摘要：提出一种绕组周向分布圆筒型初级永磁直线电机(tubular primary permanent magnet linear machine,TPPMLM)。与传统圆筒型初级永磁直线电机相比,该电机采用集中式绕组,每相绕组周向分布,初级铁心齿部及轭部由矽钢片一次叠压而成,初级制造工艺简单。同时,永磁体位于初级,次级仅由导磁铁心组成,可降低长距离驱动系统成本。该文阐述该电机的结构特点,给出工作原理,并分别利用磁路法及等效二维有限元法建立单元电机等效磁路模型及仿真模型,对静态特性分析,包括磁场、反电动势、定位力及电磁推力等。三维有限元模型及样机实验结果分别验证等效二维有限元模型的有效性及拓扑结构设计方法的正确性,同时,反电动势测试结果表明该拓扑不存在纵向端部效应导致的各相反电动势不对称问题。

摘要：单相并网逆变器中,基于延时的锁相环是一种常用的公共耦合点电压相位同步方法。然而,在电网阻抗较大时,采用延时锁相环的并网逆变器电流谐波可能增加,系统可能出现不稳定。目前,虽然已有部分文献对此现象进行了解释,但是仍少有可解决延时锁相环对系统性能不利影响的有效方法。因此,该文旨在对传统基于延时的锁相环进行优化以提高鲁棒性。首先,通过对逆变器输出阻抗进行建模,解释基于延时的锁相环在弱电网下导致系统性能恶化的原因。然后,提出一种基于延时的锁相环的优化控制及设计方法,以提高逆变器在弱电网下的鲁棒性。对比实验表明,即使在高电网阻抗下,采用改进方法的单相并网逆变器系统仍然可以实现高质量的进网电流输出。

摘要：单相并网逆变器中,基于延时的锁相环(phase-locked loop,PLL)可以实现逆变器与电网同步。然而,在电网阻抗较大时,采用基于延时PLL的逆变器难以正常运行。为此,该文旨在提出一种适用于高电网阻抗的鲁棒型PLL。首先,利用逆变器输出阻抗模型分析讨论典型的基于延时PLL的稳定性,明晰逆变器性能随电网阻抗增大而下降的原因。在此基础上,提出基于电网电流前馈的鲁棒型PLL。与典型PLL相比,该PLL等效地在逆变器输出侧增加一个串联阻抗,从而改善系统在弱电网情形下的性能。文中详细讨论所提PLL的参数设计方法。实验结果证明,所提改进PLL可以保证逆变器在极弱电网下稳定工作。

摘要：针对无人直升机吊装系统在吊运过程中受扰而偏离平衡态的问题,研究了一种基于误差转换函数的鲁棒减摆控制方法。首先建立无人直升机吊装系统的全状态耦合非线性数学模型;其次利用平飞下无人直升机吊装系统的两个理想摆角值和实际摆角值构造了摆角误差,并且研究误差变换函数以保证摆角误差满足预设性能;然后引入非线性干扰观测器估计有界干扰,并且分别基于预设性能方法、干扰观测器的输出和滑模反演方法设计无人直升机吊装系统的鲁棒控制器、速度和姿态子系统的鲁棒控制器;进一步利用构造的李雅普诺夫函数证明了闭环系统稳定性;最后仿真结果表明了控制策略的有效性。

摘要：集成三端口功率变换器(three-port converter,TPC)具有变换效率高、系统集成度高、功率密度高的优点,广泛应用于新能源系统。传统PI控制可以应用于TPC系统,但PI控制属于线性控制,其基本特性导致系统动态性能难以保证最优。因此,该文提出针对TPC的负载突变以及功率分配的电容电荷平衡控制(capacitive charge balance control,CBC)方案,该算法基于电容电荷平衡原理,推导出最优动态响应曲线,通过控制系统动态过程中的开关状态,使系统按照最优动态响应曲线运行,优化系统动态性能。最后设计并制造一台全桥三端口变换器原理样机,并且通过提供实验结果验证所提出控制方法的有效性。

摘要：针对无人机绕速度矢量轴滚转机动下状态易越界的问题,研究了一种自适应滑模边界保护控制方法。首先,基于二分法思想改进可达平衡集并引入指令约束方法,进而实现在线边界解算与约束指令生成。其次,为抑制不确定性和外部未知干扰对闭环系统的不利影响,利用径向基神经网络逼近系统不确定性并设计非线性二阶干扰观测器估计复合干扰,进一步设计自适应滑模边界保护控制器以实现无人机在安全边界内的姿态跟踪。最后,通过数值仿真验证了自适应滑模边界保护控制方法的有效性。

摘要：为提高现代机场的资源利用效率和乘客换乘体验,研究了多目标航班-登机口分配问题;在考虑航班类型约束、飞机机体类型约束和转场时间间隔约束的基础上,以分配在固定登机口的航班数量最多、使用的固定登机口数量最少和乘客换乘紧张度最小为目标函数,建立了航班-登机口分配的多目标非线性0-1整数规划模型,并设计了一种改进型基因编码的遗传算法以提高求解效率;基因个体采用两段式整数编码,设计了该编码方式到可行解的映射流程,同时从理论上证明该编码方式可以映射到最优解;对两段基因编码分别设计了不同的交叉算子和变异算子,避免产生非可行个体;为验证算法的有效性,基于某大规模机场的实际运营数据,对比了改进型遗传算法与MATLAB内置遗传算法。计算结果表明:采用改进型遗传算法使得安排在固定登机口的航班数目增大5%,乘客换乘总紧张度减小3%,乘客换乘平均紧张度减小32%,占用的固定登机口数量相同,安排在固定登机口的乘客数量增大20%,算法运行时间减小8%,说明改进型遗传算法性能更好,可提高登机口的利用效率和乘客的换乘舒适度;在改进型遗传算法的优化过程中,航班数量目标和登机口数量目标在130次迭代时寻到最优解,换乘紧张度目标在400次迭后基本收敛,且最优结果对应的航班时序合理,说明该算法的迭代收敛速度快,优化结果合理。

摘要：目前,交流电弧故障特性分析基本上都是基于恒频系统,先进飞机交流电源系统向变频电源方向发展,频率变化范围为360~800 Hz。交流电弧故障的特征量如电流变化率、平肩段比例、谐波分量等都会随着频率而变化,因此恒频系统的电弧故障检测算法无法完全适用于变频系统中。基于此,本文搭建了交流电弧故障实验平台,在115 V/360~800 Hz条件下模拟了串行和并行电弧故障。在此基础上,分析了不同频率条件下故障电流的变化规律,从时域和频域角度研究了交流电弧故障电流的特征,提取了电流有效值的标准差、奇次谐波功率和、偶次谐波功率和作为变频系统电弧故障检测的特征量,最后设计并验证了交流电弧故障检测算法的有效性和可行性。

摘要：针对前期新冠疫情防控的要求和“数字信号处理器(DSP)”课程实验教学的特点,提出了基于线上和线下相结合的混合教学DSP实验教学模式。要求学生通过网络学习,充分利用线上的资源,以时间换空间的方式,获取课程所必须的预先知识;根据学校疫情防控需要,合理安排学生的线下实验,并能够实际操作实验平台,获得感性知识,保障了实验教学的质量。

摘要：针对无人直升机舰面起降任务中的姿态控制器展开研究,首先对舰载无人直升机在起降任务过程中特有的舰尾流干扰进行数学建模,并建立无人直升机与舰尾流的一体化模型,分析舰尾流对无人直升机航姿状态的影响;并采用基于改进线性自抗扰控制理论设计无人直升机鲁棒姿态控制器,实现姿态角的快速跟踪和舰尾流干扰抑制补偿;最后将所设计的鲁棒姿态控制器与常规PID控制器在干扰下的控制结果进行对比分析。对比验证结果表明,所设计的姿态控制器有更好的鲁棒性,可以满足舰载无人直升机在起降特殊工作环境的技术需求。