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基于复合脉波倍增平衡电抗器的自耦型36脉波整流器

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工程科学与技术 2024年

作者：王景芳熊鹏赢姚绪梁刘瑜超陈启明哈尔滨工程大学智能科学与工程学院哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院

为了有效抑制12脉波整流器的输入电流谐波，本文提出了一种具有脉波三倍增能力的复合脉波倍增平衡电抗器（hybrid pulse-multiplying inter-phase reactor， HPM-IPR），并得到一种基于HPM-IPR的自耦型36脉波整流器。首先，介绍了提出... 详细信息

为了有效抑制12脉波整流器的输入电流谐波，本文提出了一种具有脉波三倍增能力的复合脉波倍增平衡电抗器（hybrid pulse-multiplying inter-phase reactor， HPM-IPR），并得到一种基于HPM-IPR的自耦型36脉波整流器。首先，介绍了提出的自耦型36脉波整流器的拓扑结构和HPM-IPR的绕组结构，设计了自耦变压器的绕组匝比；根据HPM-IPR输入电压的极性及其与输出电压之间的关系，分析了HPM-IPR的工作模态；HPM-IPR中，4个辅助二极管的交替导通将整流桥的输出电流增加到四电平，根据交直流侧电流关系将输入电流的台阶数由12提高到36。然后，以输入电流的总谐波失真（total harmonic distortion， THD）和输出电压纹波最小为目标，分析了HPM-IPR的最优匝比，分析结果表明当HPM-IPR按最优匝比设计时，输入电流的THD可降低到原来的三分之一。接着，计算了最优匝比条件下HPM-IPR的容量，给出了HPM-IPR电感值的设计方法和4个辅助二极管的选取方法，计算结果表明HPM-IPR的容量仅为输出功率的3.7%，提出的HPM-IPR具有容量小、成本低和易于实现的优点。随后，计算了在整流器的直流侧加入HPM-IPR前后的效率，加入HPM-IPR后会轻微降低整流器的效率。最后，搭建了一台输出功率为1.5 kW的实验样机，通过对比分析采用HPM-IPR前后整流器的输入电流THD值，验证了本文所提方案的有效性和优越性，表明该方案具有较好的应用价值。

关键词：多脉波整流平衡电抗器脉波倍增谐波抑制电能质量

基于MPC导引律的AUV路径跟踪和避障控制

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北京航空航天大学学报 2020年第6期46卷 1053-1062页

作者：姚绪梁王晓伟哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001 九江职业技术学院机械工程学院九江332007

针对欠驱动自主水下航行器(AUV)的三维直线路径跟踪和避障控制,基于级联控制策略设计了运动学和动力学控制器。首先,在设计运动学控制器时考虑了纵倾和艏摇角速度存在的约束,应用模型预测控制(MPC)设计了最优导引律。然后,考虑了推进器... 详细信息

针对欠驱动自主水下航行器(AUV)的三维直线路径跟踪和避障控制,基于级联控制策略设计了运动学和动力学控制器。首先,在设计运动学控制器时考虑了纵倾和艏摇角速度存在的约束,应用模型预测控制(MPC)设计了最优导引律。然后,考虑了推进器转速和舵角的饱和,应用滑模控制(SMC)技术设计了动力学控制器,从而保证了系统的鲁棒性。最后,通过仿真实验与基于视线法(LOS)导引律的传统控制方法进行了对比。仿真结果表明:所提方法不仅可以改善欠驱动AUV对三维直线路径的跟踪效果,而且可以有效减少舵角的饱和现象。

关键词：自主水下航行器(AUV) 路径跟踪避障模型预测控制(MPC) 滑模控制(SMC)

三相电压型PWM整流器双开关表直接功率控制策略研究

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电机与控制学报 2015年第10期19卷 71-77页

作者：姚绪梁王旭马赫哈尔滨工程大学自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对传统的三相电压型PWM整流器直接功率控制存在无功功率失控区和直流侧输出电压波动大等缺点,提出了一种双开关表控制的直接功率控制策略。根据各个扇区内不同开关矢量对有功功率与无功功率作用的大小,设计了快速、慢速两种开关表。... 详细信息

针对传统的三相电压型PWM整流器直接功率控制存在无功功率失控区和直流侧输出电压波动大等缺点,提出了一种双开关表控制的直接功率控制策略。根据各个扇区内不同开关矢量对有功功率与无功功率作用的大小,设计了快速、慢速两种开关表。有功功率滞环比较器采用三电平控制,系统根据当前滞环输出结果和控制幅度的值选择快速或慢速开关表,产生开关信号驱动主开关进行直接功率控制。仿真和实验结果表明双开关表直接功率控制策略消除了无功功率的失控区,改善了系统的动态特性。

关键词：电压型脉冲宽度调制整流器直接功率控制双开关表三电平控制滞环控制

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现代交流调速技术

丛书名：高等学校自动化系列教材

2009年

作者：姚绪梁

本书主要以目前常用的异步电动机和三相永磁同步电动机为对象，介绍了变极调速、变频调速和变转差率调速等传统交流调速技术等。

ISBN: (纸本)9787811335125

本书主要以目前常用的异步电动机和三相永磁同步电动机为对象，介绍了变极调速、变频调速和变转差率调速等传统交流调速技术等。

关键词：交流电机调速

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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汇雅图书（南通市图书馆）

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改善三相电压型PWM整流器动态性能的研究

电工技术学报 2016年第A01期31卷 169-175页

作者：姚绪梁王旭冯泽文哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001

针对船舶电力推进系统中三相电压型PWM整流器启动瞬间产生冲击电流、且受负载扰动影响大的问题,设计一种电压平方环作为外环、整流器启动直流侧电容电流作为无功电流的控制方法,该方法可有效抑制整流器启动冲击电流。此外,根据在负载扰... 详细信息

针对船舶电力推进系统中三相电压型PWM整流器启动瞬间产生冲击电流、且受负载扰动影响大的问题,设计一种电压平方环作为外环、整流器启动直流侧电容电流作为无功电流的控制方法,该方法可有效抑制整流器启动冲击电流。此外,根据在负载扰动瞬间的功率关系,把补偿电流与负载电流一起作为有功电流的补偿进行前馈控制,从而提出一种新的负载电流前馈控制方法,以提高整流器的抗负载扰动能力和船舶电力推进系统运行的可靠性。仿真启动冲击电流减小了60%,实验启动冲击电流减小了40%。

关键词： PWM整流补偿电流启动冲击前馈控制

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水下自主航行器垂直面运动的预测控制

哈尔滨工业大学学报 2017年第9期49卷 166-173页

作者：姚绪梁杨光仪彭宇哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001 北京航天自动控制研究所北京100854

针对近水面海浪干扰下水下自主航行器(AUV)的深度跟踪及姿态控制问题,提出一种基于非线性降维状态观测器(ROSO)的预测控制.通过非奇异坐标变换实现AUV垂直面运动非线性模型的状态估计,并将状态估计结果用于预测控制及其预测模型的在线... 详细信息

针对近水面海浪干扰下水下自主航行器(AUV)的深度跟踪及姿态控制问题,提出一种基于非线性降维状态观测器(ROSO)的预测控制.通过非奇异坐标变换实现AUV垂直面运动非线性模型的状态估计,并将状态估计结果用于预测控制及其预测模型的在线线性化过程中,在仿真实验中对ROSO与全维状态观测器(FOSO)的状态估计结果进行对比,同时也对比了所提出的基于在线线性化的预测控制(PC-NMOL)与现有的非线性预测控制(NPC)的控制效果.仿真结果证明了所提出的方法可以得到精确的状态估计,且具有动态响应快,对外部扰动鲁棒性强的特点.

关键词：水下自主航行器降维状态观测器线性矩阵不等式预测控制在线线性化

新型非最小电压应力无源无损Buck电路软开关的设计

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仪器仪表学报 2011年第3期32卷 667-672页

作者：姚绪梁于乐罗耀华哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001

无源无损缓冲电路可分为:最小电压应力无源无损缓冲电路和非最小电压应力无源无损缓冲电路。非最小电压应力无源无损缓冲电路中缓冲电感与电容的比值不再受到限制,能实现更宽的占空比,且具有更高的工作效率。因此本文针对非最小电压应... 详细信息

无源无损缓冲电路可分为:最小电压应力无源无损缓冲电路和非最小电压应力无源无损缓冲电路。非最小电压应力无源无损缓冲电路中缓冲电感与电容的比值不再受到限制,能实现更宽的占空比,且具有更高的工作效率。因此本文针对非最小电压应力无源无损缓冲电路展开研究,以Buck变换器为基础,设计出了一种新型的非最小电压应力无源无损缓冲电路,经研究验证了该缓冲电路可有效降低开关损耗,且具有将缓冲过程中存储的能量回馈给电源的优势。

关键词：无源无损软开关技术最小电压应力无源无损缓冲电路非最小电压应力无源无损缓冲电路 Buck变换器

无位置传感器直流无刷电动机自整定模糊控制系统研究

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仪器仪表学报 2009年第1期30卷 187-192页

作者：姚绪梁佟为明尹国慧王廷奇哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001

本文在分析尢位置传感器直流无刷电动机的反电动势换相原理的基础上,建立了利用反电动势换相的数学模型。针对反电动势换相起动困难的问题,采用"三段式"起动技术,即转子预定位、外同步加速和外同步到自同步的切换,达到与有位置传感器相... 详细信息

本文在分析尢位置传感器直流无刷电动机的反电动势换相原理的基础上,建立了利用反电动势换相的数学模型。针对反电动势换相起动困难的问题,采用"三段式"起动技术,即转子预定位、外同步加速和外同步到自同步的切换,达到与有位置传感器相同的起动效果;控制方法采用自整定模糊-PID控制。系统采用双闭环调速,其中电流环采用滞环控制,转速环采用自整定模糊-PID控制器。研究结果表明:基于自整定模糊-PID控制器的无位置传感器直流尢刷电动机控制系统具有同有位置传感器直流无刷电动机控制系统同样好的控制效果,且超调小,较传统PID控制具有更好的静、动态特性。

关键词：直流无刷电动机自整定模糊控制 PID控制器双闭环调速

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