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基于参数解耦陷波滤波器的工业机器人末端振动抑制

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机床与液压 2023年第21期51卷 1-6页

作者：潘海鸿丁可帅吴锡鹏陈琳梁旭斌广西大学机械工程学院广西南宁530004

六自由度工业机器人关节因传动装置刚度不足而引发末端振动,通常采用传统陷波滤波器解决该问题;但滤波器参数之间存在耦合,导致滤波器参数难以快速整定。为此,基于所建立的工业机器人双惯量负载模型设计出具有参数解耦的陷波滤波器。分... 详细信息

六自由度工业机器人关节因传动装置刚度不足而引发末端振动,通常采用传统陷波滤波器解决该问题;但滤波器参数之间存在耦合,导致滤波器参数难以快速整定。为此,基于所建立的工业机器人双惯量负载模型设计出具有参数解耦的陷波滤波器。分析传统陷波滤波器传递函数,采用极点零点抵消法对陷波器参数进行解耦设计;将陷波器中心频率、宽度以及深度作为陷波滤波器的参数;最后,利用傅里叶变换和对数衰减法快速整定改进后的陷波器参数,以此来抑制工业机器人末端振动。搭建六自由度工业机器人实验平台进行实验。结果表明:参数解耦陷波滤波器不存在参数耦合,参数整定方便;使用参数解耦滤波器比未使用滤波器相比可降低78.5%的工业机器人定位振动,证明改进的参数解耦陷波滤波器对定位振动抑制的可行性与有效性。

关键词：工业机器人振动抑制参数解耦陷波滤波器傅里叶变换

基于电网阻抗辨识和陷波滤波器的LCL型滤波器有源阻尼控制研究

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基于电网阻抗辨识和陷波滤波器的LCL型滤波器有源阻尼控制研究

作者：袁靖中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着人类社会的发展,全球已经逐渐从化石能源体系过渡到以风能、太阳等可再生能源为主的可持续能源时代。在实现新能源和实际电网的对接中,并网逆变器在并网发电系统中发挥着重要作用。现阶段并网逆变器研究的重点集中于拓扑结构、控制... 详细信息

随着人类社会的发展,全球已经逐渐从化石能源体系过渡到以风能、太阳等可再生能源为主的可持续能源时代。在实现新能源和实际电网的对接中,并网逆变器在并网发电系统中发挥着重要作用。现阶段并网逆变器研究的重点集中于拓扑结构、控制策略以及滤波方式等方面。本文主要研究电网阻抗对基于电感-电容-电感(LCL)滤波器三相并网逆变器系统稳定性的影响,提出了一种基于电网阻抗辨识的自适应陷波滤波器来实现有源阻尼的方法。本文对三相并网逆变器在静止坐标系和旋转坐标下的数学模型以及LCL滤波器的滤波特性进行分析。并对所采用的LCL滤波器的参数设计的流程、LCL滤波器设计原则、以及三次谐波注入的脉冲调制技术做了整体规划。对所采用的三相逆变器的基本控制模型,LCL滤波器参数和控制器参数对系统稳定性的影响进行了理论阐述。LCL滤波器系统中的临界频率影响着控制系统的稳定性,以它为理论依据对控制器进行设计。并在MATLAB/Simulink中,搭建了三相并网逆变器仿真模型。针对不同的电网阻抗引起的谐振频率的变化,本文采用了两种辨识电网阻抗的方法:基于变压器模型的递归最小二乘辨识法和基于等效电网阻抗模型的扩展卡尔曼滤波器辨识法。依据辨识结果,提出了基于自适应陷波滤波器的有源阻尼方法。通过MATLAB仿真结果,验证了所提出方法的可行性。最后,设计完成了一套基于dSPACE实时控制的半实物三相并网逆变器实验平台。

关键词：并网逆变器 LCL滤波器三次谐波注入有源阻尼陷波滤波器电网阻抗辨识

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一种应用于5G通信的无反射滤波器设计

电子测量技术 2021年第8期44卷 43-48页

作者：景玉明金建辉邢孟江侯明昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 电子科技大学成都610054

为了解决通信电路中“信号反射”的问题,提出了一种无反射陷波电路,用于“吸收”通信电路中特定频点处的微波信号。通过级联无反射陷波电路改善了现有吸收式滤波器的阻带抑制与吸收效率。采用砷化镓IPD工艺对电路进行版图设计,最终得到... 详细信息

为了解决通信电路中“信号反射”的问题,提出了一种无反射陷波电路,用于“吸收”通信电路中特定频点处的微波信号。通过级联无反射陷波电路改善了现有吸收式滤波器的阻带抑制与吸收效率。采用砷化镓IPD工艺对电路进行版图设计,最终得到的器件版图尺寸仅有800μm×500μm×87.71μm,1500μm×500μm×87.71μm。版图仿真结果表明,基于砷化镓IPD工艺设计的无反射陷波滤波器能够有效吸收特定频率的微波信号,滤波器回波损耗始终大于12.5 dB,平均吸收效率达到90%以上。改进后的无反射低通滤波器,在DC-3.5 GHz频段内插入损耗小于2.5 dB,在1.4倍截至频率处插入损耗达到20 dB,在1.7倍截至频率处插入损耗达到40 dB,具有良好的带外抑制性能。在反射信号吸收方面,DC-7.5 GHz频率范围内,滤波器的回波损耗始终大于15 dB,反射信号吸收效率高达95%以上。

关键词：吸收式滤波器陷波滤波器砷化镓工艺射频滤波器

基于附加级联陷波滤波器的MMC-HVDC多频段谐振抑制策略

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电力自动化设备 2023年第4期43卷 10-15页

作者：李国庆王延旭辛业春王威儒王拓方辉现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林吉林132012 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401120

针对基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统(MMC-HVDC)存在的中高频谐振问题,建立了MMC交流侧阻抗模型,分析了MMC呈现负阻尼特性的关键因素,即延时、电压前馈环节是主导MMC中高频段呈现负阻尼特性的主要原因,功率外环对中频段... 详细信息

针对基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流输电系统(MMC-HVDC)存在的中高频谐振问题,建立了MMC交流侧阻抗模型,分析了MMC呈现负阻尼特性的关键因素,即延时、电压前馈环节是主导MMC中高频段呈现负阻尼特性的主要原因,功率外环对中频段阻尼特性有较大的影响。对此,提出了附加级联陷波滤波器配置方法以最大限度地衰减电压前馈和功率外环对MMC的阻尼特性影响,在此基础上,针对正负序控制器引发的阻抗波动性问题提出了附加阻尼反馈环节和内环附加级联陷波滤波器2种抑制策略消除特定多频段的谐振风险。最后根据奈奎斯特判据分析了采用抑制策略的MMC与电网交互的谐振稳定性,并在电磁仿真软件中验证了理论分析和抑制方法的正确性与有效性。

关键词：基于模块化多电平换流器的柔性直流输电中高频谐振阻抗分析陷波滤波器

高渗透率下用于改善电能质量的并网光伏陷波滤波器

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电子器件 2023年第6期46卷 1578-1585页

作者：王斌张学仁康毅滨杨业平国网信通亿力科技有限责任公司福建福州350101 国网福建省电力有限公司信息通信分公司福建福州350013

为了应对光伏系统并网运行对电能质量的劣化影响,基于分数阶陷波滤波器(FONF)的控制提出了一种用于改善电能质量的改进的并网光伏陷波滤波器结构。首先介绍了并网光伏系统的系统配置;然后阐述FONF结构和光伏并网系统FONF控制方法,在FON... 详细信息

为了应对光伏系统并网运行对电能质量的劣化影响,基于分数阶陷波滤波器(FONF)的控制提出了一种用于改善电能质量的改进的并网光伏陷波滤波器结构。首先介绍了并网光伏系统的系统配置;然后阐述FONF结构和光伏并网系统FONF控制方法,在FONF中所用积分器的功率可以根据系统所需准确响应进行修改。最后,通过基于IGBT的VSC和dSPACE MicroLabBox(DS-1202)开发了并网光伏系统的模型,验证所提FONF的优越性。

关键词：陷波滤波器分数阶控制谐波电能质量太阳能光伏发电

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基于多模谐振器的宽带带通滤波器研究

基于多模谐振器的宽带带通滤波器研究

2013年全国天线年会

作者：孙胜祝雷王世伟高山山李睿香港大学工程学院澳门大学南洋理工大学华南理工大学成都大学微电子研究所

本文综述了我们最近在多模谐振器宽带带通滤波器方面的研究。这些滤波器有很多特点,包括结构简单、体积小、宽带通带内损耗低和很好的线性特性、改善的带外抑制和容易实现的陷波特性。我们最近也提出了针对这类宽带滤波器的通用设计规... 详细信息

本文综述了我们最近在多模谐振器宽带带通滤波器方面的研究。这些滤波器有很多特点,包括结构简单、体积小、宽带通带内损耗低和很好的线性特性、改善的带外抑制和容易实现的陷波特性。我们最近也提出了针对这类宽带滤波器的通用设计规则和综合设计方法,包括平行耦合线结构,短路枝节结构,非等波纹响应的重构和多功能的拓扑分析。

关键词：宽带滤波器超宽带多模谐振器综合设计陷波滤波器

来源： cnki会议评论

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基于人工表面等离激元的陷波滤波器研究

基于人工表面等离激元的陷波滤波器研究

作者：官睿一电子科技大学

学位级别：硕士

人工表面等离激元（Spoof Surface Plasmonic Polaritons,SSPP）近年来逐渐吸引了人们的目光,通过在金属-介质表面构造周期性阵列结构,使金属在微波射频频率范围内具有其在高频段如太赫兹及光波段所拥有的特性。本文基于SSPP原理,提出... 详细信息

人工表面等离激元（Spoof Surface Plasmonic Polaritons,SSPP）近年来逐渐吸引了人们的目光,通过在金属-介质表面构造周期性阵列结构,使金属在微波射频频率范围内具有其在高频段如太赫兹及光波段所拥有的特性。本文基于SSPP原理,提出并设计了三款微波陷波滤波器。首先介绍了这些滤波器的结构及理论基础,再基于其单元的色散特性仿真完成了滤波器设计,最后通过实物加工和测试证明了设计的正确性。本文主要研究内容分为如下三部分:首先,提出一种SSPP宽陷波滤波器,通过谐振器加载在通带内引入了一个陷波阻带,且谐振器以背部耦合方式实现激励,缩小了滤波器的横向尺寸。测试结果表明,该陷波滤波器通带平稳,最小插入损耗值为0.56d B。截止频率为7.86GHz,陷波频率范围为3.77～4.51GHz,且陷波内的最深抑制度可以达到21d B。测试结果与仿真结果契合良好。其次,在有了固定SSPP滤波器的设计基础后,通过利用SSPP周期单元长度对色散曲线渐近频率的影响特征,设计了一款中心频率可重构的宽陷波滤波器。通过对周期单元的色散曲线的仿真,验证了陷波实现原理的正确性。结果表明,此滤波器截止频率为14.43GHz,第一通带内的IL保持在1d B以内,且第二通带的最小IL为1.53d B。其陷波中心频率可在6.68GHz～8.49GHz范围内重构,带宽基本稳定在2.73GHz左右。陷波范围内的最大衰减保持在40d B以上,且最深抑制度可以达到55.6d B,具有较宽的频率调谐范围和良好的信号抑制效果。最后,将基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide,SIW）与SSPP技术相结合,构造了带通滤波器。在此基础上,考虑SIW的结构限制,通过引入第二层介质,再通过谐振器加载方式,设计了双陷波的带通滤波器。测试结果表明,滤波器的工作频段为8.5GHz～11.8GHz,两陷波频率分别为10.56GHz和11.26GHz,陷波深度分别为-16.92d B和-21.64d B,与仿真结果相符合,为基于SIW-SSPP混合结构的陷波滤波器设计提出了新的思路。

关键词：人工表面等离激元陷波滤波器可重构滤波器基片集成波导 SSPP滤波器

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基于自适应陷波滤波器的在线机械谐振抑制

哈尔滨工业大学学报 2014年第4期46卷 63-69页

作者：杨明郝亮徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

针对不断拓展的伺服系统带宽将会超过系统固有机械谐振频率而引发机械谐振,克服原本被忽略的弹性部件的影响以提高伺服系统性能,采用自适应陷波滤波器进行在线机械谐振抑制.首先对双惯量弹性负载模型进行理论分析,解释及验证了机械谐振... 详细信息

针对不断拓展的伺服系统带宽将会超过系统固有机械谐振频率而引发机械谐振,克服原本被忽略的弹性部件的影响以提高伺服系统性能,采用自适应陷波滤波器进行在线机械谐振抑制.首先对双惯量弹性负载模型进行理论分析,解释及验证了机械谐振机理及现象.通过FFT法实时分析电磁转矩电流,可以在线快速辨识机械谐振特性,并以此辨识结果在线自动整定陷波滤波器参数,快速有效地抑制机械谐振.实验结果表明,该方案能够在线自动抑制弹性负载引起的谐振问题.离散化的高刚度谐振系统将以自然谐振频率持续振荡,而在线自适应滤波器无需对控制器参数进行改变,即可满足系统高刚度控制的同时抑制谐振.

关键词：伺服系统弹性负载在线机械谐振抑制陷波滤波器 FFT

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基于自适应陷波滤波器的有源阻尼控制方法

电机与控制学报 2015年第9期19卷 108-116页

作者：王萍蔡蒙蒙王尉天津大学自动化学院智能电网教育部重点实验室天津300072

LCL滤波器因具有良好的高频衰减特性而被广泛用作并网逆变器与电网的接口。弱电网情况下,并网模型中电网感抗值不可忽略,电网感抗的存在会影响LCL谐振频率的大小,对传统有源阻尼控制方法提出挑战。在分析基于带阻滤波器的有源阻尼控制... 详细信息

LCL滤波器因具有良好的高频衰减特性而被广泛用作并网逆变器与电网的接口。弱电网情况下,并网模型中电网感抗值不可忽略,电网感抗的存在会影响LCL谐振频率的大小,对传统有源阻尼控制方法提出挑战。在分析基于带阻滤波器的有源阻尼控制方案基础上,引入自适应陷波滤波器,提出了一种能够跟随系统参数变化自适应调整陷波滤波器负谐振点位置的有源阻尼控制方法。以光伏逆变系统为载体对该算法进行仿真分析,结果验证了该方法在弱电网情况下的有效性和自适应性:系统谐振频率发生偏移时该方法能够实现对其的准确跟踪,并且显著降低谐振频率点及附近频率段的谐波含量;电网电压发生±5%以内电压突变时,该方法的动态响应特性仍能满足系统的稳定运行要求。

关键词：弱电网并网逆变器有源阻尼控制自适应控制陷波滤波器