基于光谱观测器的永磁同步直线电机初始相角检测

为解决现有永磁同步直线电机初始相角检测方法存在算法复杂和硬件电路性能要求高等问题,提出了一种基于光谱观测器的PMSLM初始相角检测方法。通过施加直流电压矢量将电机定位在某一指定角度附近,在位置环控制电机位移为0的基础上,对估计角度施加固定幅值的正弦抖动,从而得到交轴电流波形。根据光谱观测器理论,对交轴电流波形进行滤波观测,获取其一阶分式,并利用一阶分式的零点计算得到估计角度偏差。最后,利用RT-LAB仿真平台建立永磁同步直线电机快速控制原型,试验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

摆式列车线路检测信号的动态自适应滤波研究

为提高摆式列车检测系统的精度,针对传统数字滤波器的不足,将非平稳随机信号时变模型参数的自适应估计与普通卡尔曼滤波算法相结合,提出一种能有效消除或削弱测量信号中高斯白噪声的卡尔曼动态自适应滤波方法及数学模型。实时建模精度是实现卡尔曼动态滤波的关键。通过对具有不同遗忘因子的递推最小二乘算法的分析和比较,结果表明,带自适应遗忘因子的递推最小二乘算法(RLSAF)由于其遗忘因子能根据信号本身的统计特性的变化自适应地进行调整,因而对非平稳随机信号具有很强的跟踪性能。采用基于RL-SAF算法的卡尔曼动态自适应滤波方法,能实现摆式列车线路检测信号(陀螺仪角速率信号)的有效滤波。     

机车牵引电动机动态实时分析及故障检测

结合TA0649D机车牵引电机的结构参数,首先建立了该直流电机的数学模型,设计了该电机的转速,电流双闭环系统。在此基础上,通过故障(如绕组匝间短路与对地短路)模拟,利用递棼最小二乘法计算故障发生后电机绕组电阻的变化。仿真计算结果表明,所设计的参数识别法一递推最小二乘法是有效的,具有实际应用价值。     

基于改进最小二乘支持向量机的电力机车牵引电机建模

介绍利用最小二乘支持向量机的回归理论对牵引电机磁化曲线进行拟合,从而建立准确的电力机车牵引电机模型的方法.针对最小二乘支持向量机参数选择耗时长的问题,提出一种基于三步搜索技术的参数选择方法.理论分析及仿真结果表明,该方法可优化选择最小二乘支持向量机的参数,并可提高最小二乘支持向量机的建模速度.将该方法用于电力机车牵引电机建模的参数选择,仿真结果表明,该方法建立的电力机车牵引电机模型精确度高,可用于对电力机车主电路性能及控制策略的研究.     

变频器输出电压du/dt对电机的影响及其滤波器的设计

研究了变频器输出电压du/dt对电机端电压和轴承电流的影响,在PSpice中建立了电机高频模型,并对端电压波形进行了仿真;着重研究了一种du/dt滤波器的参数设计方法,并且进行了仿真和实验验证。实践证明,该滤波器具有较好的滤波效果。     

主从结构的自适应滤波器

根据理论分析，提出了一种主从结构的自适应滤波算法（ＡμＬＭＳ），它利用一个从自适应滤波器，按照最小均方误差准则，自动寻找主自适应滤波器的最佳步长矢量，使滤波器的特性得到显著的提高。计算机模拟实验结果验证了其良好的性能。该主从结构自适应滤波算法的思想可拓展至其它一些自适应滤波算法中去建立其相应的主从结构。     

关于THDS-A型探测站数据处理算法的解析

介绍在新一代红外线轴温探测系统中,通过对全程采集到的列车数据进行算法分析,得到列车通过时所需的完整信息。使用最小二乘法进行温度运算,使用滤波算法计算列车的轴数,速度等基本信息。     

铁路既有线复测平面曲线优化方法

利用坐标法进行铁路既有线复测后,根据测量曲线的连续大地坐标点系,通过合理的方式对既有线线路进行优化计算是一项十分重要的工作。在讨论平面曲线特征分界点判别依据的基础上,分析基于圆曲线最小二乘拟合计算模型的原理及其不足;通过建立夹直线、缓和曲线和圆曲线的调整量计算模型,提出以夹直线的最小二乘拟合为切入点,以曲线调整量最小为优化目标,以圆曲线半径、缓和曲线长为优化参数,建立平面曲线调整量优化模型,利用夹直线的连续性对连续多段平面曲线实现一次性优化计算;采用定步长迭代方法进行优化模型求解,通过优化计算得到既有线各曲线要素特征值及各测点的调整量。计算实例表明:优化模型算法简单、有效,适用于各类平面曲线,并在大曲线半径上有效避免了圆曲线最小二乘拟合法存在的病态结果。     

一种顾及用户朝向的PSO-LSSVM指纹定位算法

为了解决人体对WiFi信号遮蔽和最小二乘支持向量机参数优化的问题,提出了一种顾及用户朝向的粒子群优化最小二乘支持向量机指纹定位方法。建立全向指纹库,采用粒子群优化算法求出最小二乘支持向量机最优参数,通过最小二乘支持向量机训练出定位模型,将待测点指纹信息输入定位模型中,最终估算出待测点位置坐标。仿真实验结果表明所提算法在定位误差上达到0.72 m,普通的粒子群优化最小二乘支持向量机算法定位误差为0.84 m,提高了室内定位精度,具有实际的应用价值。     

异步电机参数辨识系统研究

在异步电机矢量控制系统中,电机参数的准确性对电机的控制效果有着重要的影响。采用传统的异步电机辨识方法,结合DSP芯片和变频器自身的性能,研制了异步电机参数辨识系统。系统对直流、堵转、空载3个实验进行整合,运用最小二乘法、PI控制、SVPWM技术、离散傅里叶变换等方法,准确地测得电机的定转子电阻、定转子漏感、励磁电感等电机参数。该方法简单,操作简便,用时短,易于实现,准确度高,与已有的矢量控制参数对比,可以证实其参数的准确性。     

基于双端数据的直流牵引网故障测距算法

为提高直流牵引供电系统运行的可靠性,提出一种使用双端数据的故障测距算法。利用等效圆柱法求得牵引网各导体的暂态内阻抗,与外阻抗求和后作为各导体的阻抗。24脉波整流机组在短路初始阶段其等效内阻抗为恒定值,将整流机组视为电压源串联恒定电阻、电感的线性电路。利用叠加定理将故障网络分解为故障前网络和纯故障网络,以消除负荷电流对故障电流分量的影响,并对纯故障网络进行等效变换。使用双端数据对纯故障网络列写故障回路方程,其中电流的一阶导数用数值方法求出。利用最小二乘法求超定矩阵方程的最优解,得到故障点的位置。PSCAD仿真结果及模拟试验表明,该算法测距精度高,最大误差约为3%,且不受过渡电阻、线路参数及数据窗的影响。     

动车组牵引电机矢量控制系统几项关键技术

基于高电压、大电流IGBT功率器件的牵引逆变器及异步牵引电机已成为高速动车组牵引传动系统的主流电路结构,矢量控制技术作为一种高性能的异步牵引电机控制策略得到广泛应用。现从实用性角度出发,介绍了动车组牵引电机矢量控制系统的几项关键技术,包括电压电流测量、电压解耦算法、转子磁链观测模型、定子频率校正、多模式PWM调制。     

基于三相异步感应电机数学模型的在线参数辨识技术研究

三相异步感应电机矢量控制的关键在于磁场定向,而影响磁场定向的重要因素之一是电机参数转子电阻。为解决矢量控制动态性能对转子电阻的依赖问题,对三相异步感应电机转子电阻在线辨识技术进行了研究。建立感应电机数学模型,根据电机模型的数学表达式,提出了转子电阻的在线辨识方法,根据电机模型的等效电路图,推导了迭代求解转子电阻的数学表达式,在迭代求解过程中,以电机变量空间矢量图中的转子电阻电压和电流的平行关系作为判定计算结束的标志,得以准确求解转子电阻值。试验结果表明,该方法可有效地在线辨识转子电阻,计算简单,辨识精度高,符合工程应用需要。     

基于双渐消因子调节的自适应卡尔曼滤波器

卡尔曼(Kalman)滤波为线性最优递推滤波算法,但鲁棒性差,无法实时精确跟踪系统突变状态。为此,设计了一款双渐消因子调节的自适应Kalman滤波器。算法剖析了状态扰动环境下,不精准的先验预测及定量滤波增益对最优估计的影响。在标准Kalman滤波器的基础上,引入双渐消因子,实时激活滤波增益,调节先验估计及量测新息在状态估计中的权重。基于新息正交性定理,依据Sage开窗估计原理与加权最小二乘准则,建立了双渐消因子的函数解析式。借鉴滤波发散判据,构造了函数边界条件。实例研究表明,相较于抗差Kalman滤波器,自适应Kalman滤波器鲁棒性强,状态收敛速度快,稳态跟踪精度提升了44.76%。     

应用于列车完整性检测系统的改进型滤波器

列车完整性检测系统是新型车载设备,对防止列车抛车有重要意义。其硬件构架上以MSP430微处理器为主控制器,由ADXL202传感器实现加速度信息采集。作为判据的加速度信息在复杂的行车条件下被干扰。本文以加速度信息为研究对象,进行理论分析、数学建模和结果仿真。文中设计了一个二维的改进型滤波器。主要采用最小二乘滤波思想,选取适当的加权矩阵和遗忘因子,它不需要被估计量和观测量的统计规律,不易发散,完全符合观测数据被随机干扰,难以建立精确模型的特点。为了进一步提高滤波精度在滤波器中设计了一个野值剔除环节,在前期去掉粗大误差。对系统采集的数据进行上述的滤波,显著提高了数据的可靠性。     

一种有源电压逆变器式滤波器的新控制方法

为了改善有源滤波器的非有功补偿特性，提出了一种控制电压逆变器式有源滤波器的新方法。电压逆变器是通过储能电容器电压和滤波器输入电流及其导数的负反馈进行控制的，它们分别起着维持储能电容器电压和防止由供电系统等效电感与滤波电容Ｃｆ引起的振荡的作用，在电路中不需引入阻尼电阻。该控制方法的优点在于不需要检测和计算非有功功率成分而能保持电源功率因数近似为１。模拟分析结果证明了该控制方法的可靠性。     

铁路设备关键零部件的可靠性分析模型及其应用研究

针对我国铁路设备运营和维修可能面临的实际问题,提出利用相关系数法和最小二乘法相结合对现场数据进行三参数威布尔分布拟合的计算方法,在此基础上建立了关键零部件可靠性分析模型。利用平均秩次法对现场随机截尾数据进行预处理。分析2种最小二乘法：y关于x及x关于y的最小二乘回归法,并对这2种回归方法进行分析比较。通过实例验证得出,本文提出的模型可以准确地描述设备在实际运行过程中的故障情况,计算简单,便于编程实现。应用此模型可以得到设备各子系统的可靠度分布,为设备修程修制的改进提供科学依据。     

基于拉格朗日乘数法的轮对外形轮廓拟合方法

为实现轮对外形轮廓线的准确提取,提出了一种基于拉格朗日乘数法的轮对外形轮廓线拟合方法。首先将2D激光位移传感器获得的数据点进行区段划分,然后分别确定每个区段数据点的最小二乘拟合方程,最后根据拟合方程建立最小二乘回归模型,以分段点存在三阶连续导数作为约束条件构建拉格朗日函数,采用拉格朗日乘数法求解获得拟合方程参数。采用现场实测数据进行了轮对外形轮廓线拟合,结果表明拟合的轮廓线在分段点处光滑连续,与实际数据点的最大偏移幅度小于0.1%,满足了外形轮廓线拟合精度要求,可用于轮对磨耗及尺寸参数的精确计算。     

地铁异步电机间接定子量控制策略研究

异步电机间接定子量控制通过对定子磁链的跟踪实现转矩控制,有效解决了直接转矩控制在低速范围内转矩脉动大、控制特性差的缺点。利用小信号分析法建立间接定子量控制策略近似线性化等效模型,进而给出电机转矩以及定子磁链PI调节器参数整定方法;结合地铁车辆牵引传动系统直流侧输入滤波器模型,根据奈奎斯特对数频率稳定判据着重对车辆运行过程中直流侧滤波器-牵引变流器-异步电机系统的稳定性进行了分析,并在此基础上提出了一种通过在线修正电机输出转矩给定值,获得理想牵引变流器-异步电机等效输入导纳,最终抑制系统直流侧振荡的主动稳定控制器。模型仿真结果验证了所述理论的正确性和有效性。     

铁路既有线纵断面线形分段的优化算法

纵断面线形分段是既有线复测计算中的关键环节之一。目前的分段方法大多是依据测点正矢或曲率图像人工识别分段点,易出错,精度低。针对人工方法的不足,本文提出了一种将正矢和最小二乘原理相结合的分段算法:先计算测点正矢,通过测点正矢确定属于同一线形的部分测点,利用已确定所属线形的测点,采用最小二乘算法拟合出相应的线形参数,再通过迭代计算得到分段点的里程。计算实例表明:这种方法易于编程实现,能提高纵断面线形分段点精度,对铁路既有线整正计算软件的研制具有一定的参考价值。