摘要：针对植入式心脏起搏器进行无线充电时线圈相对位置发生偏移而导致传输效率下降的问题,本文设计了一种抗线圈偏移的基于E类逆变器的S-S型谐振式无线供能效率优化系统。使用阻抗变换与相角调制的方法,结合E类逆变器的宽阻抗宽相角特性,以减少线圈偏移的影响,使系统依然具有较高的传输效率。采用多物理场耦合分析方法,建立二维平面模型,通过COMSOL对系统进行电磁和温度安全评估。搭建实验平台,研究了线圈偏移情况下系统的功率和效率。仿真与实验结果表明:偏移情况下,系统的工作效率范围在73.6%~83%之间,体内植入部分最高温升为1.4℃,各项安全评估指标均满足相关规定。

摘要：针对永磁同步电机(PMSM)传统矢量控制系统的比例积分(PI)控制器易受电机参数和负载扰动的影响,导致调速系统鲁棒性差的问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的PMSM二阶滑模无差拍预测电流控制(DPCC)策略。首先设计了基于ESO的二阶滑模速度控制器,并运用李雅普诺夫函数证明了其稳定性,在消除抖振的同时,提高了速度控制器的鲁棒性;然后,在电流环控制器中,采用DPCC,结合ESO对总扰动量D进行估计并分别对d轴和q轴进行补偿,提高了电流环的鲁棒性;最后进行了仿真和半实物实验验证,仿真及实验结果表明所提算法能够实现快速精确控制,明显提高了系统的鲁棒性。

摘要：旋转式无线励磁系统的核心部件松耦合变压器因存在大气隙,导致其漏感较大,无法有效地提高耦合系数,从而限制了系统效率的提升。为解决该问题,首先对旋转式松耦合变压器进行等效建模与漏感分析,针对常见绕组存在的缺陷进行了改进设计,提出PCB 绕组结构。利用Ansys/Maxwell 仿真分析软件确定该优化结构的可行性。设计S-S 谐振补偿方案,运用Simplorer 与Maxwell 进行联合仿真,进一步验证该方案的优化程度。最后搭建实验平台,对改进前后松耦合变压器在较大气隙条件下的耦合系数与传输效率进行对比,验证了所提方案的合理性。

摘要：为解决传统Cuk变换器升压能力不足、应力较大等问题,将Cuk变换器与Boost变换器进行叠加组合,并引入耦合电感双倍压单元,提出一种应用于高增益场合的组合式Cuk-Boost变换器。该变换器增加了以改变耦合电感匝比来调节电压增益的方式,并将拓扑中电容-二极管支路在作为倍压电路的同时还可作为钳位电路来吸收漏感能量,在使用较少元器件的情况下提高了变换器功率密度,降低了电压应力。对变换器工作原理和性能进行分析,给出各项设计参数,对比不同变换器的电气性能,最后通过搭建原型电路验证理论分析的正确性。

摘要：为降低开关磁阻电机调速系统成本、解决转矩脉动过大的问题,提出一种基于母线电流采样的开关磁阻电机自抗扰控制方法.通过采集安装在直流母线的电流传感器得到反馈电流信息,分析不同运行状态下的母线电流与相电流对应关系,最终实现电机的转速闭环控制.同时提出一种改进型转矩分配函数法减少交叠电流带来的负面影响.最后采用自抗扰控制技术设计了开关磁阻电机调速系统速度控制器,搭建了系统仿真模型和硬件实验平台.仿真和实验结果表明:对比传统控制方法,论文方案鲁棒性更高、转矩脉动更低.研究结论突破了传统开关磁阻电机电流采样思路,有助于降低开关磁阻电机在实际工程中的应用成本.

摘要：接触电阻是衡量弓网系统受流稳定性、可靠性的重要指标。接触载荷是弓网的调优参数,其波动特性是影响接触电阻的关键因素。基于滑动电接触实验机,开展波动载荷条件下弓网接触电阻的特性研究。首先分析了接触电阻随滑动速度、接触电流、波动频率、波动幅值的变化关系,随后采用ε不敏感支持向量机建立波动载荷、接触电流、滑动速度与接触电阻之间的预测模型,并采用假设检验的方法验证了该模型的有效性。最后,依据所建立的接触电阻模型,在以假定接触电阻上界作为受流约束的算例中,采用可视化的方法分析了速度、电流工况的可行域分布,该方法对弓网的设计与优化具有指导意义。

摘要：为实现在提高变换器的增益的同时降低输入电流纹波,将二极管-电容倍压结构与交错并联DC-DC变换器进行组合,并引入双耦合电感,提出一种基于交错并联DC-DC变换器的组合式耦合电感高增益结构,采用分析拓扑模态波形判断其工作原理和稳态性能,理论计算出电压增益并设计出一台120W实验样机进行验证。研究结果表明:组合式耦合电感高增益结构可应用于Sepic及Boost交错并联DC-DC变换器。在提高电压增益的同时,漏感的存在能有效抑制输出二极管的反向恢复,从而提高变换器稳定性,在相同增益下具有最低的电压应力。研究结论可为高增益交错并联DC-DC变换器的应用提供理论依据。

摘要：对三通道Buck+Boost交错并联双向DC-DC磁耦合变换器运行在Buck模式下的稳态电流纹波和暂态电流响应速度进行了深入研究,同时研究了耦合电感的不对称性对变换器性能的影响,分析了磁耦合变换器的占空比、电感耦合系数对稳态通道电流纹波、暂态总输出电流响应速度的影响,进而总结出三通道Buck+Boost交错并联双向DC-DC磁耦合变换器运行在Buck模式下的设计准则,即在设计这种变换器时,利用本文所给出的设计公式和设计区域设计相关参数。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

摘要：为了克服传统EE形耦合电感器的气隙过于集中、磁压和磁通分布不均匀、气隙离绕组过近等缺点,提出一种"E王E"形耦合电感器结构,建立了磁路模型,给出了设计方法。通过仿真和实验证明,该结构增加了一条并联气隙磁路从而使磁路的磁压和磁通分布比较均匀,磁路的磁阻减小,电感因数和耦合强度增大;气隙远离绕组从而减小气隙扩散磁通和旁路磁通及绕组涡流损耗;绕组绕在长宽比较小的铁心中柱上从而减小绕组长度;所给出的改进磁路模型和设计方法可以用于这种耦合电感器的设计;将这种耦合电感器用于交错并联磁集成双向DC-DC变换器,具有输出电压纹波小、电感电流波形平滑、毛刺少、开关管开通和关断时的电流尖峰小等优点,并且可以有效地提高电路的轻载效率。

摘要：针对传统矢量控制方案由滑模增益选择保守造成抗负载扰动与参数摄动等不确定因素的鲁棒性差的问题,设计了基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒H_(∞)滑模速度控制器和电流控制器。在速度控制器设计中,将求解H_(∞)状态反馈控制器增益问题转化为求解具有约束条件的LMI问题,从而求出H_(∞)状态反馈控制器增益,构成滑模面。在此基础上,设计出基于范数有界的滑模控制律,使系统状态可以实现有限时间内到达所需滑模面。在电流控制器设计中,同理设计出滑模面与滑模控制律,对于滑模控制律中的复合项采用自适应方式进行估计,消除了滑模开关增益选择的保守性。仿真与实验验证了所提控制策略的有效性。