摘要：永磁同步电机电流滑模控制具有较好的参数鲁棒性,但控制精度受到滑模抖振的影响,且抖振抑制与抗扰性之间存在矛盾。为此,该文提出一种基于增强型扩张状态观测器的二阶终端滑模电流控制方案,可以有效提升电流控制性能。通过二阶终端滑模控制器的设计,将一阶积分快速终端滑模嵌套在二阶非奇异终端滑模面中,使得滑模抖振得到较好的抑制,同时实现电流无稳态误差的快速收敛。通过引入扩张状态观测器对扰动信号的集总估计与补偿,缓解了抖振与抗扰性之间的矛盾,进一步提升了电流精度。针对数字控制的延迟影响,设计了Smith预估器,提升了扰动补偿精度。最后,通过实验对该文所设计的电流控制方案进行验证,并通过对比展示了该方案的有效性。

摘要：并联IGBT是解决托卡马克(Tokamak)装置中等离子体垂直位移快速控制电源容量逐渐增大问题的有效途径。而并联IGBT之间的结温平衡是并联系统安全稳定运行的关键因素之一。因此,研究结温对并联IGBT功率损耗差异的影响对提高并联系统的稳定性至关重要。然而现有的研究成果主要集中在单个器件损耗模型或者是并联IGBT的最佳工作频率范围而未涉及对并联IGBT最佳工作占空比范围的讨论。研究发现,当IGBT工作在正温度系数区间时,结温差异造成的通态损耗差异与开关损耗差异呈不同的温度特性。因此,提出零温度-占空比的概念来估计并联IGBT之间结温失配趋势。该文建立零温度-占空比模型,并以此来分析电路设计参数、IGBT器件参数以及结温差异对并联IGBT最佳工作占空比范围的影响。实验结果表明,通过零温度-占空比模型可以对并联IGBT的可靠性、电路设计参数以及器件选型提供可行的参考。

摘要：双定子低速大转矩永磁直驱电机(DLHPMDM)具有高转矩密度和高效率等优点,是传统低速大转矩传动系统的良好替代方案。DLHPMDM可以看作由内、外两台电机构成的整体。绕组形式选择不仅直接影响内、外电机的转矩性能,内、外电机不同绕组形式的组合还会改变内、外电机输出转矩的叠加效果,最终影响DLHPMDM的转矩脉动水平。首先,基于双定子电机的转矩叠加原理,提出一种抑制DLHPMDM转矩脉动的设计方法,采用解析法分析内、外电机反电动势谐波相位差如何影响纹波转矩的叠加效果,并对内定子采用不同绕组形式时DLHPMDM的转矩性能进行仿真分析和初步验证。其次,考虑到绕组谐波引起的谐波电流对转矩脉动的影响,采用以电压源为激励的有限元分析进一步验证了内、外电机选用合理的绕组形式组合时,内、外电机纹波转矩的叠加削减作用能够有效降低DLHPMDM的转矩脉动。最后,采用转矩脉动最低的设计方案试制了一台DLHPMDM样机并完成相关实验,实验结果验证了分析的准确性。

摘要：全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源的首要性能指标是快速跟踪参考信号,以输出电流实现负载线圈的励磁,对等离子体的垂直位移进行反馈控制。EAST快控电源负载线圈受装置内部部件和真空内等离子体的影响,线圈感值会出现小范围内慢时变波动以及线圈上存在互感电动势干扰,传统比例-积分(PI)控制方法在电流跟踪控制过程中存在不足。为了实现干扰的抑制和应对负载波动,提出一种带干扰抑制的离散积分滑模控制方法,根据系统状态方程设计离散积分滑模控制器,结合滑模干扰观测器实现集总干扰的观测,对集总干扰进行前馈补偿控制。为了抑制抖振和加快收敛速度,设计一种新型平滑饱和函数和增益自适应观测器,根据观测电流误差和跟踪电流误差自适应调整观测器增益。对比传统PI控制,仿真和实验验证了所提控制方法具有更加优良的电流跟踪特性,在输出电流超调更小的情况下动态响应更快,能够有效地抑制负载侧扰动,具有良好的鲁棒性。

摘要：当双馈风电机组接入弱交流电网时,转子侧和网侧变流器均采用无锁相环的构网型控制策略可以提高发电系统的并网稳定性。然而,对直流端口而言,网侧变流器在构网型控制下的直流电压抗扰能力有所降低,机组出力波动时直流电压的动态特征不容忽视。为此,文中首先建立了考虑交直流侧动态耦合特征的构网型双馈风电机组的小信号模型。基于系统模型研究了不同电网强度和风机转速下直流电压控制的稳定性,根据耦合传递函数矩阵分析了不同条件下定子功率变化对直流电压的耦合影响。利用小信号模型分析了定子功率对直流电压的交、直流耦合路径,并分别设计了解耦优化策略。理论分析表明,所提策略可以降低有功功率加载对直流电压的耦合作用,优化直流侧动态特性。最后,利用硬件在环实验平台验证了理论分析的正确性及所提控制策略的有效性。

摘要：电气及电子设备集成度的不断提高,对环氧复合物的热学与力学综合性能提出了更高需求。环氧复合物的耐热性能、刚性与韧性三者之间存在“跷跷板”现象,难以协同提升。该文提出将六氢邻苯二甲酸酐/四氢邻苯二甲酸酐/邻苯二甲酸酐3种固化剂复配提升环氧复合物热学性能,并采用2—甲苯缩水甘油醚协同提升环氧复合物韧性及刚性的方法。研究表明:固化剂复配的方法将环氧复合物的玻璃化转变温度Tg及热分解温度T5%分别提升了17.93%、7.72%;2—甲苯缩水甘油醚改性使得环氧复合物冲击强度和弯曲强度分别提升了123.03%、61.71%。采用分子动力学模拟,从分子角度揭示了2—甲苯缩水甘油醚提升环氧固化物性能的机理,其刚性苯环基团增强了环氧体系分子结构稳定性,柔性—C—O—C—链段改善了交联体系柔韧性。该研究提出一种不降低环氧复合物热学性能,并协同提升其韧性与刚性的可行方法,可为具备高综合热学与力学性能环氧复合物配方的设计提供新思路。

摘要：在电力资源相对匮乏而自然风光资源丰富的孤岛等地区，电力供应的稳定性和成本效益一直是个亟待解决的问题。传统的独立微电网在容量配置时，大多依赖快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ），该算法在处理真实负载的多目标优化问题时，局部搜索能力略显不足。为此，提出了利用改进强度Pareto进化算法（SPEA2）优化风光柴储独立微电网容量配置，以经济性成本、失负荷概率、碳排放作为优化目标，实现更加全面和高效的容量配置。通过导入某孤岛天气与负荷数据，生成风光柴储独立微电网的真实Pareto前沿，将SPEA2和基于指标选择的多目标搜索（IBEA）、NSGA-Ⅱ3种算法分析结果进行对比，相较于NSGA-Ⅱ,SPEA2的反世代距离评价IGD指标提升46.83%，空间评价方法 Spacing指标提升60.28%，真实Pareto覆盖率CPF指标提升35.14%，该算法表现出更加出色的性能。最后根据容量优化的结果合理配置各部分参数，共同出力满足负荷需求，为孤岛等电力资源匮乏地区的能源管理提供了新的思路，也为多能源微电网的优化设计提供了有价值的参考。

摘要：高速永磁同步电机运行中,转子位置精确与否确定了系统运行性能优劣,对于只补偿一拍滞后和零阶保持器引起的角度误差,以及通过与前馈解耦做差获得误差角进行补偿的方法,在精度和动态性等方面性能欠佳。为此,通过分析转子位置估算误差产生原因,推导出误差角的通用型数学模型,提出一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的转子位置估算误差补偿方法。基于推导模型设计出一种可提取转子位置误差角的LESO,并采用获得的转子位置误差角进行补偿。此转子位置误差角估算考虑了不同类型非理想因素的影响,以及动态过程中电感电压项对误差角的影响,精度高、动态性好。最后搭建系统实验平台,实验结果表明所提转子位置估算误差补偿方法在精度和动态性方面具有优势。

摘要：二极管中点钳位NPC(neutral point clamped)三电平逆变器具备较低的开关应力、谐波分量和较好的抗干扰能力,促使其成为光伏、储能等新能源领域DC-AC变换器的主要拓扑之一。针对大功率应用场景中普遍采用的NPC三电平IGBT功率半导体模块开展研究,分析NPC三电平功率模块的换流回路,并据此给出对应换流回路的寄生参数精准仿真评估方法。依据换流回路寄生参数最小原则,设计适用于NPC三电平功率半导体模块的动态特性测试电路。根据换流回路以及电路工作原理,设计NPC三电平功率模块的驱动电路,并给出增强驱动电流、防直通及死区时间可调的驱动方案。最后,通过对NPC三电平IGBT模块的动态测试,详细评估了不同工况下功率器件的动态损耗。

摘要：LLC谐振变换器因其功率密度高、效率高和体积小等优点被广泛应用于车载电源中,其可靠的运行能力对行驶安全和乘用体验十分关键。然而,车辆运行的复杂工况和严苛环境对功率器件的冲击巨大,一旦出现开关管故障则谐振变换器无法在保证输出电压不变的同时运行在谐振点附近,系统的效率和输出能力均大幅下降。为使变换器具有故障容错能力,提出一种改进型LLC拓扑及相应控制策略,可在开关发生故障后保证输出电压不受影响且变换器工作在谐振频率附近。此外,针对容错瞬态过程中谐振电容电压尖峰较大的问题,设计一种优化的Burst控制策略对其进行抑制,保证容错过程的平滑,仿真实验结果验证了所提方法的有效性。