用于大容量传动系统的电压源逆变器并联技术研究

在大容量特别是大电流的电机传动系统中,逆变器需要采用多个逆变模块并联的结构.文中对2个电压源逆变器通过均流电抗器并联带三相电机负载的传动系统进行了分析.围绕并联技术的均流问题,借鉴电源模块的并联控制,提出了同步坐标系下转速电流双闭环的主从控制策略,通过共用转速调节器实现负载均分,并对电路中的零序电流进行控制.仿真和实验结果表明,该控制策略在保证电机动态性能较好的基础上实现了逆变器均分负载电流.     

基于改进双闭环控制的光伏并网系统研究

光伏并网系统在光照太强的情况下往往出现输入功率与输出功率不匹配,导致直流母线电容上电压过高的危害.针对这一现象提出一种新型的控制策略,对Boost电路采用三环控制的方案,即传统的电压外环和电流内环再加上直流母线电压保护环,使电路在直流母线电容电压上升时,能自动调节输入功率以匹配输出功率,保证系统额定功率输出,避免系统因直流母线过电压故障导致的系统功率丢失,以提高光伏并网系统工作的可靠性.文中采用两级式结构的单相光伏并网系统,对其控制系统进行了详细地分析设计,并通过PSIM软件进行仿真,验证了该控制策略的有效性.     

感应加热电源的硬件保护系统设计

为了使感应加热电源控制系统能够对加热温度进行实时、准确、可靠的控制,能够判断和处理异常工作状况,设计了电流检测电路和故障处理电路。电流检测电路可以实时采集感应加热系统工作中的电流大小,并具有过流脉冲生成的功能;故障处理电路在故障发生时及时封锁PWM信号,保证系统安全可靠运行。结果表明设计的硬件保护系统满足了感应加热电源对于温度控制和故障处理的要求。     

一种新型高精度数控直流电流源

以16位SPCE061A单片机为核心,配以精密的V/I变换电路XTR110和大功率VMOS管,设计制作了一种数控直流电流源.为满足数控直流电流源大电流、大功率输出的要求,所用24V供电电源采取了扩流措施;软件采用C语言编写,应用模块化设计思想,使用软件狗技术使程序可靠运行.所设计的数控直流电流源不仅量程可选、输出可调、步进精确、纹波电流极小,而且可将输出电流预置值、实测值及当前量程档在LCD上同时显示,另外本系统还具有语音播报及微打功能.     

基于DSP的开关磁阻电机调速系统控制器设计

以TMS320LF2407为核心设计了开关磁阻电机调速系统控制器电路,给出了位置检测、电流检测、PWM输出电路及故障保护等电路的详细设计,充分利用了DSP的丰富外设资源,达到了简化电路结构、提高运行可靠性的目的.     

单相LCL型并网逆变器的延时减小与补偿方法

数字控制的LCL单相并网逆变器会产生控制延时,这会严重影响系统环路特性.为了解决此问题,提出了一种基于双电流闭环即时采样与零极点补偿结合的控制策略.首先,分析了传统电容电流反馈控制的LCL并网逆变器产生的延时对系统有源阻尼特性的影响;其次,分析了并网电流环的延时对系统幅频特性的影响;之后,对电容电流环和并网电流环采用即...     

城市轨道交通车载混合储能系统的研究

针对城轨列车在起动、制动过程中对牵引网电压造成冲击从而引起网压不稳定的问题,提出一种由超级电容与钛酸锂电池组成的混合储能系统,该混合储能系统满足城轨列车对高能量和高功率的需求。以混合储能系统的整体结构为研究对象,着重介绍了预充电回路的设计与仿真验证,它能明显提升混合储能装置的性能以及延长使用寿命。针对该混合储能结构,提出采用综合控制策略,该策略通过控制主电路中两个双向DC/DC变换器的工作模态来实现储能单元工作在恒流充放电状态。最后仿真对比综合控制策略与传统电压电流双闭环控制策略,仿真波形对比分析表明:对于牵引机车等大容量负荷突增与突减造成的网压波动,综合控制策略能更有效、快速调节混合储能系统的充放电状态,确保牵引网压波动幅度较小,提高城轨列车的运行可靠性与稳定性。     

电池管理系统多通道高精度数据采集电路设计

根据电池管理系统对检测数据的精度要求,设计了基于ADS7953模数转换器的多通道高精度A/D数据采集电路。利用双运放LM358获取了动力电池的电压、充放电双向电流、工作温度等相关数据,经过模数转换器转换成数字信号送入MCU后,转入后续的数据评估处理过程。经过实验验证,该设计电路满足电池管理系统检测数据的精度要求,为电池管理系统的可靠性评估提供了保障。     

基于滑模MRAS的无直流母线电压传感器PMSM模型预测电流控制

为了提升三相永磁同步电机(PMSM)控制系统的性能,针对PMSM控制系统中直流母线电压传感器故障的问题,基于自适应技术与滑模变结构理论,提出了一种无直流母线电压传感器的PMSM模型预测电流控制(MPCC)策略.采用自适应技术与滑模变结构方法相结合构造直流母线电压滑模变结构模型参考自适应(MRAS)观测器,以实现对直流母线电压值的准确实时估计;利用模型预测电流控制策略,以达到减小电流和转矩脉动的目的.用滑模控制技术,在滑模面中引入速度误差积分项,并同时采用非线性指数函数和指数趋近律,设计转速控制器,以提高系统鲁棒性.仿真结果表明:所设计基于滑模MRAS观测器的无直流母线电压传感器MPCC控制策略不仅能够快速准确的估计直流母线电压值,而且能够保证PMSM系统在直流母线电压传感器故障时稳定运行,进一步提高了系统的可靠性.     

基于电流馈电拓扑的车载直流变换装置研制

分析了电压馈电推挽全桥电路和电流馈电推挽全桥电路的特点,设计了一种基于电流馈电拓扑的车载高频隔离开关稳压电源。该电源以电流型控制芯片KA3846为控制核心,采用双闭环的控制方法,设计了PWM发生电路、驱动电路、保护电路以及双闭环控制电路,而且系统具有软启动、封锁输出脉冲、过流等保护功能。系统测试结果表明,该电源结构简单、工作可靠、成本低。     

Peak current control strategy with extended-state tracking compensator for DC-DC in hybrid energy storage system

Because variations of ultra-capacitor voltage and battery voltage generate subharmonic and chaotic behaviors in hybrid energy storage system (HESS) application when a DC-DC converter is under the peak current control, a novel digital control strategy, i.e., peak current control with extended-state tracking compensator, is introduced to deal with the stability. The gains of the control algorithm are selected based on pole locations formulated from the Bessel filter. The simulation results validate that under the peak current control strategy with compensator, the DC-DC converter does not have the subharmonic and chaotic behaviors. The response time under the peak current control with compensator is the same as that under the peak current control. The ripple voltage and ripple current of battery are less. The tracking error of inductor current tends to zero.     

基于效用理论的城市轨道交通运营管理优化策略

基于交通客流形成机理,分析了城市出行者交通需求产生和出行决策;提出了交通需要是交通需求的必要条件,出行者支付能力是交通需求的充分条件;认为出行决策是依据出行者效用最大化原则。基于效用理论的交通方式分担模型,讨论了城市轨道交通与常规公交竞争博弈机理。以广州市轨道交通为例,将时段客流分为高峰期、中峰期和低峰期3类,研究其交通客流特征。结果表明:在高峰期客流充足,城市轨道交通运输资源得到了充分利用;在平峰期和低峰期客流稀少,资源闲置。根据效用最大化理论,将分时段弹性票价运营策略和适当调整发车时间间隔策略运用于广州市轨道交通中峰时段,结果表明:实行综合优化策略的日客流量增加了14.9%。     

具有力觉的机器人用于轴孔精密装配时的控制策略

本文着重分析研究了由机器人力反馈控制系统完成轴孔插入装配问题。提出了采用区域判断法和目标分解的一种新的装配控制思想和策略,从而可以使用维数较少且性能指标相对低的力传感器实现精密的轴瓦插入装配,并对此进行了试验,采用这一控制策略不但能实现更高精度的装配作业,而且可以降低整个硬件系统的成本和提高其适应能力。     

水冷型质子交换膜燃料电池温度控制策略

为了解决传统温度控制策略在质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)电堆实际操作过程中存在的强耦合性,避免在电堆电流大幅加载时电堆内部出现短时高温,提出了一种基于电堆空气入口压力变化的改进温度控制策略.该策略以冷却水入口压力为调节目标,通过调节冷却水泵的转速控制冷却水流速,调节散热器风扇转速控制电堆冷却水入口温度.考虑电堆极板耐压的条件下,在自主搭建的多功能PEMFC测试平台上对传统控制策略与改进控制策略做了实验对比.结果表明,改进温度控制策略使冷却水入口温度最大超调量减小34.7%,冷却水出入口最大温度偏差减小17.8%,实现了较高的控制精度;电流从120 A降低到90 A时,调整时间最少缩短100 s,提高了系统的响应速度,满足燃料电池发电系统对温度控制的需求.      

基于巡航控制的公交运输系统元胞自动机模型

针对公共交通系统,基于巡航控制的思想,本文提出一个新的可变跃迁概率元胞自动机（CA）模型. 模型中假设公交车辆并非唯一追求以最大速度行驶,而是根据期望车头距动态调整车辆向前移动的速度,实现了公交线路上车辆之间的相互合作以及协调行驶行为. 通过数值模拟实验表明,该模型可以再现公交集簇前行的现象,引入新的控制策略后,模型改善了车辆在公交线路上的时空分布,疏散了公交车辆集簇行驶的状况,进而在很大程度上提高了公交系统内车辆运行的平均速度并且降低了平均等待乘客数. 结果表明,新的控制策略可以提升公交系统的运行效率,具有一定的现实指导意义.     

横向运动学综合反馈EPS模糊滑模控制

针对电控助力转向EPS电机电流的跟随性以及震颤问题,建立汽车转向系模型,提出模糊滑模结构控制算法。考虑到横向运动学信息对驾驶员操纵特性的影响,运用反馈和模糊滑模控制思想,设计了权系数模糊,自动调整横向运动学综合反馈的EPS模糊滑模控制器。仿真结果显示：横向运动学综合反馈模糊滑模控制的EPS电机电流具有良好的跟随性、快速性,且电流的震颤现象基本消失,系统具有良好的鲁棒特性,同时汽车的横摆角速度以及侧偏角的峰值明显下降,提高了汽车的操纵稳定性。     

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针对公共交通系统,基于巡航控制的思想,本文提出一个新的可变跃迁概率元胞自动机（CA）模型. 模型中假设公交车辆并非唯一追求以最大速度行驶,而是根据期望车头距动态调整车辆向前移动的速度,实现了公交线路上车辆之间的相互合作以及协调行驶行为. 通过数值模拟实验表明,该模型可以再现公交集簇前行的现象,引入新的控制策略后,模型改善了车辆在公交线路上的时空分布,疏散了公交车辆集簇行驶的状况,进而在很大程度上提高了公交系统内车辆运行的平均速度并且降低了平均等待乘客数. 结果表明,新的控制策略可以提升公交系统的运行效率,具有一定的现实指导意义.     

直接转矩控制在异步电动机低速段的改善和仿真

介绍了交流传动控制系统的特点,较为系统、深入地研究了异步电机的新型控制(即DTC——直接转矩控制)策略,论述DTC方法在交流传动方面控制方法,针对异步电机在低速段直接转矩控制的缺陷进行改善.提出了以下解决方案:使用改进的开关表;使用三点式带滞环的比较器;解决了异步电动机直接转矩控制低速段时,难于控制转矩、磁通和电流、转矩脉动大的问题.通过Matlab6.5/simulink的建立仿真模型进行仿真验证,仿真结果表明对低速性能的改善是有效的.     

三端口双向直流变换器的负序平衡应用

基于三端口双向直流变换器能实现各端口之间有功能量自由传输的特点,提出了其在负序电流平衡方面的新型应用方法及电路拓扑．该方法克服了传统负序电流平衡方法不能实现三相桥臂之间有功能量交换的问题,能有效改善三相电网的不平衡问题．本文对三端口双向直流变换器工作原理、负序电流平衡方法,以及基于该方法的负序平衡系统容量关系进行了详细分析,提出了系统控制策略．通过仿真验证了三端口双向直流变换器负序平衡应用的可行性及系统控制策略的有效性．在合适的控制策略下,本拓扑能同时实现包括负序、无功和谐波电流在内的综合补偿．     

基于改进遗传算法的出租车共乘线路规划研究

常规出租车运行模式效率低,增加了城市的拥堵. 针对兰州市出租车搭载率低和行驶路线规划不合理等问题,设计一种以最高搭载率、最短行驶距离为目标的函数,考虑出租车的容量限制、车辆行驶距离限制及上下车人数约束等问题的共乘模式. 建立基于改进遗传算法的出租车共乘线路规划模型. 通过采用锦标赛选择策略、站点片段交叉设计和站点监督式变异等操作对模型进行求解. 最后用兰州市出租车历史轨迹数据进行实验分析,结果表明,运用设计的出租车线路规划模型及改进的遗传算法,能够快速地得到优化路径,实现多辆出租车的规划路径满足最高搭载率及最短距离的要求.