分类．对竖向加速度与水平向加速度记录的峰值比的统计分析表明，近断层(断层距为0～15km)和中等断层距(断层距为15～30km)实际地震记录的加速度峰值比的统计结果大于我国现行抗震规范的取值，远断层(断层距为30-60km)记录的加速度峰值比的统计结果接近于我国现行抗震规范的规定；对水平加速度记录的反应谱统计分析表明，硬场与中等场记录计算的动力放大系数均值谱在大于0．2S的周期范围内高于我国现行抗震设计规范的谱值，而与UBC97的设计谱值相当，我国现行规范的设计谱应用于近断层地区的硬场和中等场可能偏于不安全；软场记录计算的动力放大系数均值谱与我国现行设计规范的谱值相当，而远小于UBC97的设计谱值，UBC97规范的软场设计谱可能偏于保守．     

初始含水率及人工干预对堰塞坝溃决影响试验研究

为了探索堰塞坝的初始含水率对溃坝过程影响,分别选取了初始含水率为19.59%,8.90%,5.50%,4.20%和2.97%的5组土石坝进行水槽试验。在此基础上,通过抛投不同粒径块石的方法探讨了人工干预措施对溃坝过程溃口流量的影响。试验结果显示:当坝体初始含水率为5.50%时,堰塞坝溃决过程的峰值流量为0.005 5 m~3/s,高于高含水率工况(19.59%,8.9%)和低含水率工况(4.2%,2.97%),为最不利初始含水率;坝体初始含水率越高,溃坝过程溃口"陡坎"向上游发展速度越快,溃口收缩最窄处越靠近坝体上游,最终溃口宽度越宽;随着坝体初始含水率降低,溃坝时间相应延长,溃口峰值流量出现时间也相应延后;在最不利坝体初始含水率条件下,向溃口入口处抛投块石对溃口峰值流量有削减作用,相对无抛投块石工况分别削减5.45%,10.9%和14.55%,并且峰值流量出现时间滞后。试验结果分析表明坝体初始含水率对于堰塞坝溃决过程是一个十分重要的影响因素,通过抛投块石方法对堰塞坝溃决流量进行控制是有效且明显的。     

不同温度作用下混凝土力学损伤试验研究

通过对4个温度(25、200、400、600℃)下的混凝土进行力学性能和声波试验,研究不同温度作用对混凝土结构的影响。结果表明：随着温度升高,混凝土的峰值强度及波速均降低;内部损伤逐渐增大,在600℃高温作用下,混凝土的内部损伤已经明显发展到外部。     

汶川地震垂直和平行断层方向地震动特征差异

为探讨断层走向对水平地震动的影响,选取汶川地震113组水平地面运动加速度记录,对比研究了垂直断层方向(FN)和平行断层方向(FP)分量的地震动加速度峰值、持时、反应谱、放大系数和特征周期等参数的差异.结果表明:断层距小于50 km时,FN分量地震动加速度峰值大于FP分量,且二者加速度峰值比的均值受场地条件影响较小;断层距越大,FN和FP分量地震动加速度持时越长;断层距小于100 km时,Ⅰ类场地FN和FP分量加速度持时的差别大于Ⅱ类场地;近断层区域内,FN与FP分量加速度反应谱比值的均值大于放大系数比值的均值,Ⅰ类场地FN和FP分量加速度反应谱、放大系数的差别均分别大于Ⅱ类场地;FN和FP分量地震动特征周期差别明显,且二者比值的均值和差值的均值都受场地条件影响较大.     

四相交错Boost DC-DC变换器的研究

针对传统PID控制的四相交错并联Boost变换器在实际应用中存在损耗大、效率低的缺点,提出了根据峰值电流输出PWM的控制方法。介绍了变换器的工作原理、控制方法以及主要器件的设计与选用,设计了四相交错并联Boost DC-DC变换器,并进行了实验,结果表明：该变换器采用交错并联的控制方式,根据负载变化调整工作相数来减少开关损耗、降低输出纹波,具有较好的可扩展性。     

近断层地震地面运动峰值衰减规律研究

研究近断层区域地震动的峰值衰减规律,可以为近断层区的地震危险性分析和工程结构抗震设计提供关键性基础数据．基于包括中国“5．12”汶川地震在内的全球23次地震事件中的338条近断层地震动记录,引入考虑震级和断层距影响的地震动衰减模型,采用最小二乘法对峰值加速度、峰值速度及峰值位移进行了回归分析,得到了近断层区域地震动峰值的衰减关系．与其他学者所提出的衰减关系的对比表明,文中提出的峰值衰减模型可更准确地揭示近断层区域地震动峰值的衰减变化规律．     

变脉宽脉冲序列控制DCM Buck变换器

为解决脉冲序列（pulse train,PT）控制开关DC-DC变换器稳态输出电压纹波较大的问题,通过研究较大输出电压纹波的产生机理,提出了一种变脉冲宽度脉冲序列（variable width pulse train,VWPT）控制方法.该方法基于电感电流断续导电模式（discontinuous conduction mode,DCM）Buck变换器,根据负载功率的变化,采用数字控制方式动态调节高、低功率脉冲占空比,得到两个能量差异较小的驱动脉冲,实现对变换器的控制,以获得明显优于PT控制的输出电压纹波特性.实验结果表明,相比于PT控制,VWPT控制可以有效降低变换器的稳态输出电压纹波50%左右.      

谷值V2控制Boost变换器的频域与时域特性分析

基于对Boost变换器输出电压纹波的分析,本文将谷值V2控制技术应用于Boost变换器.详细分析了谷值V2控制Boost变换器的工作原理,首次建立了谷值V2控制Boost变换器的小信号模型,推导了控制-输出、输入-输出和输出阻抗等传递函数,研究了其频域与时域特性,并与谷值电流控制Boost变换器进行了比较分析.研究结果表明,与谷值电流控制相比,谷值V2控制Boost变换器具有比谷值电流控制Boost变换器更快的输入和负载瞬态响应速度,在给定参数下,谷值V2控制瞬态响应在输入电压增加时快530 s,输入电压减少时快800 s;当负载增加时快650 s,负载减少时快1 330 s.实验结果与仿真结果基本一致,验证了理论和仿真分析的正确性.      

谐振式单开关多路输出Boost LED驱动电源

提出了一种谐振式单开关多路输出Boost LED驱动电源及其控制电路,分析了其工作原理及特性.该多路输出Boost LED驱动电源只需要使用1个开关管,1个谐振电感和2n-1个谐振电容就能实现2n路输出的恒流控制,具有变换器电路结构与控制简单、体积小、效率高以及成本低的特点.利用谐振电容的充放电平衡原理,仅需控制其中任意一条输出支路电流,即可实现2n路输出支路的恒流及均流控制;此外,该多路恒流输出LED驱动电源具有固有的短路保护特性,任何一条输出支路短路不会影响其它输出支路的稳态电流.最后,搭建了一台48 W的四路恒流输出实验样机,验证了理论分析的正确性.      

多电平变换器直流侧电压平衡控制电路

为解决二极管箝位型多电平变换器直流侧电容电压不平衡的问题,设计了一种带二级辅助电感的平衡控制电路,通过简单控制可以平衡多电平变换器直流侧所有电容的电压.在分析电路结构和控制原理的基础上,从能量转换的角度出发,给出了辅助电感参数选择的范围.以五电平变换器为研究对象,建立了Matlab/Simulink仿真模型,搭建了实验样机,对比分析了本文平衡电路与传统一级平衡控制电路的电容电压平衡特性.实验结果表明,当二级辅助电路工作时,所有直流侧电容电压在20 ms内达到平衡,电容电压的纹波小于3%.      

数字谷值电流控制开关DC-DC变换器

为了获得开关DC-DC变换器的最优数字谷值电流(DVC)控制技术,研究了电感电流连续模式下DVC控制开关DC-DC变换器的工作原理,对比分析了采用前缘、后缘、三角前缘和三角后缘4种涮制方式的DVC的占空比算法,并分析了各种算法的稳定性.在此基础上,对DVC控制开关DC-DC变换器的时域特性进行了仿真和试验研究,结果表明,采用后缘调制的DVC控制开关DC-DC变换器具有最优的负载瞬态特性,超调电压为62 mV,响应时间为1.118 ms.     

基于前缘调制的数字V2控制

为促进数字控制技术的发展,基于数字控制器的基本功能模块和V2控制方法的基本原理,提出了基于前缘调制的数字V2控制算法,并探讨了该算法消除次谐波振荡的原理.基于MATLAB仿真软件平台,对采用数字V2控制算法的开关变换器进行了计算机仿真,并采用FPGA(现场可编程门阵列)作为硬件平台进行了实验.在相同的Buck变换器上,将采用数字V2控制算法与电压型控制算法的仿真结果和实验结果进行了比较,结果表明,采用数字V2控制算法可提高开关变换器的动态性能.     

矩阵变换器调制策略的鲁棒性研究

矩阵变换器是一种没有中间直流环节的交一交直接变换器，其输入电压的畸变容易影响到输出电压的质量，输出电流的谐波也会通过变换器反馈到输入电流中来，通过对矩阵变换器间接空间矢量法调制策略的研究，提出了调制策略的实时调整原则，该原则能增强矩阵变换器工作的鲁棒性，使矩阵变换器在输入电压不对称、输入电压有谐波等非理想输入电压下，仍然输出理想的三相对称正弦电压，从而在电网电压不理想的情况下，为矩阵变换器的负载提供理想的电压源。     

A NOVEL CONTROL STRATEGY FOR SINUSIODAL WAVE INVERTER WITH PI REGULATORS AND CAPACITOR CURRENT FEEDBACK

Inmodernuninterruptablepowersupplies ,in verterswith pulsewidthmodulation (PWM )con trolareusedtogeneratethesinusoidaloutputvolt age .Therequirementstoinvertersincludeahighstability ,highreliability ,fastdynamicresponseoveralltypesofloads,aswellasminimumtotalharmonicdistortion .Inthepast,openloopcontrolwithfeed for wardwereusedininverterstoproducethesinusoi dalwaveoutput ,whilearelativelyslowoutputvoltagermsfeedbackloopwereusedtoregulatethermsoftheoutputvoltage .Althoughthistypeofcontrolcould…     

基于滑模双环控制的感应耦合电能传输系统设计

为解决轨道交通供电负载频繁波动使得系统输出恒压困难的问题,提出了基于滑模控制和PI控制的双环控制策略.首先对原边建立离散时间动态模型、副边采用大信号模型分别进行建模;其次,基于系统建模设计双环控制策略,采用滑模控制控制电流内环、PI控制控制电压外环;最后,对设计的双环控制进行了实验验证.验证结果表明:恒压下进行70 Ω和50 Ω电阻切换时,电压变化约5%,并在15 ms左右恢复到稳定值,因此,在负载波动的条件下该控制策略能保证输出电压恒定和快的响应.