三重化交错并联DC/DC变换器优化控制研究

设计了一种适用于大容量储能系统功率控制的三重化交错并联双向DC/DC变换器。针对具有强非线性、滞后和参数存在漂移的DC/DC变换器,采用平均状态空间法进行了数学建模及分析,提出了基于电流和电压的双闭环PID控制方案,使用了幅相裕度法对PI参数进行整定,最后设计实验验证了所采用的控制策略。实验结果表明,变换器在较宽的工作范围内实现了零电压开关工作,消除了动态电流变化导致的过充和过放,在较大负载变化范围内实现了95%以上的效率。     

隔离型DC/DC变换器的嵌入式滤波设计

传统的隔离型DC/DC变换器输入端电流断续,会对电源或负载产生严重的电磁干扰,利用嵌入式滤波(Built-in Input Filter,BIF)的方法可以实现输入电流的连续。以嵌入式滤波全桥为例对嵌入式滤波的原理进行了分析,提出了隔离型DC/DC变换器嵌入式滤波拓扑、变压器以及交叉耦合电容参数的设计方法,并用该方法推导和设计了带有嵌入式滤波功能的半桥拓扑,利用PSIM软件进行了仿真分析。搭建了新型半桥拓扑的试验样机,验证了设计方法的有效性。     

基于ATmega8的程控电流驱动器设计

以ATmega8单片机为程控接口的核心控制电流驱动器,实现了程控电流驱动器的设计方案。电流驱动器采用Buck变换器进行输入/输出功率变换,通过电压、电流双反馈调节的反馈环路控制PWM驱动电路使Buck变换器实现输出电压可调,程控接口根据设定值大小以高频PWM输出方式控制电流驱动器输出相应的电流。进行了性能测试实验,结果表明：程控电流驱动器输出可靠性高,响应时间快,满足设计要求。     

用于混合动力汽车的双向DC/DC变换器控制设计

根据混合动力汽车对变换器的要求,设计了一种两相交错并联双向DC/DC变换器,减小了重量与体积,提高了系统的工作效率。分析了该变换器的工作原理,提出一种模糊控制与PID控制相结合的复合控制策略,并将其应用于两相交错并联双向DC/DC变换器的控制系统中。采用模糊控制可以很好地消除系统内部参数变化及外部干扰对控制效果的影响,增强系统的稳定性和鲁棒性,PID控制使得其控制器的调整更加灵活。最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

变换器短路故障时整流发电机的暂态电流计算

考虑直流变换器侧短路故障时,整流发电机带直流变换器运行可以等效为整流发电机突加RLC负载,其暂态电流计算直接关系到直流故障诊断和保护。通过将RLC负载从直流侧等效至交流侧后,将暂态电流计算等效为同步发电机串联RLC后三相短路电流计算;在得到了暂态电流的表达式后,通过类比同步发电机三相短路电流的初值、终值和时间常数计算,近似得到了暂态电流的解析表达式,并给出了电流峰值和峰值时间。通过仿真验证了该解析表达式的有效性,可以用于对直流故障诊断和保护方法的确定。     

某型雷达BIT的设计与实现

机内自动检测(BIT)电路是实现雷达工作状态自动监测,提高可维修性的硬件设备。从分析某型雷达的电路特点入手,介绍了该雷达的一种BIT设计与实现的方法,具体说明了BIT电路实现的目的、输入电路设计、A/D变换器参数的选择、电路的设计方法,数据处理的方法和软件的实现。     

一种适用于波浪能发电系统的三端口DC/DC变换器

针对波浪能发电特点,提出了一种新型三端口DC/DC变换器。该变换器是在两端口全桥变换器的基础上,增加了1个变压器副边绕组和2个前级变换器,具有输入电压变化范围宽、输入输出电压变比大、安全性能高等优点。3个端口互相隔离,通过占空比控制,能够使各工作状态下输出电压保持稳定。分析了该变换器的工作原理和开关模态,给出了元件参数选择依据,并通过Saber仿真验证了理论分析的正确性。     

地下空间“双向构造”功能的可行性思考

实现民防工程与地下空间在功能上的"双向构造",是上海作为现代社会国际大都市的最优战略选择。论证了民防工程和地下空间构成地下单元空间在功能上进行耦合,即实现"双向构造"的必要性,阐述了地下空间"双向构造"功能实现的基本思路和有效举措。提出整体规划上海地下单元空间的功能双向同构,有效推进功能双向同构配套项目的规划实施,构建完善功能双向同构的实施组织系统,必须建立健全法律法规的保障体系,切实拓宽投资融资的良性渠道,不断强化项目实施的监督管理。     

基于TRIZ的磁流变减振器双向限压阀设计

应用TRIZ理论,设计了适用于磁流变减振器MRFD(Magnetorheological Fluid Dampers)要求、占用空间小的限压阀。根据TRIZ推荐的解决物理矛盾的发明原理,提出了MRFD的节流阀和限压阀不同于传统成熟结构,应按空间分离布置;根据解决技术矛盾的发明原理,应用了分割密封件受力面积以减小弹簧受力,合并同向阀、异向阀以减小各阀所占空间等方法,最终完成了双向限压阀设计,实现了用一个结构紧凑的双向限压阀代替多个单向限压阀的目标。     

焊接钢质药筒环焊缝的超声自动检测

焊接钢质药筒环焊缝超声自动检测是超声检测与计算机技术相结合,并增加了多通道输入—单通道输出转换适配技术,从而实现对焊缝疵病的定性、定量、定位的自动检测的系统。     

ZCS半桥式DC/DC变流器状态空间法建模及Matlab仿真分析

分析了一种ZCS半桥式DC DC变流器时域工作特性.通过研究其工作各阶段的特性建立了其状态空间模型,采用Matlab语言进行编程仿真,得到其输出电压时域仿真波,与实测吻合,证明了所建状态空间模型的正确性,得到变流器工作的一些有用结论,有助于指导下一步变流器的传导干扰分析和抑制.     

基于线性频率调制与解调的片上直流电压信号放大器

片内直流电压信号摆幅较小,且受到CMOS工艺中被动器件一致性较差、易被高频交流信号干扰等因素的影响,采用典型的比例放大电路难以放大这类信号.为此提出了一种基于“载频”的“电压→频率→电压”放大方法,使用载波信号作为片上长距离传输的信号,将易受到干扰的直流信号局部化,利用前馈补偿技术构建了具有高度线性转换关系的“电压→频率”调制电路,采用具有较高线性度的频率解调电路实现后级电压信号的解调,有效地放大片内直流电压信号.电路仿真结果表明,所提出的放大器电路能有效地放大片上电压信号,直流电压增益为2.4.     

直流位置伺服系统改进型IMC-PI控制方法

针对直流位置伺服系统,提出了一种改进型IMC-PI控制方法。引入作用函数,并将其与IMC-PI控制器串联,构成改进型PI控制器,其中IMC-PI控制器根据内模控制原理进行设计,作用函数为系统偏差的微分表达式,其阶次的选择应保证系统开环传递函数为严格正则。改进IMC-PI控制可使系统的调节过程分为作用函数趋近零和保持为零的两个阶段,从而保证系统偏差按照作用函数等于零确定的轨迹趋近于零。仿真结果表明所提方法可使系统具有良好的动态响应性能和鲁棒性。另外,利用Qstudio RP实验平台跟随跟随1+sin(10t)rad正弦信号时,IAE为0.14 rad·s,实验结果表明该方法可有效改善伺服系统的性能。     

伺服系统直流调速系统的改进型内模PD-I控制方法

为提高直流调速系统的控制性能,提出了一种改进型内模PD-I控制器的设计方法。根据直流电机的运行原理,建立了电机输出转速与输入电压变化率之间的数学模型,基于内模控制(Internal Model Control,IMC)原理和Taylor级数展开,设计了一种内模PD控制器,且可通过选择系统的截止频率实现控制器参数的整定。为了获得系统调节所需的控制作用,可将内模PD控制器与积分环节相串联构成改进型内模PD-I控制器,仿真和实验结果表明本方法可使系统获得更好的控制性能。     

永磁无刷直流电机调速系统的改进型IMC-PI控制

针对永磁无刷直流电机调速系统提出了一种改进的内模PI(Internal model control PI,IMC-PI)控制方法。根据内模控制原理设计出PI控制器,引入一种作用函数,将其与PI控制器串联构成改进的IMC-PI控制器。作用函数为偏差的微分表达式,其阶次的选择应保证系统开环传递函数严格真实。改进IMC-PI控制可使系统的调节过程分为作用函数趋近零和保持为零的两个阶段,从而保证系统偏差按照作用函数等于零确定的轨迹趋近于零。仿真和实验结果表明方法可有效提高控制系统的性能。     

基于灰色理论的直流接触器行为预测

针对大型复杂装备使用了大量的直流接触器,并且接触器接触电阻值随外间因素变化大等特点,利用灰色理论的新陈代谢GM(1,1)预测模型,对直流接触器的接触电阻进行了预测评估。从而,可以进一步判断直流接触器的接触行为。实际模拟证明,新陈代谢GM(1,1)预测模型能够明显地提高预测精度,增加预测可靠程度,从而实现直流接触器接触行为的早期预测评估。     

直流磁控溅射法制备c-BN膜

本研究用一种新的方法—直流磁控溅射法制备了立方氮化硼膜(c-BN)。因为它的沉积速率较高,未来工业化的潜力较大,这一技术对工业界具有很大意义。c-BN膜的沉积过程由过去的射频系统改造而来。直流溅射的靶材选用了碳化硼,靶及试样台均接负极。我们将试样台放在一圆形电磁线圈的中央,即采用非平衡磁控模式。试验证明,试样台上的离子流密度及高子与中性粒子的比例是重要的试验参数。通过试验,在单晶硅片及钢衬底上沉积了几近单相的c-BN膜,并用电子探针(EPMA)、X射线光电子谱(XPS)和红外谱(IR)对膜的成分和结构进行了分析。膜的硬度和摩擦系数测量表明,所制备的c-BN膜具有出色的机械和摩擦学性能。     

埋地输油管道直流排流保护技术应用

随着电气化铁路建设的飞速发展,干扰电流对埋地输油管道的干扰腐蚀越来越普遍。干扰电流包括直流干扰电流、交流干扰电流和地电流等3类,其中直流干扰电流对输油管道的干扰腐蚀最为严重。分析了直接排流、极性排流、强制排流和接地排流等4种直流排流技术的工作原理、特点及适用范围,结合输油管道的设计背景及电位测定,在不影响电气化铁路正常运行的情况下,选择接地排流保护措施。计算确定了输油管道的排流保护参数,并在输油管道平行电气化铁路区间设置6组直流干扰电流排流点和9组牺牲阳极。埋地输油管道经开挖检测,管道绝缘防腐层完好,未发现明显的直流干扰腐蚀现象,取得了较好的直流排流效果。     

一种新型直流电网短路限流装置的设计与分析

针对直流电网短路故障时迅速产生的短路电流,利用IGBT器件为核心,设计出一种新型的直流短路电网限流装置并阐述了其工作原理.在分析了该装置的各种工作状态后,给出了对应的数学解析模型,为直流电网短路限流装置各参数的设计提供了理论依据.研制出小功率实验样机,并经过实验验证了解析模型的正确性和所设计的限流装置工作的快速有效性.