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无电解电容永磁同步电机驱动系统网侧电流谐波抑制策略

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电机与控制学报 2019年第12期23卷 1-7页

作者：徐晨栋尹泉黄凯罗慧华中科技大学人工智能与自动化学院

电机驱动系统的母线使用大电解电容会降低寿命和可靠性,使用小容值薄膜电容来替代大电解电容,可以提高系统可靠性,除去功率因数纠正(PFC)电路以降低成本,但要求在网侧具有高功率因数以及足够低的电流谐波,因此需要准确地控制逆变器输出... 详细信息

电机驱动系统的母线使用大电解电容会降低寿命和可靠性,使用小容值薄膜电容来替代大电解电容,可以提高系统可靠性,除去功率因数纠正(PFC)电路以降低成本,但要求在网侧具有高功率因数以及足够低的电流谐波,因此需要准确地控制逆变器输出功率以实现这种诉求。提出一种修正指令电流的方法控制逆变器输出功率。选择PIR控制器,以无静差跟随两倍工频波动的理想输出功率。另外,针对电流环响应频率以上的噪声,通过电压前馈的方式补偿,能够弥补电流环响应频率的不足。通过仿真以及实验验证有效性,使网侧功率因数达到0.9888,网侧电流谐波畸变率0.1489,网侧电流各次谐波均控制在EN 61000-3-2标准以下。

关键词：谐波抑制无电解电容高功率因数电流修正电压前馈

单相输入无电解电容永磁同步电机驱动系统控制策略研究

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单相输入无电解电容永磁同步电机驱动系统控制策略研究

作者：徐晨栋华中科技大学

学位级别：硕士

传统永磁同步电机驱动系统网侧指标差,母线大电解电容可靠性低,使得系统成本高,寿命短且容易失效,这些缺点制约了永磁同步电机与高功率变换器组成的变频系统进一步获得更广泛的应用。而采用小容量薄膜电容取代大电解电容的驱动方案可以... 详细信息

传统永磁同步电机驱动系统网侧指标差,母线大电解电容可靠性低,使得系统成本高,寿命短且容易失效,这些缺点制约了永磁同步电机与高功率变换器组成的变频系统进一步获得更广泛的应用。而采用小容量薄膜电容取代大电解电容的驱动方案可以在提高系统可靠性,延长使用寿命的同时降低系统成本,因而成为了近年的研究热点。本文以单相输入的无电解电容永磁同步电机驱动系统为研究对象,研究了基于逆变器输出功率控制的控制策略,来达成网侧高功率因数与网测电流低谐波的控制目标。本文首先研究了无电解电容驱动系统的硬件电路特性,分为网侧无电感与串电感两种拓扑结构进行了相关分析。其次,从网侧高功率因数与电流低谐波的控制诉求出发,研究分析了逆变器输出功率的控制方法、控制策略,同时也研究分析了逆变器功率环的回路稳定性。然后,考虑到母线电压的周期性波动,设计了功率控制器与改善动态性能的电压前馈策略。另外,网侧有电感时引入了LC谐振,需要引入基于有源阻尼的谐振抑制策略,谐振的抑制也是对逆变器输出进行控制。为进一步降低串电感系统的网侧电流谐波,本文改进了逆变器的输出功率控制方法来适应系统结构的改变。为验证所研究与提出的控制策略有效性,搭建了计算机仿真平台并获得了令人满意的控制效果。最后,在永磁同步电机对拖平台上进行了物理实验,实验结果与仿真结果基本一致。结果表明,所研究与提出的控制策略可以提高网侧功率因数,降低网侧电流谐波并满足EN61000-3-2谐波限值标准。同时,为说明方案的工程实现价值,在空调压缩机上进行了进一步的物理实验,实验结果与预期相符。

关键词：永磁同步电机无电解电容逆变器输出功率控制高功率因数电流谐波抑制

基于FLAC3D的边坡稳定性及抗滑桩土拱效应研究

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基于FLAC3D的边坡稳定性及抗滑桩土拱效应研究

作者：徐晨栋长安大学

学位级别：硕士

随着我国西北地区公路基础设施的快速发展,在修建公路工程过程中,原始边坡失稳、滑坡复活等地质灾害问题层出不穷,这迫使人们越来越重视对这一类边坡稳定性的研究。本文选题来自陕西省清涧至子长高速公路,在该条位于黄土高原地区的高速... 详细信息

随着我国西北地区公路基础设施的快速发展,在修建公路工程过程中,原始边坡失稳、滑坡复活等地质灾害问题层出不穷,这迫使人们越来越重视对这一类边坡稳定性的研究。本文选题来自陕西省清涧至子长高速公路,在该条位于黄土高原地区的高速公路施工过程中,由于施工前对该段边坡的勘察工作量不足,导致在开挖工程中引起一黄土——基岩边坡失稳。本文就将以该失稳边坡为例,利用RHINO完成三维建模,FLAC3D计算模拟该边坡的开挖失稳过程以及对抗滑桩土拱效应进行分析。该边坡失稳主要是由于开挖导致泥岩出露,形成一个容易发生滑动的岩土界面,该段边坡变形破坏最为严重,相较于没有泥岩出露的另一段边坡,稳定性则相对较好,因此在边坡稳定性分析过程中,将着重针对这两个剖面从主应力、剪应力、位移、剪应变增量等方面分析,最后则从三维模拟的角度分析抗滑桩的尺寸、桩间距对土拱效应的影响。本论文得到的主要研究成果如下:（1）拓家沟失稳边坡为一黄土基岩混合边坡,现场调查发现该边坡开挖坡面上裂缝发育较多,显示边坡变形破坏严重,同时在该边坡中部、后部亦有不同程度的裂缝发育,综合显示该边坡目前稳定性极差。（2）根据现场调查及钻孔勘探,并结合三维数值模拟结果知,该边坡的失稳一方面是由于上土下岩的坡体结构,在降雨饱水状态下基岩表面极易饱和,导致岩土接触面强度参数急剧下降;另一方面则是由于施工开挖导致泥岩出露,严重破坏了原始边坡应力分布,主要是这两方面因素导致该边坡的失稳。（3）通过对布置在边坡上的众多监测点的监测曲线分布特征的分析,发现变形最大的监测点多位于边坡中段泥岩出露地带,并向两侧逐渐较小,这也证明了泥岩出露不利于边坡稳定;同时从监测曲线也可以看出监测曲线突然变化的时间段与当地降雨的时间点基本重合,表明该边坡呈“遇雨剧增”的变形特征。（4）借助RHINO软件完成复杂边坡三维地质建模,使模拟过程及结果更加符合实际情况,尽可能的还原地层结构分布特征,以便从地层分布特征的角度分析边坡变形破坏特征。（5）通过FLAC3D命令流实现了路基分步开挖对边坡稳定性的影响:在第一、二阶段开挖完成后,该边坡在两种状态下并未有任何变形破坏的迹象;但在第三阶段开挖完成后,仅在天然状态下,开挖坡面已有变形破坏的迹象,并在坡体的中前部亦有小的裂缝发现,显示边坡稳定性比较差;而在降雨过后,饱水状态下,边坡裂缝迅速发展,不断向边坡后部延续,并最终在边坡后部形成一个连续的拉张裂缝。（6）分析研究了抗滑桩的尺寸及桩间距对土拱效应分布特征的影响,从主应力分布特征、位移分布特征以及剪应变增量分布特征三个方面进行对比分析,最后则依据抗滑桩土拱效应利用的最合理、最充分的角度选择一种最优抗滑桩组合用于边坡工程的治理设计。

关键词：边坡失稳裂缝监测三维建模 RHINO∕FLAC3D 稳定性抗滑桩土拱效应

永磁同步电机无位置估计误差的滑模观测器无速度传感器控制方法

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电机与控制应用 2019年第12期46卷 1-7页

作者：徐晨栋尹泉罗慧夏阳刘毅华中科技大学人工智能与自动化学院

传统滑模观测器(SMO)无速度传感器控制方法在电机的运行速度出现较大变化时,对位置的估计会出现稳态误差。为了消除位置的估计误差,提出了一种带有反动电势修正的SMO无速度传感器控制方法。反电动势的修正律基于永磁同步电机(PMSM)的d-... 详细信息

传统滑模观测器(SMO)无速度传感器控制方法在电机的运行速度出现较大变化时,对位置的估计会出现稳态误差。为了消除位置的估计误差,提出了一种带有反动电势修正的SMO无速度传感器控制方法。反电动势的修正律基于永磁同步电机(PMSM)的d-q轴电流模型。即使电机运行在速度大幅波动的情况下,也能保持位置估计误差为零,且该方法计算增量较小,易于实现。将所提出的方法在1台1.5 kW的PMSM上进行了仿真和试验,结果验证了位置估计误差能有效地收敛至零。

关键词：永磁同步电机无速度传感器控制无估计误差滑模观测器反电动势修正

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清子高速某工程滑坡诱发机制及治理模拟

地质与资源 2020年第2期29卷 196-201页

作者：徐晨栋苑康泽郭子坤任钊长安大学地测学院陕西西安710054

以清子高速某场地工程滑坡为研究对象.该工程滑坡的形成从地质条件上来看受下伏砂质粉土软弱层影响极大,该层遇水饱和后强度下降极大.从工程条件来看,由于修建服务区开挖坡脚,破坏了原始应力平衡,产生了一个有利于滑坡产生的临空面,两... 详细信息

以清子高速某场地工程滑坡为研究对象.该工程滑坡的形成从地质条件上来看受下伏砂质粉土软弱层影响极大,该层遇水饱和后强度下降极大.从工程条件来看,由于修建服务区开挖坡脚,破坏了原始应力平衡,产生了一个有利于滑坡产生的临空面,两种因素共同导致该工程滑坡的发生.本文采用FLAC3D模拟软件模拟场地开挖后滑坡的发生机制,模拟结果验证了分析的准确性.治理措施拟采用抗滑桩.使用FLAC3D模拟软件对该抗滑桩加固效果进行模拟,结果表明,用抗滑桩治理后,滑坡整体将处于稳定状态.

关键词：工程地质坡脚开挖工程滑坡 FLAC3D 抗滑桩清子高速陕西省

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合成孔径激光雷达成像技术研究进展

光电工程 2024年第3期51卷 29-49页

作者：徐晨晋凯魏凯自适应光学全国重点实验室四川成都610209 中国科学院光电技术研究所四川成都610209 浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310058 极端光学技术与仪器全国重点实验室浙江杭州310058

合成孔径激光雷达成像技术是一种能够突破光学系统衍射极限的主动光学成像技术,其概念来自工作在微波波段的合成孔径雷达,相比于合成孔径雷达,合成孔径激光雷达具有成像速度快、成像分辨率高以及能获取符合人眼感知的图像的优势,在远距... 详细信息

合成孔径激光雷达成像技术是一种能够突破光学系统衍射极限的主动光学成像技术,其概念来自工作在微波波段的合成孔径雷达,相比于合成孔径雷达,合成孔径激光雷达具有成像速度快、成像分辨率高以及能获取符合人眼感知的图像的优势,在远距离目标感知与识别中具有很高的潜在价值。本文从合成孔径激光雷达的工作原理出发,回顾和梳理了合成孔径激光雷达的主要关键技术的主要进展,包括合成孔径激光雷达的系统模型和基础理论、系统设计与架构、激光相位噪声抑制、运动补偿技术以及成像算法;同时对国内外重要的外场实验进展进行了总结。最后探讨了后续实现工程化所需面对的困难和挑战。

关键词：主动光学成像技术合成孔径激光雷达相干激光雷达计算成像

基于准三维电磁场模型的电机电磁振动磁–固双向耦合分析方法

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中国电机工程学报 2024年

作者：徐晨期祝长生浙江大学电气工程学院

本文提出了一种基于准三维电磁场模型的电机电磁振动磁–固双向耦合分析方法，能够考虑转子轴向偏心和端部效应的影响。首先，建立了电机的磁–固双向耦合动力学模型，分析了耦合计算过程中的各类激励力。然后，提出了一种准三维电磁场... 详细信息

本文提出了一种基于准三维电磁场模型的电机电磁振动磁–固双向耦合分析方法，能够考虑转子轴向偏心和端部效应的影响。首先，建立了电机的磁–固双向耦合动力学模型，分析了耦合计算过程中的各类激励力。然后，提出了一种准三维电磁场模型，将转子轴向偏心问题轴向分段简化，并用修正函数来考虑端部效应的影响。其次，提出了一种结构场与电磁场的初始网格划分和网格节点标记方法，实现了不同物理场在双向耦合计算中的数据快速、精确传递，并通过循环迭代计算的方式实现了基于准三维模型的磁–固双向耦合计算。最后，利用本文提出的电机磁–固双向耦合电磁振动分析方法对一台MW级永磁同步电机的电磁振动特性进行了定量分析，并与试验结果进行了比较，验证了本方法的准确性。

关键词：电机电磁振动磁–固双向耦合准三维模型转子轴向偏心端部效应

基于磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法

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机械工程学报 2024年

作者：徐晨期祝长生浙江大学电气工程学院

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的，研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统，提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-... 详细信息

电机的电磁振动是由电机的电磁场与结构场之间的相互作用产生的，研究电机的电磁振动就必须考虑这种磁-固双向耦合的影响。结合电机驱动与控制系统，提出了一种磁-固-路双向耦合的电机电磁振动分析方法。首先建立了电机转子及定子在磁-固双向耦合条件下的动力学模型，基于场路耦合方程建立了电机驱动与控制系统和电磁场之间的联系。然后提出了电机电磁振动的磁-固-路双向耦合循环迭代方法，分析了多场路双向耦合分析中需要解决的关键问题。接着提出了一种多场耦合分析的节点标记方法，实现了电机电磁场与结构场间数据的快速、准确传递和交换。最后以一台1 MW-4极72槽永磁同步电机为例，进行了电机振动的分析及试验测试，对电机电磁振动磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法的可行性和准确性进行了验证。结果表明，提出的节点标记及磁-固-路双向耦合循环迭代分析方法能够实现不同场网格节点间信息的准确传递，能考虑转子偏心、结构、轴承、驱动及控制系统等对电机电磁振动特性的影响，为精确预测电机的电磁振动和噪声提供了一种可行的方法。

关键词：电机电磁振动磁-固双向耦合场路耦合

从人群到分子:内分泌干扰混合物对子代的不利影响

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科学通报 2024年第6期69卷 648-650页

作者：申心铭徐晨珂胡建英北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

人类在日常生活中不可避免接触各种化学物质,一些化学物质在极低浓度下干扰人类内分泌系统的正常功能如激素稳态而引起各种健康影响,这类物质被称为内分泌干扰物(endocrine-disrupting chemicals,EDC).已经有不少研究发现,单一EDC的暴... 详细信息

人类在日常生活中不可避免接触各种化学物质,一些化学物质在极低浓度下干扰人类内分泌系统的正常功能如激素稳态而引起各种健康影响,这类物质被称为内分泌干扰物(endocrine-disrupting chemicals,EDC).已经有不少研究发现,单一EDC的暴露与各种重大疾病和发育障碍(包括神经发育障碍)相关联[1].

关键词：化学物质内分泌系统发育障碍内分泌干扰物重大疾病极低浓度 EDC