基于DSP微处理器的飞轮充放电控制系统研究

飞轮作为一种储能装置,具有较大的储能容量,并能将所存储的动能转换为电能,反之,亦能将电能转换为动能。开发了基于DSP微处理器的飞轮控制算法,包括飞轮的启动控制和充放电控制,启动控制算法中实现了对飞轮转速的自动检测,充放电控制实现了功率反馈PI控制。感应电机采用VVVF控制,电机驱动逆变器采用空间矢量调制PWM控制。实验结果表明,飞轮具有较快的响应速度,达到100ms,并具有很好的充放电特性。     

车辆四轮转向控制平台研究

针对机-电-液复合结构的四轮转向平台具有非线性、快时变的特点，提出了模糊自适应PID控制策略。将模糊自适应补偿器与PID控制器并联，提高系统的鲁棒性和抗干扰能力。使用PID控制器稳定系统的线性标称部分，应用模糊自适应补偿器调节PID参数来补偿系统参数摄动、非线性和外界扰动对系统控制性能的影响。仿真和外加扰动实验结果验证了提出的控制策略对四轮转向平台的控制具有快速性、准确性、稳定性和鲁棒性。     

分数阶控制器的数字实现及其特性

针对分数阶控制器数值计算和应用难的问题,研究了分数阶控制器的数字实现方法和控制特性．取Grunwald-Letnikov定义有限项,并直接离散化,得到有限记忆数字实现法;利用Tustin算子生成函数把分数阶微分由复频域变换到Z域,然后用连分式展开式CFE(continued fraction expansion)近似展开,可得到Tustin CFE数字实现法．两种方法的频域对比分析表明Tustin CFE法优于有限记忆法．采用设计的分数阶控制器的数字实现方法,对分数阶控制器和传统PID控制器的控制性能进行了对比实验分析．研究结果表明:分数阶控制器对非线性具有较强的控制能力．     

双IGBT缓冲吸收电路研究

为提高电动汽车双向功率变换器的工作效率和使用寿命,提出双IGBT缓冲吸收电路。针对双RCD型缓冲吸收电路,详述了IGBT关断过程C-E端过电压产生的原因,给出了电路缓冲电容和电阻的确定方法,讨论了不同门极驱动电阻下电路的缓冲吸收效果,通过计算和实验调整确定了电路相关元件参数,指出了IGBT温升设计及其安装的注意事项。实验研究结果表明,双RCD型缓冲吸收电路可显著降低IGBT关断过电压,具有良好的缓冲吸收效果,可保证其安全性、可靠性和稳定性。     

基于四元数的导弹全方位姿态运动误差研究

基于四元数误差分析的方法,研究了导弹姿态扰动情况下全方位运动的误差问题.通过研究扰动对姿态角和四元数转换精度的影响,提出了姿态角和四元数的全方位转换算法.该算法采用象限分析的措施,避免了传统转换算法在姿态干扰的情况下易发生振荡的问题,将姿态角和四元数的转换范围从-90°~90°空间拓展到-180°~180°空间,使基于全角度算法的姿态控制与非全角度算法相比有抗扰动的能力.仿真结果表明了全角度算法的正确性和抗扰动的能力.     

小波分析应用于风力发电预测控制系统中的风速预测

一般风速预测是以全风速预测,但是全风速高频部分的三次方变化幅值大,为了取得好的控制效果和避免控制器高频率的动作,利用小波多分辨分析对风速进行高低频分解提取出低频平缓信号.对平缓后的数据进行时间序列预测并与原始风速信号预测小波分解的结果进行对比分析,两信号误差很小,可以利用小波分析用于预测控制中的风速预测.     

电动自行车技术新进展

主要论述了电动自行车的驱动系统的技术进步及控制器等,详细介绍了西安交通大学在此领域的一些科研成果,最后,预测了今后电动自行车的发展趋势。     

无位置传感器无刷直流电机转矩脉动抑制研究

为了减小无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,在分析无刷直流电机换相及间接位置检测原理的基础上,改进了传统反电动势法的检测电路,对反电动势相移进行了补偿,以消除电机中性点电压和阻容滤波对反电动势检测电路的影响。为进一步抑制转矩脉动和改善系统的稳定性,在采用换相电流预测控制策略的基础上,设计了神经网络PID控制器。实验结果表明,设计的转矩脉动综合抑制策略有效地降低了无位置传感器无刷直流电机的转矩脉动,具有较好的鲁棒性,准确地实现了无位置传感器换相控制,提高了系统的可靠性。     

基于差异演化算法的高速储能飞轮形状优化设计

采用差异演化算法对高速储能飞轮的形状进行优化,以实现储能飞轮具有最大的质量能量密度,并且以在高速旋转的状态下满足强度要求为设计目标。针对差异演化算法进化速度依赖种群个体差异的特点,提出权重因子随种群聚集度变化而变化的策略,并增加混沌变异操作,以提高算法跳出局部最优的能力。构建了仿真优化程序,通过Visual C++6.0调用通用有限元软件ANSYS来计算飞轮的应力分布。通过优化计算得到了满足强度要求的质量能量密度最大的飞轮形状,与同质量的圆盘飞轮相比,转动惯量提高了28.39%。     

风力发电系统的H∞鲁棒控制

采用H∞混合灵敏度鲁棒控制原理，开发了风力机的转速控制器，提高了风力发电系统转速控制的抗干扰性，从而获得最大能量追踪的快速性和稳定性，使得风力发电系统能够捕获更多的风能，并最终提高风力发电的效率。在实验室开发了基于直流电力总线的风力发电实验系统，最后给出了控制器的仿真和实验的数据结果，验证了控制器的有效性。