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考虑磁链变化率的永磁同步电机失磁故障复合容错控制

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电子测量与仪器学报 2024年第3期38卷 1-11页

作者：何静李希宇贾林湖南工业大学电气与信息工程学院株洲412007 湖南工业大学轨道交通学院株洲412007

针对永磁同步电机(PMSM)失磁故障中磁链变化较快,近似认为磁链变化率为0会导致传统PMSM失磁容错控制方法性能受限的问题,本文提出一种基于智能比例积分微分的无模型超螺旋滑模复合容错控制(iPID-MFSTSMC)方法。首先,构建考虑永磁体磁链... 详细信息

针对永磁同步电机(PMSM)失磁故障中磁链变化较快,近似认为磁链变化率为0会导致传统PMSM失磁容错控制方法性能受限的问题,本文提出一种基于智能比例积分微分的无模型超螺旋滑模复合容错控制(iPID-MFSTSMC)方法。首先,构建考虑永磁体磁链变化量的PMSM失磁故障数学模型,根据这一模型设计了磁链滑模观测器,实现了对于磁链及其变化率的观测。此外,针对快速变化的负载转矩设计了负载转矩导数滑模观测器。然后,基于磁链及其变化率、负载转矩导数的观测,设计了iPID无模型容错控制方法,该方法采用超螺旋滑模算法对观测误差及其他扰动进行抑制,改善了动态性能且降低了控制器参数的设计难度。利用Lyapunov稳定性定理证明了所设计容错控制方法的稳定性,并给出了参数的设计条件。最后,在磁链以及负载转矩快速变化工况下,通过仿真和实验分析表明,该方法可以有效减少系统抖振并降低超调量。

关键词：永磁同步电机无模型超螺旋滑模控制磁链观测器

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基于Lab色彩空间的沙尘降质图像增强方法

液晶与显示 2024年第9期39卷 1274-1284页

作者：牛宏侠张鸿铸兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学甘肃省高原交通信息工程及控制重点实验室甘肃兰州730070 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室甘肃兰州730070

针对沙尘天气导致的数字图像质量大幅下降问题,提出一种基于Lab色彩空间的沙尘降质图像增强方法。将沙尘图像增强分解为偏色校正与细节增强两个步骤处理。偏色校正部分包括去除色偏与亮度拉伸。首先对Lab与YUV色彩空间中的沙尘图像直方... 详细信息

针对沙尘天气导致的数字图像质量大幅下降问题,提出一种基于Lab色彩空间的沙尘降质图像增强方法。将沙尘图像增强分解为偏色校正与细节增强两个步骤处理。偏色校正部分包括去除色偏与亮度拉伸。首先对Lab与YUV色彩空间中的沙尘图像直方图偏移特点进行了分析,然后提出一种Lab空间偏色校正算法修正直方图偏移,并对初步去除偏色的图像进行亮度拉伸,提升图像对比度。在细节增强部分,引入一种基于饱和度估计透射率的去雾方法进一步增强图像细节信息。实验结果表明,相较于各对比算法,所提算法可以去除不同程度沙尘带来的色偏,且在面对中小型图像时具有最佳的时间性能表现。在量化指标方面,基于无参考感知的图像质量评估标准和基于熵的无参考图像质量评价标准分别提升了3.2%和10.7%。本文方法可以有效去除色偏,还原清晰图像。

关键词：图像增强沙尘图像 Lab色彩空间偏色校正图像去雾

含换流器型分布式电源配电网的不对称短路电流计算方法

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 44-53页

作者：杨杉喻希罗朝旭张晓彤湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049

为了满足配电网不对称短路计算的通用性要求,针对换流器型分布式电源(inverter based distributed generation,IBDG)不对称短路特征的多样性,研究含IBDG配电网的不对称短路电流计算方法。该方法从通用计算模型出发,根据IBDG不对称短路... 详细信息

为了满足配电网不对称短路计算的通用性要求,针对换流器型分布式电源(inverter based distributed generation,IBDG)不对称短路特征的多样性,研究含IBDG配电网的不对称短路电流计算方法。该方法从通用计算模型出发,根据IBDG不对称短路的正负序电流控制原理及在不同控制目标下的短路电流输出特性,结合低电压穿越和限流控制对IBDG输出不对称短路电流的具体要求,建立一种通用的、适用于多种控制目标的IBDG不对称短路正负序等效模型。基于该模型建立含IBDG配电网通用的不对称短路等效电路和计算方程,得到一种适用于多种IBDG控制目标的、配电网任意节点发生任意不对称短路的短路电流通用计算流程。最后,在一个配电网算例中对所提计算方法进行验证,结果表明了所提方法的正确性和有效性。

关键词：配电网不对称短路电流计算换流器型分布式电源控制原理通用计算

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失效航天器接管控制技术发展综述

上海航天（中英文） 2024年第3期41卷 47-62,109页

作者：黄攀峰鲁迎波张帆刘亚西北工业大学航天学院陕西西安710072 郑州轻工业大学电气信息工程学院河南郑州450002 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200241

失效航天器接管控制对于实现航天器的在轨延寿、避免有效载荷的浪费、实现有限轨道资源的占位再生和维护太空安全意义重大。本文在系统分析各类失效航天器接管控制手段特征的基础上,按照接管控制过程中是否发生接触现象,将接管控制分为... 详细信息

失效航天器接管控制对于实现航天器的在轨延寿、避免有效载荷的浪费、实现有限轨道资源的占位再生和维护太空安全意义重大。本文在系统分析各类失效航天器接管控制手段特征的基础上,按照接管控制过程中是否发生接触现象,将接管控制分为接触式和非接触式两类。随后介绍了各类接管控制手段的特点,归纳了航天器接管控制任务中涉及的关键技术,给出了未来航天器接管控制的智能化和自主化发展方向。本文有望为未来开展失效航天器接管控制任务提供技术参考和依据。

关键词：失效航天器接管控制接触式非接触式智能化自主化

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考虑通信时滞的采样控制系统稳定性分析

中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 963-972页

作者：陈刚刘博林陈云邓琪王震湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007 湖南工业大学轨道交通学院湖南株洲412007 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室辽宁沈阳110819

为了研究带有通信时滞的采样控制系统的稳定性问题,首先,考虑采样区间的采样特性,构造一种依赖于采样区间最值的闭环泛函,在这种泛函中,泛函相关的矩阵不需要满足正定定义,且矩阵随着采样区间最值的变化而变化;然后,利用采样控制系统的... 详细信息

为了研究带有通信时滞的采样控制系统的稳定性问题,首先,考虑采样区间的采样特性,构造一种依赖于采样区间最值的闭环泛函,在这种泛函中,泛函相关的矩阵不需要满足正定定义,且矩阵随着采样区间最值的变化而变化;然后,利用采样控制系统的动态信息以及定积分的分部积分法,提出一些含自由矩阵的零等式;再次,结合广义自由矩阵积分不等式,推导出采样控制系统带有通信时滞和无通信时滞的2个稳定性判据;最后,通过数值和实际仿真验证采样区间最值的闭环泛函方法的可靠性。研究结果表明:基于采样区间最值的双边闭环泛函能够使采样控制系统稳定性判断更优且更有效。

关键词：采样控制系统稳定性分析时滞 Lyapunov-Krasovskii泛函闭环泛函

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基于电流偏差的PMSM滑模自抗扰解耦控制

重庆交通大学学报(自然科学版) 2024年第9期 109-117页

作者：杜海明陈奇胡智宏范明杰郑州轻工业大学电气信息工程学院

针对永磁同步电机运行过程中存在电流耦合以及电感参数失配时动态解耦效果不佳的问题，提出一种基于电流偏差的永磁同步电机滑模自抗扰解耦控制方法。该方法基于d、q轴同步旋转坐标系下的电机数学模型，采用偏差解耦控制对电机d、q轴的... 详细信息

针对永磁同步电机运行过程中存在电流耦合以及电感参数失配时动态解耦效果不佳的问题，提出一种基于电流偏差的永磁同步电机滑模自抗扰解耦控制方法。该方法基于d、q轴同步旋转坐标系下的电机数学模型，采用偏差解耦控制对电机d、q轴的电流耦合项进行补偿；为加快启动时系统趋于稳定的时间并降低输出抖振，采用积分滑模控制引入双曲正切函数设计了一种包含系统状态量的新型趋近律；将电流估计值与实际值的差值作为扩张观测量对扰动进行综合观测和补偿，从理论分析证明了该控制器的稳定性，仿真和试验结果表明，该方法提高了电机的快速性和动态控制性能，进而实现d、q轴电流近似完全解耦。

关键词：车辆工程永磁同步电机滑模自抗扰控制趋近律偏差解耦鲁棒性

基于变频重构S/SP拓扑的无线电能传输系统恒流恒压研究

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电工技术学报 2024年第15期39卷 4718-4732页

作者：李中启张晨曦王建斌王忠美黄守道湖南工业大学轨道交通学院株洲412007 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

针对电动汽车无线充电系统耦合系数和负载变化导致系统输出电流和电压剧烈波动的问题,提出一种由交错叠放式线圈结构和变频重构控制策略组成的无线电能传输系统,通过重构补偿拓扑,并切换工作频率,实现了系统的恒流恒压输出。首先,分析... 详细信息

针对电动汽车无线充电系统耦合系数和负载变化导致系统输出电流和电压剧烈波动的问题,提出一种由交错叠放式线圈结构和变频重构控制策略组成的无线电能传输系统,通过重构补偿拓扑,并切换工作频率,实现了系统的恒流恒压输出。首先,分析了拓扑重构前后系统的恒流、恒压输出特性和零相角特性,对比恒流恒压工作模式下补偿电容的大小,给出了系统参数调整方法。其次,剖析了交错叠放式线圈结构模型,提出基于耦合系数波动最小原则的线圈结构优化策略。所提出的系统补偿元件较少,两个工作频率点符合国际标准。最后,搭建一套500 W的实验样机,验证系统的可行性和有效性。实验结果表明,交错叠放式线圈在X轴方向偏移发射线圈外径的55%(187mm)或Y轴方向偏移120mm时,耦合系数波动率小于5%。系统在恒流模式下电流波动率为3.58%,在恒压模式下电压波动率为4.83%,满足无线充电系统恒流恒压需求。

关键词：无线电能传输变频重构恒流恒压零相角

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网联环境中基于免疫思想的公交通行策略

系统仿真学报 2024年第2期36卷 449-462页

作者：李操郑睿马小陆丁梓琼仲俊屹张升齐晶晶安徽师范大学物理与电子信息学院安徽芜湖241002 安徽省智能机器人信息融合与控制工程实验室(安徽师范大学) 安徽芜湖241002 安徽工业大学电气与信息工程学院安徽马鞍山243000 安徽达尔智能控制系统股份有限公司安徽芜湖241002

在V2X网联环境中,公交系统能够获取全局的动态信息,以相邻公交车站之间的道路为场景开展网联公交的通行策略研究。以绿信比之差为主要参数,构建公交快速通行的数学模型;遗传算法与免疫思想相结合,设计亲和度,选取优秀抗体,提出一种混合... 详细信息

在V2X网联环境中,公交系统能够获取全局的动态信息,以相邻公交车站之间的道路为场景开展网联公交的通行策略研究。以绿信比之差为主要参数,构建公交快速通行的数学模型;遗传算法与免疫思想相结合,设计亲和度,选取优秀抗体,提出一种混合遗传算子;改进自适应交叉、变异概率,提出一种基于免疫思想的公交通行策略。仿真结果表明:对比固定相位时长,采用遗传算法和基于免疫思想的通行策略均可较大程度地减少公交车的运行时间、等待时间和停车次数等重要指标;对比遗传算法的通行策略,基于免疫思想的通行策略绿信比变化降低了约8.8%,收敛速度提升了约26.8%,改进的策略减少了陷入局部最优的风险,能实现网联公交的快速通行,提升公交系统的运行效率。

关键词： V2X 公交系统通行策略免疫思想混合遗传算子

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基于等价输入干扰滑模观测器的磁悬浮轴承控制

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轴承 2024年第7期 80-86,94页

作者：黄刚袁崧琳于惠钧时鑫一刘博龙湖南工业大学轨道交通学院湖南株洲412007 湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007

针对磁悬浮轴承受到未知干扰而使转子偏离理想位置导致控制性能下降的问题,建立了存在未知干扰的磁悬浮轴承模型,基于模型设计了等价输入干扰系统,利用积分滑模观测器对系统状态量进行观测并结合等价输入干扰估计器协同实现对未知干扰... 详细信息

针对磁悬浮轴承受到未知干扰而使转子偏离理想位置导致控制性能下降的问题,建立了存在未知干扰的磁悬浮轴承模型,基于模型设计了等价输入干扰系统,利用积分滑模观测器对系统状态量进行观测并结合等价输入干扰估计器协同实现对未知干扰的实时精准估计,通过控制端对等价输入干扰估计值进行前馈补偿,设计转子位置环的滑模控制器,通过复合控制提高系统的鲁棒性。与其他方法的仿真对比结果表明,所提方法能够提高轴承系统的抗扰性能,实现对转子位置的高精度控制。

关键词：滑动轴承磁力轴承滑模控制鲁棒性抗干扰性