摘要：城市轨道交通机车负载具有空间分布广泛、冲击性强以及强脉动宽频域变化等特性,致使传统等效氢耗最小化策略(Equivalent consumption minimization strategy,ECMS)在应用到燃料电池混合动力有轨电车的能量管理时,存在工况适应性和鲁棒性差的问题,为此提出一种等效能量因子自适应调整的瞬时优化新方法。将传统马尔科夫链扩展到多维度状态空间中,构建计及运行车速、加速度以及道路坡度时变性的三维转移概率矩阵,采用蒙特卡洛采样法获取工况序列,并进行瞬时特征参数误差分析。基于等效氢耗理论,将电车牵引制动能耗分为内部氢能源的实时燃料消耗和外部储能电源的电能消耗两部分,推导等效能量因子随锂电池荷电状态(Stateofcharge,SOC)自适应调整的数学模型,矫正电-氢能量转化的评估偏差。最后搭建300 kW有轨电车动力系统半主动式仿真平台,应用多维状态空间下的负载功率历程,对比所提策略、传统ECMS策略以及状态机策略的在线运行性能。结果表明,所提的有轨电车行驶工况构建方法瞬态误差低于1.2%,稳态误差低于0.2%,对高精度推演实际行驶场景具有广泛代表性和普适性;所提的能量管理策略根本上解决了基于瞬时优化的方法普遍存在的计算量庞大、控制结构复杂度高、功率分配和能耗无法实现全局最优的问题,工程应用前景广阔。

摘要：针对传统带有滑模观测器的永磁同步电机控制系统中的转矩脉动大、抖振明显、反电动势估计精度差等问题,在速度环提出了基于双曲正弦函数的新型趋近率,结合模糊控制思想对趋近率参数实现自整定,设计了一种基于新型趋近率的模糊积分滑模速度环控制器;同时,在滑模观测器中提出基于变截止频率低通滤波器和修正反电动势观测器的两级滤波结构来抑制反电动势中的高频分量和纹波分量,并对转子位置进行合理补偿,设计了两级滤波滑模观测器;通过Lyapunov判据对本文提出的控制策略的稳定性进行了推导证明.仿真结果表明,与传统滑模观测器相比,本文控制器可使电机在启动和受到外部扰动时系统响应良好.

摘要：针对永磁同步电机传统滑模控制系统中存在的滑模抖振、负载扰动、控制精度差等问题,提出了一种基于新型趋近率和改进型扩张状态观测器的永磁同步电机改进滑模控制策略。首先,针对滑模抖振问题,在速度环提出一种新型趋近率,结合积分滑模结构,设计了一种基于新型趋近率的积分滑模速度环控制器,并通过差分方程对新型趋近率的抖振抑制效果进行了分析。其次,针对扰动补偿问题,在扩张状态观测器中加入滑模控制率,以提高其自适应能力,设计了一种改进型扩张状态观测器,可以对扰动转矩进行估计,并将扰动转矩估计值作为前馈信号补偿给滑模速度环控制器;通过李雅普诺夫判据对所提控制策略的稳定性进行了推导说明。仿真结果表明:与传统滑模控制相比,所提控制策略可使电机在启动和受到负载扰动时系统响应良好,有效改善滑模抖振,提高转矩估计精度和系统控制精度。

摘要：为降低具有高功率、高转矩密度等特点的电动汽车轮毂电机热源损耗,提出了基于博弈论的外转子式永磁同步轮毂电机的多目标优化设计方法。文中应用磁路法推导了电机各项损耗的解析表达式;并以定子槽形的尺寸为设计变量,以定子铁耗、绕组铜耗、永磁体涡流损耗和电机效率为优化目标,建立电机优化设计数学模型;最后应用基于博弈论的多目标优化算法(Game Theory Optimization Algorithm,GTO),同时结合改进粒子群算法(Advanced Particle Swarm Optimization Algorithm,APSO)对电机定子槽型进行优化设计,并借助有限元仿真软件进行了辅助计算。研究结果表明:相较于原设计方案,优化后电机功率损耗减少32.6%,效率提高6.12%。

摘要：为了加快准Z源光伏并网逆变器的动态响应,避免电网电压矢量定向控制策略需解耦控制和多次坐标变换的不足,同时提高并网电流控制器对电网频率偏移的适应范围,将功率前馈及准比例谐振控制引入准Z源光伏并网系统中。在两相静止坐标下,将功率前馈、准比例谐振控制与直通分段空间矢量脉宽调制(SVPWM)相结合,设计了并网系统的完整控制策略。在Matlab/Simulink中搭建了系统仿真模型,并与传统控制进行对比分析。仿真结果表明:当外界环境发生变化时,采用功率前馈的准比例谐振控制策略能使系统较快地过渡到另一个稳态,且可实现对给定值的无静差跟踪控制,抗电网频率偏移能力强。

摘要：本文将基于受控拉格朗日函数(CL)的控制器设计方法应用到高阶、强耦合、非线性的永磁同步电动机(PMSM)的控制问题中.利用期望的受控能量来构造受控拉格朗日函数,并在广义力中引入速度一次项的保守力,得到原始方程与受控方程相匹配的条件.通过求解匹配条件中的偏微分方程,得到的非线性光滑反馈控制律可同时实现位置与速度的全局渐近镇定.最后,利用LaSalle不变定理对其进行证明.仿真结果表明了控制律的有效性.

摘要：为提高柔性直流输电系统发生短路故障后高压直流断路器的故障隔离、限流及重合闸恢复能力,在现有直流断路器结构基础上提出一种具有重合闸功能的限流式直流断路器(RCL-HDCB)。RCL-HDCB方案改进了断路器的限流支路,使其能够快速重合闸,依据动作过程及原理进行了参数设计,在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的双端直流输电系统,对RCLHDCB的运行状态进行仿真验证,结果表明该设备在发生短路故障后能够快速有效开断,故障电流也得到了较好的抑制,同时重合闸运行稳定,因此该RCL-HDCB方案对柔直输电系统具有一定的指导意义。

摘要：针对传统以蓄电池为动力的电动车存在的问题,提出以超级电容加双向DC-DC变换器为辅助动力源的方案。该方案在弥补蓄电池缺陷的同时,提高了整个系统的能源利用效率,并增加了电动车的续驶里程。在简要介绍了超级电容储能系统的基础上,主要研究和设计了系统中的核心部件—双向DC-DC变换器,分析了双向DC-DC变换器的工作模式和控制策略,并对双向变换器进行了软开关分析。Matlab仿真所得的相应波形验证了方案的有效性。

摘要：针对高功率密度的永磁同步电机齿槽转矩及永磁体涡流损耗大的问题,设计一种部分分段Halbach结构的表贴式永磁同步电机,永磁体采用Halbach充磁方式,每极分为三段,主磁极采用单侧部分分段,边界磁极与主磁极不等厚且不等宽。采用精确子域模型法,将求解域划分为永磁体、气隙、槽身和槽口四个区域,在二维极坐标下计算电机空载气隙磁通密度及齿槽转矩。建立10极12槽三维电机模型进行电磁仿真分析。结果表明,部分分段Halbach结构降低了永磁体涡流损耗、齿槽转矩及永磁体体积。同时,在有限元应力场中建立三维永磁同步电机求解模型,求得等效应力和总变形,确保部分分段结构永磁体的机械强度维持在允许范围内。

摘要：给出数控机床几何误差模型,用三次多项式对数控机床几何误差进行拟合,设计出与误差模型相适应的测量方案。对一台五轴数控加工中心(TTTRR)进行误差参数辨识,验证了本文辨识方法的可行性及测量方案的合理性;对某一试件进行误差补偿,显著提高了机床的加工精度。