摘要：针对大功率高压钠灯(HPS)电子镇流器的低电压大电流输出需求,本文提出一种CLCL谐振变换器,通过谐振实现零电压零电流开关(ZVZCS)及正弦波输出。根据变换器开关管实现软开关的条件,阐述了新电路的工作原理。提出了一种新的电路参数优化设计方法,使得ZVZCS条件下谐振器件上的电压应力最低。对新电路进行了理论和仿真分析。理论和仿真结果表明,新电路的开关管工作在零电压零电流或者准零电流开关状态。同时,输出端的电压、电流波形为正弦波,有效降低负载电流的波峰系数,延长负载使用寿命。研制了一台400V输入,100V/10A输出,开关频率为260kHz的DC-AC变换器样机。用来表明上述软开关实现策略的正确性,其最高满载效率可达99.1%。

摘要：为了提高光伏电池的能量转换效率,要用到最大功率点追踪(MPPT)控制方法。针对传统光伏发电系统中MPPT的问题,提出了模糊控制的扰动观察法(P&O)的方法。此方法将模糊逻辑控制器应用于扰动观察法中。通过Matlab/Simulink仿真详细描述了模糊逻辑控制器的设计步骤,并搭建了光伏发电系统的各个仿真模型,通过对比模糊控制的扰动观察法和传统的扰动观察法的仿真结果,验证了新方法能减小最大功率点附近振荡的功率损耗,且具有跟踪速度快的优点。

摘要：针对一类非匹配不确定多输入多输出(Multi-input multi-output,MIMO)系统提出一种分数阶终端滑模控制(Fractional-order terminal sliding-mode,FOTSM)策略,使系统输出收敛到零而非其邻域.该方法解除传统反步法控制律设计中,虚拟控制增益右伪逆矩阵必须存在的严苛限制;对系统不确定性的假设不局限于慢时变和H2范数有界型扰动,分析控制增益存在摄动情况下系统的控制问题.分数阶终端滑模面及其控制律的设计使得虚拟和实际控制信号连续,削弱抖振现象,利用自适应滑模切换增益技术解决由控制增益矩阵摄动引起的代数环问题.最后,仿真分析验证所提方法的正确性和优越性.

摘要：针对目前串联注入变压器尚无相应的国家标准,进行设计时具有一定的盲目性的问题,在分析其工作原理的基础上,建立注入变压器等效电路并推导传递函数,据此分析注入变压器各个参数对统一电能质量调节器(UPQC)补偿特性的影响。以串联侧提供能量最小为前提提出注入变压器容量、变比、损耗和阻抗压降等参数的选取原则,为UPQC研究人员和变压器制造商提供了参考理论依据。通过变电成本分析和实验验证了该选取原则的可行性与合理性。

摘要：针对现有膀胱压力检测装置由于采用电池供电造成的工作寿命短、定期更换、体积较大等问题,设计一种无线无源的长寿命膀胱压力检测系统。该系统由体外控制器部分和体内检测部分构成。体外控制器部分根据松耦合变压器的原理实现向体内检测部分的能量供给,从而实现体内检测部分压力信息的无源测量。通过实际电路测试,该系统的压力测量范围（相对于标准大气压）为0--180 cm H2O,测量精度为5 mm H2O,最高测量频率可达1k Hz,最大测量间距为10 cm,满足膀胱压力检测装置的应用需求。与传统膀胱压力检测装置相比,体内检测部分无需电池进行供电,且压力信息的传输无需导线连接,在简化电路设计的同时克服了电池供电带来的种种弊端。

摘要：针对脉冲发生器输出信号极性不易调节、功耗较大等弊端，设计一种低功耗多通道差动脉冲信号发生器.该发生器由电源模块、主控模块、脉冲发生模块组成，与其他脉冲发生器相比，电路更为简单，并解决了输出信号极性可控的难题，且可实现输出信号的幅值、脉宽、频率等参数可调.通过实际电路实验得出，实验结果与理论分析结果吻合，且幅值可调范围为1.7~10 V，频率可调范围为10~1000 Hz，脉宽可调范围为50~5000μs，并可实现任意两通道的差动脉冲输出，且功耗较低.因此所设计的电路具有实际意义，可应用于植入式刺激器等领域.

摘要：植入式医疗电子装置(IMED)的寿命受到供电电源限制,其使用寿命一般较短。超级电容(SC)作为一种新型的电能存储元件,具有超长的使用寿命。为延长IMED的寿命,采用SC作为IMED的供电电源设计一种供电系统。供电系统结合SC的特性和无线传能的特点,设计了一种电路简洁的供电方案,实现了SC的闭环无线充电和电压均衡,为延长IMED寿命提供了一种解决方案。

摘要：针对植入式刺激器内置电源容量有限、体积大、潜在安全隐患等问题,设计了一种无线无源的参数可控脉冲发生器。该发生器基于电磁耦合原理,由经皮变压器、储能电容、整流电路及双稳态触发器构成,与传统的脉冲发生器相比,在不加入微控制器和维持原有通信信道不变的情况下,实现了脉冲发生器输出信号的幅值、频率、脉宽、极性可调,克服了其他脉冲发生器信号极性不可控的弊端,且电路结构极为简单。通过pspice仿真、实际电路、样机实验的测试,实验结果与理论分析吻合。脉冲发生器输出信号的频率范围0～300 Hz,脉宽范围60～450μs,幅值范围0～10 V,且极性可调。因此该脉冲发生器满足植入式刺激器的需求,同时还可用于某些密闭化学、生物装置。

摘要：模块化多电平变换器(MMC)通常采用级联结构的线性控制方法,针对其功率跟踪精度差、动态响应慢等问题,本文提出一种基于反馈线性化的直接功率控制方法.首先,以换流器交、直流回路的控制信号为输入,以其输出功率及环流为输出,建立多输入多输出(MIMO)的控制模型,并利用反馈线性化技术,将所建立的非线性模型线性化;其次,基于线性化变换后新系统中交、直流回路控制目标的特性,设计各回路的线性控制器,进而提出相应的直接功率控制方法,并根据线性化方程求解MMC换流器的最终控制信号;最后,考虑到线性化变换后系统变量无法被完全观测的问题,建立无法观测变量的特征方程,利用稳定性分析理论,对所提控制方法的零动态稳定性进行讨论.所提方法利用反馈线性化手段解决了MMC非线性功率模型下的控制难题,可同时实现MMC的功率控制和环流控制,并提高MMC换流器对功率参考的跟踪精度与动态响应速度.实验结果表明:在稳态运行工况下,所提方法的有功及无功功率跟踪精度更高,误差更小;在有功功率阶跃运行工况下,所提方法有功功率动态响应速度更快,无功功率的波动更小;在无功功率阶跃运行工况下,所提方法无功功率动态响应速度更快,有功功率的波动更小.该方法可有效控制MMC换流器的有功和无功功率,具有更高的功率跟踪精度和更快的动态响应.

摘要：针对国内太阳能无人机系统性研究较少的问题,从太阳能无人机的发展现状讨论,按照电源系统的主要功能单元,分别从太阳能电池板、能量存储系统、功率变换器等方面展开论述。总结了国内外具有代表性的相关研究成果,发现太阳能无人机电源系统的性能是影响其持续作业的关键因素之一,主要研究问题有:提高光伏电池的转化效率及物理特性、提高储能单元能量密度与稳定性,以及配备相应的能量管理系统。最后,总结太阳能无人机电源系统的发展方向:从高性能太阳能电池材料的研发,到储能系统的多样性研究及环境适应性的提高,再到大功率、高效率的功率变换器的设计和能量管理的智能化,最终提高能量利用率及实现系统的小型化和轻质化。