摘要：为改进电动汽车充电设施的供电方式,研究了无线充电电动汽车与光储直流微电网的融合,并重点研究充电功率发生变化时微电网的能量管理策略。分别建立光伏、储能、无线充电电动汽车能量传递的数学模型,推导各部分功率、端口电压电流等的关联性,基于此设计了相应的控制器。考虑充电功率需求以及储能电池状态信息,定义微电网运行的3种模式,并提出基于功率缺额判据的能量管理策略。最后搭建实验平台,验证系统的3种运行模式均可实现充电负荷的可靠供电。当充电功率发生变动时,所设计的能量管理策略可实现模式切换,维持母线电压稳定。

摘要：目的:接触网巡检过程中的定位精度是确保采集信息有效性的前提,为了提高接触网巡检系统的定位精度,提出一种采用多定位方式的空间综合定位方法。方法:介绍了接触网巡检系统的主要定位技术;介绍了所提接触网巡检系统空间综合定位系统的基本结构、系统组成、定位算法设计流程、校正算法设计流程和定位校正优先级判定方法;以重庆轨道交通4号线为例,进行空间综合定位系统试验。结果及结论:地铁运营车采用MVB(多功能车辆总线)信号的定位误差约为40 m,地铁运营车采用RFID(射频识别)和锚段校正算法后的定位误差约为20 m;锚段校正算法存在误识别和漏识别等问题,稳定性不如RFID校正;采用空间综合定位系统后,地铁运营车的定位误差减小至5 m以内;所提空间综合定位方法能够有效提高列车的定位精度。

摘要：针对采用传统线性滑模控制的电磁悬浮系统存在响应速度慢以及抗干扰能力差的问题,提出了一种基于自适应非奇异终端滑模的悬浮控制方法,该方法将自适应控制引入到终端滑模控制,结合滑模控制对扰动不敏感的优点,利用自适应控制对滑模趋近律系数进行在线自适应调节,改善悬浮系统的动态性能.首先,建立了电磁悬浮系统数学模型;然后,利用李雅普诺夫稳定理论证明了所设计控制器的稳定性;最后,进行了仿真和实验验证.实验结果表明:自适应非奇异终端滑模对信号跟踪具有更快的响应速度和更小的稳态误差,对峰峰值为2 N的正弦或锯齿干扰力气隙波动可限定在0.2 mm以内,进行0.1 kg加减载实验时气隙波动为0.6 mm,各项性能均优于终端滑模和线性滑模.

摘要：谐振线圈是磁耦合谐振式无线电能传输(magnetic coupling resonance wireless power transfer,MCR-WPT)系统的核心部分,线圈参数决定了系统电路的谐振参数,进而决定系统的能量传输效率。现有研究只考虑了近距离四线圈及以下MCRWPT系统建模及其线圈参数优化。为了实现中远距离高效无线传能,构建了一种六线圈MCR-WPT系统模型,并以线圈结构参数为优化变量,通过分析限制交叉耦合与频率分裂的条件建立优化变量约束函数,以线圈互感与线圈内阻之比为目标函数,设计了一种基于灰狼算法的定线圈间距六级MCR-WPT系统参数优化方法,并通过仿真进行了验证,结果表明,其最优传能效率达93%,所构建的六级MCR-WPT及其参数优化方法有效。

摘要：无线电能传输系统的稳定运行离不开信息传输技术的实现,该文针对无线信号与电能共享通道传输时存在耦合干扰及频谱利用率低的问题,提出一种基于正交频分复用技术(OFDM)的信号与电能反向同步传输新方法。该方法将电能载波等效为搭载全1信息的信号载波,采用OFDM技术实现信号的同步解耦与高速可靠传输时,即可减少电能传输过程对信号传输过程产生的串扰。电能通道采用串联谐振(S/LCC)补偿拓扑结构,使负载在一定范围内变化时输出电压稳定。松耦合变压器作为电能和信号传输的共同通道,可以同时、反向传输信号与电能两种不同频率的载波。首先介绍了系统的结构和OFDM基本原理;其次,对系统进行数学建模,分析研究信号与电能的传输特性;在此基础上,给出了信号调制与解调的设计方法。最后搭建电能传输功率为20 W、信号传输速率为85 kbit/s的实验平台,验证了所提方法的正确性。

摘要：为了研究不同控制方法下永磁电磁混合Halbach阵列的电动悬浮稳定性,首先,利用电磁场理论对系统悬浮力2D解析式进行了推导,并搭建有限元模型对其进行了验证;其次,建立了系统垂向动力学模型,设计了基于气隙反馈的定气隙PID控制器和变气隙PID控制器;最后,仿真分析了系统受到外界扰动时的悬浮气隙及线圈电流波形.研究结果表明:当系统受到1 mm轨道沉降扰动时,两种控制器均能使系统稳定运行于额定状态,且动态过程一致;当系统受到±1000 N扰动力作用时,定气隙PID控制器可使系统稳定悬浮于额定气隙30 mm位置,且稳态线圈电流分别为2.12 A/mm^(2)和−2.17 A/mm^(2),变气隙PID控制器则使系统分别稳定悬浮于28.5 mm及31.6 mm位置,且稳态线圈电流均为0.

摘要：牵引网发生故障时,如何快速诊断故障对维护铁路的正常运输秩序有极大影响,针对这一问题,提出一种基于EEMD模糊熵和GA-SVM的故障诊断方法。选取牵引网馈线电压在故障发生时刻后两个周期的故障分量波形作为原始故障信号,首先,对其进行EEMD分解得到一系列的本征模态函数(IMF)分量,选取IMF1~IMF3分量并计算其模糊熵作为表征不同故障类型的特征量;然后,为对故障类型进行诊断,建立多分类支持向量机(SVM)模型,将特征量输入至SVM模型中进行训练和识别;同时,为使模型的性能达到最佳,采用遗传算法(GA)对模型进行优化。测试结果表明,该方法能够有效地对5种典型牵引网故障进行诊断,且准确率达到了96%,验证了该方法的可行性。

摘要：电磁悬浮型(electromagnetic suspension,EMS)磁浮列车通过悬浮斩波器调节悬浮电磁铁电流,进而控制悬浮力,使车体稳定悬浮.悬浮斩波器驱动悬浮电磁铁过程中所产生的电流振铃会增加开关损耗,造成电磁干扰(electromagneticinterference,EMI),甚至影响悬浮控制效果.研究悬浮电磁铁电流振铃的产生机理,能为其抑制措施的设计予以指导.为此,提出了一种考虑电流振铃特性的悬浮电磁铁等效电路模型.首先,用策动点函数法推导了悬浮电磁铁导抗函数的一般形式,并结合悬浮电磁铁电流的单位阶跃响应特性确定了其导抗函数的最简表达式以及对应的等效电路模型;接着,用判别式法和仿真法分析了不同电路参数对电流振铃特性的影响;最后,比较了同一悬浮电磁铁电流振铃的仿真和实验波形.结果表明:在所给参数条件下,实验所得悬浮电磁铁电流纹波幅值、振铃峰峰值和振铃频率分别比仿真结果小9.7%、20%和11%;此外,仿真的电流振铃衰减时间约为1μs,与实验结果接近;仿真和实验所得悬浮电磁铁电流振铃的幅值、频率和衰减特性均能较好吻合,证明了所提电路模型的正确性.

摘要：为了消除传统的模型预测转矩控制MPTC(model predictive torque control)算法中的权重因子,减小计算量并提高稳态控制精度,提出了一种基于开关序列的永磁同步电机模型预测磁链控制MPFC-SS(model predictive flux control-switching sequence)算法。首先,通过分析电磁转矩和磁链的关系,将对转矩和定子磁链幅值的控制等效转换为对d、q轴磁链的控制,避免了权重因子的设计。其次,采用定子磁链无差拍预测控制计算所需的参考电压矢量,并根据其所在扇区选择对应开关序列。然后,基于磁链无差拍预测控制原则,计算开关序列中基本矢量的最优作用时间,有效减小电流谐波和转矩脉动,实现定子磁链的准确跟踪。最后,对传统MPTC和所提算法进行了实验对比研究。结果表明:所提算法具有计算量小、电磁转矩脉动小、电流谐波含量低等优点。

摘要：车载电缆终端缺陷处温度场畸变直接影响车载电缆终端运行安全,而对车载电缆终端缺陷处温度分布的研究对保证列车安全运行起到了关键作用。对完好的车载电缆终端在正常工况下轴向与径向温度分布进行仿真计算分析,对车载电缆终端应力控制管-主绝缘层界面气隙、金属杂质以及水汽缺陷在相同尺寸下轴向与径向温度分布进行仿真分析,并对车载电缆终端在气隙缺陷情况下不同缺陷尺寸温度分布特征规律进行分析。研究发现,车载电缆终端内部缺陷将提升缺陷周围温度分布,且缺陷对周围温度的影响能力与缺陷材料导热能力有关。车载电缆终端内部气隙缺陷三维尺寸会改变气隙缺陷周围温度分布,缺陷处温差最高可达48.62 K,其中气隙厚度对周围温度的改变能力大于气隙长度与气隙宽度。该研究为实际的车载电缆终端内部缺陷周围温度分布提供了仿真依据,对保证列车行车安全有着重要的实际工程价值。