摘要：针对工业控制过程气动调节阀阀位控制中非线性,模型不精确等问题,提出一种基于分数阶PID控制器(fractional order PID controller, PI~λD~μ)的阀位控制方法。分析气动调节阀工作原理并建立其数学模型,为提高模型准确性,针对分数阶PID控制器参数整定范围广、复杂性高等问题,提出一种改进量子粒子群算法(improved quantum particle swarm optimization, IQPSO)整定分数阶PID控制器参数,引入混沌映射和非均匀高斯变异增强算法寻优能力,将改进算法用于调节阀控制系统模型辨识。仿真与试验结果表明,相比于整数阶PID控制器,所设计的分数阶PID具有更快的响应速度和控制精度,能更好地满足气动调节阀阀位控制要求。

摘要：内置式永磁同步电机的电磁转矩主要包括永磁转矩和磁阻转矩两种成分,转矩成分的准确分离和分析有助于进一步优化设计电机拓扑结构,提高电机的功率密度,而电磁转矩成分精确分析的关键在于交直轴电感的准确计算。该文针对内置式永磁同步电机的交直轴电感求解与转矩成分分析的实际问题,以一台8极11 kW的内置式永磁同步电机为例,对其进行建模仿真计算;通过对采用静磁场求解电感与瞬态场求解电感两类求解电感的方法进行对比分析,在此基础上提出了一种改进的静磁场快速求解交直轴电感的方法,并实现了对电机转矩组成的高精度分离提取和在电磁设计阶段对电磁转矩成分的预测。改进的静磁场求解电感的方法既能精确考虑交叉耦合效应,又能考虑不同负载下饱和效应的影响。此外,相较于瞬态场求解电感的方法,该方法有效减少了仿真步数从而缩短了仿真时长。最后,构建实验测试平台对目标样机进行了转矩测试,并与预测模型结果进行比较,实验结果验证了所提方法的准确性和有效性。

摘要：为了提高平面电磁层析成像(EMT)重建图像的质量,本文提出了一种阵列旋转和改进D-S证据理论相结合的平面EMT图像融合算法。首次将传感器阵列旋转应用于平面EMT领域,提高独立测量值个数,并利用旋转阵列的测量信息实现EMT图像融合。针对Dempster规则在处理冲突证据上存在不足的问题进行改进,利用数据聚类获取自适应阈值设置冲突和不冲突两种证据,分别对应不同的融合规则。仿真研究了旋转次数和成像效果之间的关系,利用不同旋转角度的信息和改进D-S证据理论进行图像融合,有效去除图像伪影,提高图像质量。设计了8线圈平面电磁传感器,并应用于铝板缺陷检测,结果验证了方法的有效性。新方法较传统方法的图像相对误差下降17.0%,相关系数提升22.7%。

摘要：研究一种基于图像增强局部上采样平方差和(IE-LUSSD)的高精度亚像素检测算法,以提高直线电机动子位置检测对不同光照强度的抗干扰能力.首先,根据直线电机一维刚体平移的运动特点,设计一种基于线阵相机和非周期栅栏图像的动子位置检测系统,线阵相机固定在动子上并跟随动子移动采集信号序列;然后,通过灰度线性变换图像增强算法对采集到的信号序列进行预处理以增强图像信息;并通过SSD算法获取相邻信号序列间的整像素位移,为了进一步提高测量准确性,采用频率域矩阵乘法离散傅里叶变换对相邻信号间相关函数的峰值邻域进行上采样细化峰值曲线;最后通过搭建动子位置检测的实验平台验证所提出方法对不同光照条件的适应性.算法可以达到0.01 pixels的检测精度,动子的实际位置检测误差在0.025mm以内.

摘要：针对具有参数不确定性和传感器故障的非线性机电系统,提出一种基于优化自适应阈值和故障重构策略的主动容错控制方法。首先,利用线性分式变换理论对存在参数不确定性的非线性机电系统进行建模,并提出基于粒子群优化算法的优化自适应阈值以提高参数不确定条件下的故障检测性能。其次,通过解析冗余关系推导出系统的动力学方程,并提出一种基于递归终端滑模的跟踪控制策略,以实现系统健康状态下的负载位置跟踪。当系统发生故障时,构建自适应滑模观测器进行传感器故障重构,根据重构结果设计自适应主动容错控制律,并利用故障检测结果进行控制律的实时切换。实验结果表明,所提出的故障检测和主动容错控制方法能在0.06 s内准确的实现传感器故障检测和容错控制,验证了该方法的可行性。

摘要：虚拟空间矢量调制(VSVM)技术因其在共模电压(CMV)抑制方面的独特优势而受到关注,但相较于空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略,其线性调制范围较小,影响了逆变器的电压输出。分析了使用和弃用零矢量调制策略的CMV特性和线性调制范围,在此基础上提出了基于VSVM的过调制策略,推导出该策略下过调制补偿角与调制比之间的关系式,并设计了所提策略的具体实现过程。最后通过实验分析了采用所提策略时逆变器的CMV特性和线性调制范围等,实验结果验证了理论分析的正确性和所提策略的可行性。

摘要：针对磁链预测问题,基于广义比例积分观测器原理设计磁链观测器,并基于此实现具有误差校正的磁链预测,提升磁链预测精度;针对备选电压矢量较少的问题,构造一种均匀对称分布的正十二边形矢量集,不仅增加可选矢量数量,而且矢量集的正十二边形分布特征有利于特定次开关谐波的消除。基于以上核心算法,最终为风电系统中PMSG设计FCS-MPFC方案,并通过实验验证所提方案具有较强的参数鲁棒性和较高的转矩控制精度。

摘要：在分立器件并联型碳化硅逆变器中,主功率回路叠层母排的设计需满足低寄生电感、外电路对称及器件均温的目标。然而,现有叠层母排的结构方案大多针对的是功率模块,对于分立器件并联型叠层母排缺乏系统性的设计方法。首先以两管并联为例,展示分立器件并联型叠层母排的三维结构特征。接着提出一种分立器件并联型叠层母排寄生电感建模以及解耦计算方法,为评估并联支路寄生电感大小和对称性提供依据。最终基于Ansys Q3D的参数化仿真分析,对不同器件布局以及关键物理尺寸进行寻优,总结出分立器件并联型叠层母排的设计原则。基于上述方法,设计出一种六管并联型叠层母排结构,通过仿真和实验验证了该结构满足低感,外电路对称以及器件均温的设计目标。

摘要：有功功率回流是级联H桥型光伏并网逆变器在电网不对称跌落故障条件下固有的问题,可能导致系统没有平衡运行点,H桥直流母线电压持续增大,逆变器因过电压保护而停机脱网。为此,该文以电网故障发生率最高的单相短路故障为研究目标,回顾现有控制方法,并定量地分析其局限性——在电网电压跌落较深且光伏阵列输出功率较低的工作场景下无法避免有功回流。在此基础上,提出一种适用于级联模块化中压光伏发电系统在单相短路故障条件下的有功功率回流抑制策略,根据光伏阵列实际输出的有功功率将系统的运行划分为两个区域,通过合理地设计系统的调制度,并在不同的运行区域内采用不同的控制方法,能够提高级联H桥光伏并网逆变器对不同的输出功率以及不同电网跌落深度的适应性,以改善系统的故障穿越能力。最后,通过实验验证了所提控制策略的有效性和可行性。

摘要：在工程应用中,Vienna整流器常处于双负载模式给串联电池组充电以提高效率和降低成本,此时,上、下直流侧的输出电压和功率不再相等,矢量的合成变得非常复杂。文中从载波的角度进行分析,通过注入零序电压实现了上、下直流侧输出功率的解耦和中点电压的主动控制,简化了计算过程。基于Vienna整流器拓扑的输出电平约束和调制约束分析了零序电压的约束条件,并基于上述约束条件给出了不同运行状态下Vienna整流器的上、下直流侧可输出的极限功率,为工程参数设计提供参考。此外,分析了双负载运行状态下Vienna整流器的电流过零畸变问题,提出了抑制电流过零畸变的方法,并直接给出了三相调制电压。实验结果验证了理论分析的正确性和所提方法的优越性。