摘要：为了提高磁通切换永磁直线(LFSPM)电机无位置传感器控制性能,同时针对该电机双凸极结构引起的定位力较大的缺陷,提出一种带有定位力补偿的扩张观测器无位置传感器控制策略。首先,建立合成反电动势模型,研究通过将反电动势估算值反馈引入到定子电流观测计算中的动子位置估算方法,同时为提高观测精度,将两相静止坐标下电流状态方程的反电动势作为系统干扰,通过扩张状态观测器进行准确估计,并采用归一化的正交锁相环来获得动子位置信息,在此基础上,给出自适应滑模速度控制器的设计方法,利用电流谐波注入法对观测的定位力进行前馈补偿,以便消除因定位力时变引起的动子速度和位置估算稳态误差,提高滑模控制抗扰性能。仿真结果表明,系统扰动观测值在能够快速准确地跟踪实际值的同时进一步抑制位置估算误差,基于A&D5435半实物装置搭建硬件电路,实验结果进一步验证了所提方法的有效性,实现了LFSPM电机在不同工况运行条件下的无位置准确跟踪。

摘要：快速准确地获取三相不平衡电网电压的序分量(即正、负、零序分量)是实现高性能并网逆变器控制的基本要求。文中提出了一种实用的瞬时序分量提取方法,可提高不平衡电网电压序分量的提取速度。首先,使用虚拟正交信号构建法和单相锁相运算获得虚拟三相电压相量,之后利用对称分量法和单相锁相逆运算,即可快速获得序分量的幅值和实时相位。该方法仅需电网电压及其虚拟正交信号,即可直接获得瞬时电压序分量,无需闭环检测方法中的参数设计和调试过程,且计算精度能够满足工程要求。通过MATLAB/Simulink实时仿真平台验证了该方法的正确性。

摘要：风电的大规模接入给多目标节能减排发电调度带来了新的机遇和挑战。由于风电场出力具有随机性,采用置信区间简化风电场景模拟数量,考虑到多目标模型的复杂性,利用Benders分解技术对模型进行降维,设计一种基于解集动态分析的多目标自适应优化算法对降维后的多目标主问题进行求解,并提出一种提高模型整体求解效率的预处理机制加速收敛。仿真结果表明所提方法能够有效求解含风电的多目标机组组合问题,并验证了所提多目标算法和预处理机制在求解模型中的优势。

摘要：基于耦合振动理论设计出一种新型偏心式结构的驻波型直线超声波电机,其工作模态为包含一阶纵振成分与二阶弯振成分的耦合振动模态。与纵振和弯振的复合振动模态不同的是,该研究所设计超声波电机的工作模态通过构造定子的质心偏移条件,将这两种振型成分耦合,形成定子的耦合模态。其中,二阶弯振成分由金属弹性体两端压电陶瓷(piezoelectric ceramics,PZT)的扭振模式(d_(15)模式)激励产生,一阶纵振成分通过耦合同时产生。设计了工作于d_(15)模式的压电陶瓷的极化以及电源激励方案,详细阐述了电机的工作原理。利用有限元分析软件对定子的结构尺寸进行了设计,并对定子进行瞬态分析以得到各驱动足的运动轨迹。制作电机的试验样机并搭建试验平台,测试了样机的频率特性、电压特性以及机械特性。

摘要：信息物理系统的深度融合实现了智能电网系统的高效运行,但也使其面临潜在的信息物理攻击安全威胁。攻击者通过注入虚假数据可以实现测量输出无变化,进而欺骗传统基于Kalman的卡方检测方法。考虑虚假数据攻击对系统内部状态变化的影响,提出了基于内部状态变化的神经网络观测器虚假数据攻击检测方法。基于建立的智能电网物理动态模型,分析了虚假数据攻击的隐蔽特性。进而考虑虚假数据攻击对系统内部状态变化的影响,提出基于神经网络观测器的状态残差检测方法。此外,考虑扰动对检测阈值的影响,设计自适应阈值替代传统的经验阈值从而缩短虚假数据攻击检测时间。最后,在IEEE三电机六总线验证了所提基于神经网络观测器的状态残差攻击检测方法的优越性。

摘要：作为典型的信息物理攻击,虚假数据可以实现测量输出无变化,从而欺骗基于卡方检测器的检测。为此,提出一种基于改进自适应免疫遗传算法的智能电网虚假数据攻击检测方法。首先,建立三相电压测量电网模型,分析虚假数据攻击的隐蔽特性。然后,利用抗体之间的相似度指数建立异常数据检测器,对入侵的虚假数据进行检测。此外,通过引入选择、交叉、变异算子的自适应设计,提高免疫遗传算法的收敛速度和全局寻优能力,从而改善攻击检测的性能指标。最后,通过仿真实验分析所提检测方法对虚假数据攻击的检测率和误检率,结果验证了该方法的有效性。

摘要：提出了一种大力矩径向驻波型超声波电机,在实现电机大力矩输出的同时保持结构紧凑的特点。首先设计并分析了电机的结构和工作原理,采用有限元法分析了电机定子的振动特性。接着制作了超声波电机样机,样机直径为32 mm。采用激光测振仪测量了定子的共振频率及径向振动的振幅,测量结果与理论分析结果相吻合。最后,搭建了电机输出特性测试平台,测量了电机在不同电压下的转矩-转速特性。实验测试结果显示,定子工作模态的共振频率为73.3 kHz,当施加的电压幅值为100 V、频率为74 kHz时,电机的空载转速为45 r/min,堵转力矩达到0.41 N·m。与其他同尺寸的超声波电机相比,所提出的径向驻波型超声波电机具有更大的堵转力矩。

摘要：为了揭示储能系统(ESS)抑制电网功率振荡的机理,首先建立含有ESS的单机无穷大电网在机电时间尺度下的数学模型。随后,利用经典的电气转矩法分析影响同步机电力系统惯性效应、阻尼水平和同步能力的物理机制、关键因素及其影响规律。结果表明:ESS控制策略采用功角控制时,ESS只需调节功角控制环的PD参数即可等效改变同步机电力系统的同步能力和阻尼水平;ESS控制策略使用转速作为外环反馈信号时,转速控制环的PID参数分别影响同步机电力系统的阻尼水平、同步能力和惯性效应。仿真结果证明ESS抑制同步机电力系统功率振荡机理分析的正确性。此外,研究结论有助于设计有效的ESS控制策略,以辅助提升电力系统的惯性水平和阻尼能力。

摘要：针对传统分布式能源和微网中逆变器缺少惯性,以及当受到大功率扰动时缺乏稳定性的问题,提出了一种能够同时运行在孤岛、并网模式的非线性控制策略,且在电网并、离过程中不需要任何的预同步操作。首先,采用带储能的光伏系统向交流侧传输功率,稳定直流母线电压;在系统交流侧,引入模拟惯性和阻尼的同步电机转子摇摆方程,推导出相应的数学模型。其次,运用反步法设计控制器,针对反步法中计算膨胀和控制器饱和问题,采取指令滤波器处理。最后,利用Lyapunov稳定性定理验证系统的稳定性,并利用仿真观察控制器在不同模式下的运行状况。仿真结果表明,当系统受到突发性、强瞬变扰动时,所提出的控制方案能够在并网、孤岛和过渡模式下实现微网系统的稳定运行。

摘要：针对锂离子电池组因单体电池间参数差异,长期使用导致的不一致性将造成过充或过放等问题,提出一种基于物联网的锂离子电池组能量均衡系统。该系统通过建立双极化DP模型并采用EKF算法估计单体SOC值,由单片机进行实时监控,并根据单体SOC值控制电路支路开关实现能量均衡,再通过物联网模块进行远程监测,解决了传统BMS系统扩展性弱等缺点。通过实验验证了该系统可实现电池组远程状态监测与智能化健康管理。