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新型张环式超越离合器的工作原理及自锁与超越条件

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中国机械工程 2017年第12期28卷 1387-1393页

作者：杜力彭斯洋魏东宋泽良吴振宏制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室重庆400067 重庆理工大学机械工程学院重庆400054

提出一种新型张环式超越离合器,其自锁构件呈环状,与输出构件成低副面接触,与传统的高副式超越离合器相比承载能力有所提高。对该张环式超越离合器自锁及超越条件进行分析,并研究了其自锁条件对滚柱磨损的敏感性,研究表明,在该项性能上... 详细信息

提出一种新型张环式超越离合器,其自锁构件呈环状,与输出构件成低副面接触,与传统的高副式超越离合器相比承载能力有所提高。对该张环式超越离合器自锁及超越条件进行分析,并研究了其自锁条件对滚柱磨损的敏感性,研究表明,在该项性能上该超越离合器优于滚柱式超越离合器。最后对新型张环式超越离合器进行了仿真及实验验证。

关键词：张环式超越离合器低副面接触自锁及超越条件仿真及实验

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基于晶闸管及IGBT的新型两电平逆变器

电工技术学报 2017年第A02期32卷 164-171页

作者：陈德志房立伟赵文良白保东沈阳工业大学教育部特种电机与高压电器省部共建重点实验室沈阳110870 山东大学电气工程学院济南250061

提出一种新颖的两电平电压型逆变器拓扑结构。该三相逆变器具有三个桥臂,每个桥臂由2个晶闸管、1个IGBT及4个二极管组成。晶闸管完成逆变器的相位定位,IGBT完成不同调制方式(SPWM、SVPWM、SHPWM等)的调制,二极管完成桥臂的换相。对基于... 详细信息

提出一种新颖的两电平电压型逆变器拓扑结构。该三相逆变器具有三个桥臂,每个桥臂由2个晶闸管、1个IGBT及4个二极管组成。晶闸管完成逆变器的相位定位,IGBT完成不同调制方式(SPWM、SVPWM、SHPWM等)的调制,二极管完成桥臂的换相。对基于晶闸管及IGBT的新型两电平逆变器的原理及拓扑结构进行详细的分析与设计,建立该新型两电平逆变器的仿真及实验平台,仿真及实验结果表明:与传统的两电平逆变器比较,可实现传统逆变器功能的同时,具有成本较低及开关损耗低的特点,在矩阵式逆变器领域更具优势,验证了所提方案的正确性。

关键词：晶闸管绝缘栅双极型晶体管二极管新型逆变器仿真及实验

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三自由度直升机奇异系统鲁棒控制

系统仿真学报 2011年第6期23卷 1238-1243页

作者：刘克平金晶陈亮长春工业大学电气与电子工程学院长春130012

研究了三自由度直升机奇异系统的鲁棒控制。首先提出了三自由度直升机奇异系统问题,然后基于状态空间方法建立三自由度直升机的线性动力学系统模型,并详细分析了系统的鲁棒稳定性,推导并证明了奇异标称自治系统鲁棒渐进稳定的条件。提... 详细信息

研究了三自由度直升机奇异系统的鲁棒控制。首先提出了三自由度直升机奇异系统问题,然后基于状态空间方法建立三自由度直升机的线性动力学系统模型,并详细分析了系统的鲁棒稳定性,推导并证明了奇异标称自治系统鲁棒渐进稳定的条件。提出了基于线性矩阵不等式(LMI)的鲁棒H∞状态反馈控制器设计方法。仿真及实验结果表明了该方法的有效性。

关键词：三自由度直升机奇异系统状态空间 LMI 鲁棒H∞状态反馈控制器仿真及实验

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变桨距风力机多风况模拟系统研究

华东电力 2010年第1期38卷 123-128页

作者：范晓旭白焰吕跃刚徐大平华北电力大学控制科学与工程学院北京102206

基于风力机的特性,运用叶素理论、涡流理论修正风速及权系数分配叶素的改进方法,建立了变桨距风力机模型,在matlab中编制了m文件对上述模型进行了分析,结果表明该模型可以实现对风力机特性的精确模拟,然后,将m文件嵌入到matlab/simulink... 详细信息

基于风力机的特性,运用叶素理论、涡流理论修正风速及权系数分配叶素的改进方法,建立了变桨距风力机模型,在matlab中编制了m文件对上述模型进行了分析,结果表明该模型可以实现对风力机特性的精确模拟,然后,将m文件嵌入到matlab/simulink的M-function中,得到了在组合风速(基本风、随机风、阵风、渐变风)作用下的风力机功率响应曲线。最后,将仿真程序移植到伺服电机实验平台中,通过VBA编程与PLC控制相结合的方法实现了整个系统的实验模拟,实验结果与仿真结果完全吻合,证明了该模拟方法的正确性和实用性。

关键词：叶素尾涡流权系数变桨距风力机模拟系统仿真及实验

基于模糊神经网络的智能车辆自动驾驶方法研究

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基于模糊神经网络的智能车辆自动驾驶方法研究

作者：张冬忠长安大学

学位级别：硕士

智能车辆是车辆工程领域的研究前沿和汽车工业未来发展的新方向,如何在各种传感器获取信息的基础上认知环境并实现自动驾驶,是其运动控制研究领域中的核心问题。智能车辆作为智能交通系统(ITS)的一个重要组成部分,其研究对改进车辆安全... 详细信息

智能车辆是车辆工程领域的研究前沿和汽车工业未来发展的新方向,如何在各种传感器获取信息的基础上认知环境并实现自动驾驶,是其运动控制研究领域中的核心问题。智能车辆作为智能交通系统(ITS)的一个重要组成部分,其研究对改进车辆安全、节能、环保性能,提高交通系统的效率、减少交通事故具有重要现实意义。论文主要包含以下工作:通过一种基于自动阈值的方法实现道路信息识别,方法实现了对相机参数的标定、图像畸变的校正以及图像坐标系到世界坐标系的转化;基于大津法的图像信息提取的自动阈值调节。该方法增强了机器视觉系统对环境的适应性,为后续研究提供基础。结合模糊控制和神经网络的优点,提出一种模糊神经网络智能车辆自动驾驶控制器,该控制器依据视觉识别结果提取距离车辆最近的车道线作为参考车道线。以参考车道线斜率及其与车辆间距离为输入,以车辆转向角为输出,构建基于T-S模糊模型的多层前馈型模糊神经网络系统。以人工驾驶经验为基础构成模糊控制基本规则,并形成模糊神经网络的参数初值,提高了神经网络的收敛速度。以人工驾驶行为为样本,利用反向传播学习算法实现对网络参数的进一步调整,从而实现对人工驾驶行为的进一步模拟。论文基于Webots仿真软件及无人驾驶汽车实车进行了仿真及实车实验研究。仿真实验表明,与单一模糊控制及PID控制相比,论文算法有更好的适应性及鲁棒性;实车实验表明在一定视觉条件下,车辆在拐角及直线行驶时,算法能够较好地模拟人类的驾驶经验,且具有良好的平顺性。

关键词：智能车辆自动驾驶方法道路识别模糊神经网络仿真及实验

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陶瓷液压机的在线测试系统研究

陶瓷液压机的在线测试系统研究

作者：王健福州大学

学位级别：硕士

我国是世界上最大的陶瓷砖生产国,年需求量近百亿平方米,瓷砖的生产带来了巨量的资源和能源消耗。砖体的大规格薄形化,可显著减低消耗,但对其成型核心设备的全自动陶瓷压机提出了更苛刻的需求。近年来,在智能制造的新时代浪潮下,以大量... 详细信息

我国是世界上最大的陶瓷砖生产国,年需求量近百亿平方米,瓷砖的生产带来了巨量的资源和能源消耗。砖体的大规格薄形化,可显著减低消耗,但对其成型核心设备的全自动陶瓷压机提出了更苛刻的需求。近年来,在智能制造的新时代浪潮下,以大量实测数据为中心,对压机在线状态的精确控制与性能提升,成为了新的发展方向。如何高效可靠的获取在线数据,并对主要故障进行精确分析,是突破陶瓷压机性能提升瓶颈的关键技术。因此,本文基于陶瓷成型的特殊性,研究在线数据的高效率获取与典型故障的精确诊断方法,在此基础上研发模块化在线测试系统。具体研究内容如下:首先,分析陶瓷压机的系统特性,确定易引发控制失真的泄漏特性及规律。基于陶瓷压机的工作原理和动作流程,对其电气及液压系统进行全面分析;在此基础上重点研究易引发控制失真的泄漏特性及规律,根据泄漏特性建立主缸压制过程的数学模型;基于泄漏特性模型研究主缸发生泄漏时的故障特征,为后续测试系统的研究提供依据。其次,基于模块化的方法,研究稳定高效的陶瓷压机在线数据状态监测子系统。针对陶瓷压机智能诊断的需求,设计测试系统的体系结构;在硬件系统方面,研究并设计数据处理设备,对压机关键信号进行预处理;在软件系统方面,设计高速、模块化的监测程序,结合软件设计的框架优化,提高系统的运行效率。然后,基于小波去噪和小波变换理论,研究高精度的故障分析子系统。基于模块化的设计思路,建立故障分析子系统程序框架;研究小波变换在压机局部频谱分析的特性,建立显著优于传统滤波去噪的小波去噪优化模型;分析小波变换在检测突变信号和不同频率分段信号的特性,研究小波变换对奇异信号监测的精确性。最后,结合仿真分析与现场实验的方式,验证所建立测试系统的可靠性。基于被测压机建立状态监测系统,验证测试系统的正确性及可靠性;针对现场无法提取压机故障信号的制约,建立压机的联合仿真平台,采用数值计算与联合仿真的方法,验证小波变换对故障信号精确诊断的可靠性。本文的创新之处在于,针对陶瓷砖成型特性,围绕在线数据监测与精确故障诊断,研究压机液压系统的高效率测试系统,为压机性能提升瓶颈的突破与智能化发展提供保障;基于陶瓷压机的实际工况及粉末负载特性,建立陶瓷压机的联合仿真平台,通过故障仿真信号的小波分析,实现了非破坏性实验下,主缸泄漏故障特征的提取,为压机故障的精确诊断提供新的手段。

关键词：陶瓷液压机状态监测 LabVIEW 故障分析仿真及实验

矿用电机车开关磁阻电机调速系统控制策略研究

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矿用电机车开关磁阻电机调速系统控制策略研究

作者：周艳红湖南科技大学

学位级别：硕士

矿用电机车是矿山运输的重要工具,矿山运输工作环境恶劣,要求牵引电机起动力矩大、过载能力强、能频繁起制动及安全可靠等。早期矿用电机车主要采用直流传动,因其具有良好的调速特性,但直流传动存在直流电机结构复杂、维护困难、效率低... 详细信息

矿用电机车是矿山运输的重要工具,矿山运输工作环境恶劣,要求牵引电机起动力矩大、过载能力强、能频繁起制动及安全可靠等。早期矿用电机车主要采用直流传动,因其具有良好的调速特性,但直流传动存在直流电机结构复杂、维护困难、效率低等不足;交流电动机虽没有上述缺点,但因调速困难而未能在矿用电机车电传动系统中得到推广应用,直到目前随着电力电子技术的发展及矢量控制等高性能交流调速控制策略的提出,使得交流调速的性能已达到或超过了直流调速,才实现了由直流调速向交流调速的过渡,目前矿用电机车已大多采用基于交流异步电机的变频调速控制系统。然而对于矿用电机车的应用工况来说,交流异步电机虽然克服了直流电机存在的上述缺点,但也存在起动电流大、过载能力低及功率因素不高等不足,故仍然不够理想。开关磁阻电机(SRM)由于具有结构简单坚固、成本低、起动转矩大、起动电流小和可靠性高等系列优点而适合应用于矿用电机车的电传动系统中。论文就开关磁阻电机应用于矿用电机车的相关控制方法展开研究。论文首先简要介绍了矿用电机车的研究现状及存在的问题,阐述了开关磁阻电机的基本特点及发展现状,提出采用开关磁阻电机应用于矿用电机车电传动系统中,介绍了论文的基本结构和主要内容。接着介绍了SRM的基本结构、电路方程、数学模型及SRM调速系统的基本组成,阐述了SRM传统控制方法的基本原理并进行了对比分析,针对SRM存在转矩脉动大的问题分析了原因,并结合矿用电机车的工况特点,在矿用电机车SRM调速系统中提出采用基于自适应模糊PI控制的直接转矩控制策略。针对上述基于自适应模糊PI控制的直接转矩控制控制策略的具体设计方法进行研究,即以转速控制作为控制外环,采用自适应模糊PI控制策略,而以转矩控制作为控制内环,采用直接转矩控制策略,分别就控制内环和外环的具体设计方法进行了理论分析和设计研究。构建仿真模型,对上述控制策略的控制效果进行仿真验证,同时与传统控制方法进行对比仿真分析,仿真结果证明了该控制策略的有效性和可行性。以某型号开关磁阻电机为实验对象,以TMS320F2812为系统控制器设计了相应的SRM调速控制系统实验装置。通过该实验装置对上述理论研究作进一步的实验验证,并对相应的控制算法进行修正与完善,为实现开关磁阻电机在矿用电机车电传动系统中的工程应用提供参考。

关键词：矿用电机车开关磁阻电机自适应模糊PI 直接转矩控制仿真及实验

开关耦合电感Boost变换器的电流断续工作模式（DCM）研究

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开关耦合电感Boost变换器的电流断续工作模式（DCM）研究

作者：秦玉莲青岛理工大学

学位级别：硕士

由于光伏、燃料电池等新型能源的广泛应用,各种高升压增益变换器得到业界广泛关注。本文研究一种基于开关-耦合电感的高增益Boost变换器(High Step-up Boost Converter with Switch-Coupled Inductor(简称HSBCSCI)),其相较于传统的升压... 详细信息

由于光伏、燃料电池等新型能源的广泛应用,各种高升压增益变换器得到业界广泛关注。本文研究一种基于开关-耦合电感的高增益Boost变换器(High Step-up Boost Converter with Switch-Coupled Inductor(简称HSBCSCI)),其相较于传统的升压变换器大大提高了变换器的升压比,而且其特殊的电感结构有效的缓解了传统升压变换器的耦合电感的电流应力。箝位二极管通过转移漏感能量从而提高了变换器的转换效率。论文对HSBCSCI变换器在连续导通模式(Continuous Conduction Mode,CCM)的特性进行了阐述,分别介绍了变换器CCM的工作原理、工作过程、升压比、电压电流关系以及工作效率。重点研究了电路在不连续导通模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)的工作情况。运用状态空间平均法建立了HSBCSCI的DCM动态模型,研究了变换器的工作原理、推导出各部分之间电压关系等;探讨了影响变换器在得DCM时电路效率的各种因素。研究了考虑耦合电感寄生电阻、开关管导通压降等寄生参数时的电路性能,为定量设计变换器主电路打下基础,该部分属于电路的稳态分析部分。在稳态分析的基础上,对变换器在DCM工作时的动态性能进行了研究。分别进行了电路的动态建模、工作模式分析、以及小信号等效等理论分析,基于小信号模型分析,设计了变换器闭环反馈控制,实现动态调节,从而保证变换器的稳定性和准确性。最后,对HSBCSCI进行了基于Saber软件的电路仿真和实验室2.49W样机验证,证明了电路的可行性与可靠性,仿真和实验得出的数据与图表基础的支撑使得论文的理论分析更加具有说服力。

关键词：开关耦合boost 轻载模式闭环控制仿真及实验

Buck-Boost矩阵变换器和异步电机的集成控制策略研究

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Buck-Boost矩阵变换器和异步电机的集成控制策略研究

作者：尹翔湖南科技大学

学位级别：硕士

矩阵变换器是一种新型电力变换器，它具有简单的拓扑结构和诸多优良的电气特性，但因存在电压传输比低的问题而限制了其推广应用。据研究，通过改变控制策略提高电压传输比效果不理想，如输出谐波过大;为此，研究者从改变矩阵变换器拓... 详细信息

矩阵变换器是一种新型电力变换器，它具有简单的拓扑结构和诸多优良的电气特性，但因存在电压传输比低的问题而限制了其推广应用。据研究，通过改变控制策略提高电压传输比效果不理想，如输出谐波过大;为此，研究者从改变矩阵变换器拓扑结构进行研究，提出了一种具有高电压传输比的称为Buck-Boost矩阵变换器(Buck-Boost matrix converter，BBMC)的新型电力变换器拓扑结构，该变换器能实现输出电压和频率的任意调节，且可直接输出高品质的正弦波而无需滤波环节。鉴于BBMC具有的优良电气特性，因而适合应用于异步电机变频调速领域，论文将针对以BBMC为变频器的异步电机调速系统控制策略进行研究。本文主要研究内容如下：1、概述了异步电机调速技术和电力变换器的发展概况，介绍了国内外有关提高矩阵变换器电压传输比的研究现状，阐述了BBMC的基本特点，并提出采用BBMC作为异步电机变频调速用电力变换器。2、阐述了BBMC的基本原理，并根据其主电路结构分为整流和逆变两部分并可独立控制的特点，分别研究了相应的控制策略。3、分析了异步电机的动态数学模型，阐述了坐标变换和基于转子磁场定向的矢量控制调速系统的基本原理。4、研究了BBMC和异步电机的集成控制系统的工作原理，即根据异步电机的给定转速并基于矢量控制原理获得异步电机对应的输入电压，并以该电压作为BBMC的参考输入，再通过对BBMC采用双闭环控制策略使其实际输出电压与其参考输入电压保持一致，从而实现异步电机的实际转速对给定转速的准确跟踪，达到对异步电机进行转速控制的目的。利用Matlab搭建了系统仿真模型进行仿真验证。5、研制了用DSP作为系统控制器、用MOSFET作为主电路功率开关的BBMC和异步电机的集成控制系统实验装置，并开发了相应的软件对该实验装置进行了调试，实验结果与仿真研究结论基本吻合，从而进一步验证了BBMC和异步电机的集成控制策略的正确性。

关键词： Buck-Boost矩阵变换器异步电机矢量控制仿真及实验