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宽输入双有源桥变换器移相变频控制策略研究

太阳能学报 2024年第6期45卷 234-243页

作者：卓福生董纪清福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福州350108

重点分析三重移相控制下宽输入工况对双有源桥DC-DC变换器特性的影响,分别推导宽范围输入电压情况下软开关范围、电流峰值和电流有效值随开关频率变化的理论表达式。在此基础上,提出一种移相变频混合控制策略,通过调节开关频率扩大双有... 详细信息

重点分析三重移相控制下宽输入工况对双有源桥DC-DC变换器特性的影响,分别推导宽范围输入电压情况下软开关范围、电流峰值和电流有效值随开关频率变化的理论表达式。在此基础上,提出一种移相变频混合控制策略,通过调节开关频率扩大双有源桥DC-DC变换器的软开关范围,并降低电流峰值和电流有效值,提高变换器的整体效率。最后,搭建一台基于SiC器件的1 kW双有源桥DC-DC变换器样机验证所提控制策略的有效性。

关键词：双向DC-DC变换器 DAB变换器电流峰值电流有效值移相变频

基于有限状态机模型的全自动烫印机控制系统设计

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工程设计学报 2020年第6期27卷 771-780页

作者：闻霞任雯赖森财曾显杰三明学院装备智能控制福建省高校重点实验室福建三明365004 三明学院机电工程学院福建三明365004 三明恒顺印刷机械有限公司福建三明365001

针对现有烫印设备存在自动化水平低和人机界面交互性差的问题,采用三维参数化设计方法对全自动烫印机的结构进行设计,以三菱新一代FX3GE系列PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)和T5L智能触摸屏为核心搭建了全自动烫... 详细信息

针对现有烫印设备存在自动化水平低和人机界面交互性差的问题,采用三维参数化设计方法对全自动烫印机的结构进行设计,以三菱新一代FX3GE系列PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)和T5L智能触摸屏为核心搭建了全自动烫印机的网络化控制系统,实现了伺服电机与气缸的高速、高精度驱动,PID(proportion integration differentiation,比例积分微分)温度控制以及多参数人机数据交互。针对传统固定路径顺序指令编程模式无法满足小批量定制化生产模式的要求的问题,提出了基于有限状态机(finite state machine,FEM)模型的全自动烫印机控制程序设计方法。首先,对全自动烫印工艺和运动工位的分布、数量和逻辑顺序关系进行功能规划与模块化设计,建立了层次化有限状态机模型;然后,根据状态迁移事件与状态转换条件构造了烫印动作的状态转换图;最后,结合图论思想,将状态转换图映射到邻接链表变量空间,并采用变量配置方式驱动邻接链表,从而完成对状态转换图的遍历和拓扑扩展。仿真结果表明,与传统的指令编程模式相比,基于有限状态机模型的全自动烫印机控制程序设计方法不仅提升了开发效率和组态化编程水平,有效降低了控制程序的维护成本,还保证了伺服电机与气缸的时序动作不会干涉和交叉,提高了控制系统的可靠性,具有广阔的工程应用前景。

关键词：三维参数化设计有限状态机状态转移图变量驱动 T5L智能触摸屏

不同容量下并网模式交流微电网短路故障早期检测与区域定位

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4353-4366,I0014页

作者：郑昕甘鸿浩智能配电网装备福建省高校工程研究中心(福州大学电气工程与自动化学院) 福建省福州市350108

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高... 详细信息

随着分布式电源(distributed generation,DG)的容量变化,微电网原有的供电结构发生改变,使得潮流大小、方向和功率结构发生变化,对快速检测和定位微电网中的短路故障区域提出了挑战。在MATLAB/Simulink中搭建低压交流微电网模型;通过高尺度小波能量谱算法对微电网与大电网公共连接点(point of common coupling,PCC)处检测到的电流进行分解,提取适应不同容量情况的短路故障特征值,实现了不同容量下微电网短路故障的早期检测;利用小波能量谱特征结合基于正交最小二乘法(orthogonal least square,OLS)的径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络算法提出一种适用于不同容量微电网的短路故障区域定位方法,并进行仿真验证;在此基础上设计并网模式微电网短路故障保护硬件系统,并进行实验验证。结果表明,所设计的保护系统能够快速、准确地同时实现并网模式下交流微电网短路故障的早期检测与区域定位。

关键词：并网模式微电网短路故障小波能量谱正交最小二乘法(OLS) 径向基函数(RBF) 早期检测区域定位

Al-xCu合金中θ′析出相稳定性的研究进展

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材料热处理学报 2023年第6期44卷 11-19页

作者：高志国徐武锋武夷学院机电工程学院福建武夷山354300

Al-xCu铝合金因优异的力学性能和抗腐蚀性能而受到广泛关注和研究。然而,在高温、高速冲击等极端服役条件下,Al-xCu铝合金优异性能明显恶化,从而不能满足特定工况的需求,这主要是由于合金在服役过程中θ′析出相的径厚比、体积分数变化... 详细信息

Al-xCu铝合金因优异的力学性能和抗腐蚀性能而受到广泛关注和研究。然而,在高温、高速冲击等极端服役条件下,Al-xCu铝合金优异性能明显恶化,从而不能满足特定工况的需求,这主要是由于合金在服役过程中θ′析出相的径厚比、体积分数变化等导致其稳定性降低所致。本文综述了微合金化、外场应力时效、位错等方法调控Al-xCu合金θ′析出相稳定性的基本原理。论述了调控Al-xCu合金中θ′析出相稳定性目前亟待解决的问题,并展望了未来的发展和研究重点。

关键词： Al-xCu铝合金 θ′析出相稳定性

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铝合金中半共格析出相的研究进展

材料热处理学报 2024年第11期45卷 15-23页

作者：高志国陈泽智武夷学院机电工程学院福建武夷山354300

对铝合金中具有工程应用价值的半共格析出相进行了综述,重点关注了典型热处理铝合金中的半共格相,包括2xxx系铝合金的θ′相、S′相和Ω相,6xxx系铝合金的β′相和Q′相,7xxx系铝合金的η′相。介绍了铝合金中这些半共格析出相的晶体结... 详细信息

对铝合金中具有工程应用价值的半共格析出相进行了综述,重点关注了典型热处理铝合金中的半共格相,包括2xxx系铝合金的θ′相、S′相和Ω相,6xxx系铝合金的β′相和Q′相,7xxx系铝合金的η′相。介绍了铝合金中这些半共格析出相的晶体结构、点阵参数、惯析面、晶体学关系等,以及它们对铝合金的强化效应。此外,还介绍了3xxx系铝合金中的α-Al(Mn,Fe)Si部分共格弥散相,虽然共格关系存在争议,但该相具有较高的热稳定性,有利于提高铝合金的高温强度。本文旨在为建立铝合金半共格强化相与力学性能之间的关系提供支持,为研发新一代铝合金提供参考。

关键词：铝合金半共格相晶体结构强化

基于期望电压矢量的永磁同步电机快速速度预测控制

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电机与控制学报 2020年第4期24卷 87-95页

作者：黄宴委汤邵建黄文超陈少斌福州大学电气工程与自动化学院福州350116

针对传统永磁同步电机速度预测控制系统的价值函数速度与电流项权重系数难以确定,且采用遍历方式选择控制电压矢量导致计算量大这2个缺点,提出一种基于期望电压矢量的快速速度预测控制方法。利用泰勒级数对电机速度模型进行离散化,获得... 详细信息

针对传统永磁同步电机速度预测控制系统的价值函数速度与电流项权重系数难以确定,且采用遍历方式选择控制电压矢量导致计算量大这2个缺点,提出一种基于期望电压矢量的快速速度预测控制方法。利用泰勒级数对电机速度模型进行离散化,获得期望电压矢量;将价值函数中转速和d轴电流的误差项均转化为电压量纲,避免了权重系数的调整;利用Clark变换计算期望电压矢量的角度,得到期望电压矢量所在的局部扇区。将构成该局部扇区的基本电压矢量作为备选电压矢量,代入价值函数计算,令价值函数最小的备选电压矢量作为控制电压矢量调节逆变器。仿真和实验结果表明,所提出的方法无需调节权重,就可达到传统方法在最佳权重时的系统稳态误差,便于实际应用,且计算步骤节省约55%。

关键词：永磁同步电机速度预测控制期望电压矢量价值函数局部扇区权重系数

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3D打印模型节材优化

计算机辅助设计与图形学学报 2017年第4期29卷 742-750页

作者：傅驰林刘斌华侨大学福建省特种能场制造重点实验室厦门361021

针对3D打印材料费用昂贵问题,提出一种改进的蒙皮-桁架结构快速构建与优化方案,使打印模型的体积在满足产品物理机械性能、受力平衡性、自平衡性和可打印性等多约束条件下实现最小化,达到节省打印耗材、降低成本的目的.利用网格简化策... 详细信息

针对3D打印材料费用昂贵问题,提出一种改进的蒙皮-桁架结构快速构建与优化方案,使打印模型的体积在满足产品物理机械性能、受力平衡性、自平衡性和可打印性等多约束条件下实现最小化,达到节省打印耗材、降低成本的目的.利用网格简化策略快速构建表层桁架结构,与原始网格模型在拓扑上保持相似性,避免桁架与蒙皮之间的冲突;基于实验分析,提出无内节点的内部桁架构建方法,可大幅缩短整体优化时间,且可在保证满足力学约束条件下获得更优的节材效果;将力学准则法与粒子群优化算法有机结合,利用满应力法计算桁架结构的支杆半径作为优化算法的初始值,提高算法在全局范围内搜索最优解的能力和效率,实现桁架结构支杆截面尺寸与系统拓扑结构协同优化的目标.实验结果表明,该方法健壮、有效,具有成本优势和效率优势.

关键词： 3D打印节材桁架结构三角网格智能优化

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非线性变参数无人船艏向H_∞鲁棒控制

控制与决策 2024年第5期39卷 1507-1516页

作者：黄宴委黄鹏福州大学电气工程与自动化学院福州350116

针对水流冲击引起无人船(unmanned surface vehicle,USV)转艏呈现非线性特点,建立基于转艏运动的非线性变参数(nonlinear parameter-varying,NPV) USV模型,并提出一种NPV H_∞艏向控制方法,以提高艏向调节的快速性和鲁棒性.首先,考虑低... 详细信息

针对水流冲击引起无人船(unmanned surface vehicle,USV)转艏呈现非线性特点,建立基于转艏运动的非线性变参数(nonlinear parameter-varying,NPV) USV模型,并提出一种NPV H_∞艏向控制方法,以提高艏向调节的快速性和鲁棒性.首先,考虑低展弦比机翼理论能较好地描述船体受水流冲击的特点,建立基于水动力阻尼的非线性Fossen模型.通过忽略横荡速度和横流阻力将动力学模型简化为操纵动力学模型,并引入艏向角,建立NPV艏向模型.其次,构造与艏向控制系统状态和纵荡速度变参相关的Lyapunov函数,推导出满足艏向闭环控制系统H_∞鲁棒稳定的非线性控制器求解条件,该条件是一个非线性矩阵不等式(nonlinear matrix inequality,NLMI).由于NLMI难以求解,根据平方和(sums of squares,SOS)理论,用多项式矩阵代替NLMI中的非线性矩阵,并将NLMI转化为可使用SOS工具求解的多项式线性矩阵不等式.仿真结果表明,NPV H_∞控制器在艏向调节时具有较快的系统响应和更高的准确性.

关键词：无人船艏向控制水动力阻尼非线性变参数 H_∞鲁棒控制平方和

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氮化硼、贝壳粉对聚乳酸材料结晶性能与导热性能的影响

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东华大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 39-45页

作者：丁九阳童敏杰刘贵马博谋东华大学纺织学院上海东华大学纺织科技创新中心上海福建省纤维检验中心福建福州

以聚乳酸(PLA)为原料,选用氮化硼(boron nitride,BN)与贝壳粉作为提高PLA导热性能的功能粉体,采用熔融共混的方法制备具有高导热性能的BN/PLA和贝壳粉/PLA复合材料,研究功能粉体质量分数为0.5%、1.0%、1.5%时复合材料的结晶性能与导热... 详细信息

以聚乳酸(PLA)为原料,选用氮化硼(boron nitride,BN)与贝壳粉作为提高PLA导热性能的功能粉体,采用熔融共混的方法制备具有高导热性能的BN/PLA和贝壳粉/PLA复合材料,研究功能粉体质量分数为0.5%、1.0%、1.5%时复合材料的结晶性能与导热性能的变化。利用差示扫描量热仪(DSC)分析了复合材料的结晶度和在不同结晶条件下的半结晶时间(t_(1/2));通过万能拉伸机测试复合材料的力学性能;通过扫描电子显微镜观察拉伸断面的形貌特征;使用导热系数测试仪测试添加不同质量分数无机粉体的复合材料的导热系数。结果表明:在加入BN与贝壳粉后,试样的结晶度分别提高至18.8%和15.3%;在温度为105℃的条件下,添加质量分数为1.5%的BN与贝壳粉分别能使BN/PLA和贝壳粉/PLA的t_(1/2)降低到0.33和0.39 min;随着功能粉体质量分数的增加,复合材料的导热系数逐渐上升,并且相对于单一功能粉体,BN与贝壳粉的复配粉体对PLA导热性能的提高效果更加显著,由0.177 W/(m·K)最高升至0.319 W/(m·K)。研究结果为后续制备凉感纤维提供参考。

关键词：聚乳酸氮化硼贝壳粉结晶度半结晶时间导热系数