检索结果-内蒙古大学图书馆

电工技术学报 2020年第S01期35卷 203-211页

作者：尹忠刚靳海旭张彦平刘静马保慧西安理工大学电气工程学院西安710048 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室天水741020

交流伺服系统运行速度低于某一临界值时,位置会交替出现停滞、滑动,并伴随速度脉动的低速爬行现象。针对交流伺服系统非线性特点,采用反步法设计位置环控制器和速度环控制器,由于在极低速下伺服系统受摩擦力矩、负载扰动以及参数摄动等... 详细信息

交流伺服系统运行速度低于某一临界值时,位置会交替出现停滞、滑动,并伴随速度脉动的低速爬行现象。针对交流伺服系统非线性特点,采用反步法设计位置环控制器和速度环控制器,由于在极低速下伺服系统受摩擦力矩、负载扰动以及参数摄动等干扰的影响较大,因此在反步控制的基础上引入扰动观测器,实时观测扰动量并前馈补偿,进一步提高系统的动态性能和抗干扰能力。同时加入滤波环节避免常规反步控制中对虚拟控制量解析求导的繁琐过程以及计算膨胀问题。实验结果表明,基于扰动观测器的交流伺服系统低速爬行滤波反步控制方法具有更好的鲁棒性,在满足系统性能指标的同时,有效地削弱低速爬行对伺服电动机低速运行性能的不利影响。

关键词：滤波反步控制扰动观测器伺服系统低速爬行

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基于中性点电压偏差极性及拓扑重构的逆变器故障诊断算法

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电气传动自动化 2022年第1期44卷 11-17页

作者：杨琢代炳晓黎燕程馨刘志臻中南大学自动化学院湖南长沙410083 中国石油集团渤海钻探工程有限公司河北沧州062450 天水天传电气工程有限责任公司甘肃天水741000

基于极电压检测三相逆变器开路故障的诊断方法具有不依赖负载,诊断速度快的优点,但是需要添加多个额外的传感器。针对这个问题,本文提出了一种利用逆变器中性点电压偏差及拓扑重构理念的故障诊断方法,该方法在具有与极电压检测方法相同... 详细信息

基于极电压检测三相逆变器开路故障的诊断方法具有不依赖负载,诊断速度快的优点,但是需要添加多个额外的传感器。针对这个问题,本文提出了一种利用逆变器中性点电压偏差及拓扑重构理念的故障诊断方法,该方法在具有与极电压检测方法相同优点的同时减少了传感器的使用。首先通过中性点电压与参考值相减获得偏差,初步判断故障管位于上或者下桥臂。在此基础上再提出基于拓扑重构思想的故障定位方案,从而判断故障管所在的相,最终实现故障管的定位并且保护电路。最后通过仿真验证了所提诊断方法的有效性。

关键词：三相逆变器开路故障故障诊断中性点电压拓扑重构

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基于SSOGI-RLSMC联合算法的加速器电源纹波抑制

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原子核物理评论 2021年第1期38卷 45-51页

作者：杨新华王永强李继强崔渊高大庆郑越兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 中国科学院近代物理研究所兰州730000

重离子加速器电源系统对励磁电源输出电流的稳定度和纹波精度要求高。磁铁负载的存在产生的纹波,会对加速器通过磁场精确控制粒子运动轨迹带来影响。针对以上问题,提出一种基于SSOGI-RLSMC新型联合算法,以减小磁铁负载影响下励磁电源输... 详细信息

重离子加速器电源系统对励磁电源输出电流的稳定度和纹波精度要求高。磁铁负载的存在产生的纹波,会对加速器通过磁场精确控制粒子运动轨迹带来影响。针对以上问题,提出一种基于SSOGI-RLSMC新型联合算法,以减小磁铁负载影响下励磁电源输出的电流纹波,提高电流稳定度。新型联合算法通过并联型二阶广义积分器(SSOGI)作为纹波检测器对纹波分量进行快速准确的提取,获得精度较高的指令电流;将指令电流和直流有源电力滤波器的补偿电流相减得到误差信号,利用趋近律滑模控制(RLSMC)算法对误差信号进行动态跟踪和补偿,以提高直流有源滤波器对励磁电源输出电流的纹波抑制能力,进而达到对粒子运动轨迹精确控制的目的。最后通过Matlab/Simulink仿真证明,所提的新型联合算法在以直流有源电力滤波器为主补偿手段的励磁电源中有效提高了励磁电源输出电流的精度和稳定度,改善了直流有源滤波器对纹波电流的抑制能力。

关键词：纹波检测并联型二阶广义积分器趋近律滑模控制直流有源电力滤波纹波抑制

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基于PSO-BFA和改进Alexnet的滚动轴承故障诊断方法

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振动与冲击 2020年第7期39卷 21-28页

作者：赵小强张青青陈鹏朱奇先兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 甘肃省工业过程先进控制重点实验室兰州730050 兰州理工大学国家级电气与控制工程实验教学中心兰州730050 大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741020

现实中滚动轴承的工况复杂易变,无法有效地对其进行故障诊断。对此,提出一种基于粒子群优化的细菌觅食(Particle Swarm Optimization and Bacterial Foraging Algorithm,PSO-BFA)和改进Alexnet(第二代卷积神经网络)的滚动轴承故障诊断... 详细信息

现实中滚动轴承的工况复杂易变,无法有效地对其进行故障诊断。对此,提出一种基于粒子群优化的细菌觅食(Particle Swarm Optimization and Bacterial Foraging Algorithm,PSO-BFA)和改进Alexnet(第二代卷积神经网络)的滚动轴承故障诊断方法。该方法将Alexnet的结构简化,并分别在其前两层池化层之后添置局部归一化层以降低训练成本;将以小批量样本softmax的交叉熵为损失函数,按Adam迭代优化法小样本、少迭代次数训练改进Alexnet后的变负荷样本诊断精度设计为适应度函数,并结合PSO中粒子移动速度的更新方法更新BFA中细菌的游动方向来寻找改进Alexnet的结构等相关参数;根据PSO-BFA所得的参数,以相同的训练方法大样本、多迭代次数训练改进Alexnet,实现复杂工况下滚动轴承多状态故障诊断。实验结果表明所提出的方法对复杂工况下滚动轴承16种故障状态的诊断是可行的,且有更高的诊断精度、更好的抗干扰和泛化性能。

关键词：故障诊断滚动轴承复杂工况改进Alexnet PSO-BFA

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空间三维交变磁场测量系统的研究

空间三维交变磁场测量系统的研究

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作者：赵鑫哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在磁约束核聚变托卡马克装置中,磁场是其中一个非常重要的物理量,利用磁场可以构建等离子体的平衡,实现对等离子体的约束。但在等离子体放电过程中,磁扰动的出现会影响到对等离子体的约束。本文基于上述背景,针对三维交变磁场测量展开... 详细信息

在磁约束核聚变托卡马克装置中,磁场是其中一个非常重要的物理量,利用磁场可以构建等离子体的平衡,实现对等离子体的约束。但在等离子体放电过程中,磁扰动的出现会影响到对等离子体的约束。本文基于上述背景,针对三维交变磁场测量展开研究。首先,本文从等离子体的电磁性质出发,构建柱坐标系对等离子体的平衡方程进行理论推导,同时基于等离子体平衡阐述了磁扰动等相关概念。通过对比分析常见磁传感器,确定本文采用感应线圈法对10k～100k Hz频率范围内的交变磁场进行测量。同时对磁探针信号常用的分析方法如相关除噪、傅里叶变换等进行研究,最终确定了测量系统的整体方案。其次,本文对三维磁探针的测量原理进行了理论分析,通过对比不同形状及缠绕方式下的线圈特点,结合理论分析最终确定三维磁探针使用漆包线以单层缠绕的方式在1cm的方形骨架上绕制而成。接着构建三维磁探针等效电路模型,对三个方向上感应线圈之间的互感进行理论推导,其仿真结果与理论分析相符。最后,理论分析了集肤效应、邻近效应和温度变化磁探针阻值变化的影响,并通过仿真得出阻值的变化情况。再次,本文利用分布参数模型对传输线方程进行推导,结合磁探针的电路模型计算得到了磁探针及传输线整体的频率特性,同时考虑了电阻变化对频率特性的影响。对比差分放大电路,本文对仪表放大电路进行理论分析并仿真验证。同时,对比分析各种滤波器的特性,根据指标通过理论计算得出了带通滤波器的相关参数并进行了仿真验证。接着本文利用DSP和Labview制作了数据采集装置,实现了数据的采集通信。最后,本文完成了三维磁探针的绕制,并搭建实验平台对磁探针及传输线电路的频率特性以及信号处理电路的频率特性进行了实验验证。同时结合理论推导及仿真实验对亥姆霍兹线圈的磁场特性进行了分析,并搭建了整体的实验平台。本文通过该实验平台对磁探针及后续电路整体进行标定,并设计实验对标定结果进行验证。结果表明,本文在10k～100k Hz频率范围内的幅值及相位系数的标定频率间隔设置合理,能够较为准确地得到不同频率下的标定结果。

关键词：磁场测量磁探针传输线信号处理电路傅里叶变换

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基于CSAPF的磁铁电源纹波抑制研究

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原子核物理评论 2021年第2期38卷 166-174页

作者：王永强杨新华李继强黄玉珍高大庆罗伟兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050 中国科学院近代物理研究所兰州730000 甘肃电通电力工程设计咨询有限公司兰州730000

加速器系统中由于大量非线性器件的存在产生了大量纹波,严重影响加速器磁场对粒子运动轨迹的控制。为实现对加速器直流电源纹波的抑制,相关研究主要集中在用电压型有源电力滤波器降低直流电源纹波,但该方法存在抑制精度不足、响应延时... 详细信息

加速器系统中由于大量非线性器件的存在产生了大量纹波,严重影响加速器磁场对粒子运动轨迹的控制。为实现对加速器直流电源纹波的抑制,相关研究主要集中在用电压型有源电力滤波器降低直流电源纹波,但该方法存在抑制精度不足、响应延时、开关设备损耗较大等问题。针对以上问题,本文比较了电流型和电压型有源电力滤波器的主电路拓扑结构,研究了电流型和电压型有源电力滤波器的脉冲宽度调制技术和控制策略,分析了在加速器系统中不同的有源电力滤波器对磁铁电源输出电流纹波的抑制性能。通过仿真分析与实验验证,发现电流型有源电力滤波器对磁铁电源输出电流纹波具有显著的抑制效果,并且电流型有源电力滤波器能够直接控制输出的纹波电流,纹波精度抑制更高,CSAPF投入后,负载电流纹波显著减小,电流纹波系数达到1.6×10^(-5)。

关键词：纹波抑制抑制精度主电路拓扑结构有源电力滤波器

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一种原边反馈反激式数字化LED驱动电路

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兰州理工大学学报 2022年第5期48卷 79-84页

作者：刘芳王群杰白倩北方民族大学电气信息工程学院宁夏银川750021 黄河交通学院智能工程学院河南焦作454000

为了减少LED的频闪现象,设计了一款原边反馈反激式数字化恒流控制驱动电路.推导了该电路的软启动/恒流切换依据,给出了恒流控制原理,构建了数字控制器的内部结构.软启动/恒流切换模块的设置可以有效抑制浪涌电流,确保Flyback变换器平稳... 详细信息

为了减少LED的频闪现象,设计了一款原边反馈反激式数字化恒流控制驱动电路.推导了该电路的软启动/恒流切换依据,给出了恒流控制原理,构建了数字控制器的内部结构.软启动/恒流切换模块的设置可以有效抑制浪涌电流,确保Flyback变换器平稳进入恒流状态;基于恒流控制原理设计了去磁时间采样及计数器调制模块,与控制信号生成模块协同工作,达到了自动调节开关导通信号的目的.采用ModelSim与Simulink软件联合仿真,验证了设计方案的可行性.结果表明,Flyback变换器运行在恒流状态时去磁时间与开关周期的比值恒定,输出恒流约为320 mA,电流纹波0.38%,驱动电路可以稳定可靠地工作.

关键词：数字控制 LED驱动反激变换器恒流输出联合仿真

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时空维度下高渗透率光储微电网的能量优化调控

时空维度下高渗透率光储微电网的能量优化调控

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作者：黄晨曦西安理工大学

学位级别：硕士

为了进一步减少碳排放,大量分布式光伏接入用户端。为了有效平抑光伏发电的间歇性和随机性,采用下垂控制的构网型储能装置与分布式光伏相配合,形成高渗透率的光储微电网。由于光伏输出的调节能力有限,且储能设备的充放频次和深度对其寿... 详细信息

为了进一步减少碳排放,大量分布式光伏接入用户端。为了有效平抑光伏发电的间歇性和随机性,采用下垂控制的构网型储能装置与分布式光伏相配合,形成高渗透率的光储微电网。由于光伏输出的调节能力有限,且储能设备的充放频次和深度对其寿命影响较大,使高渗透率光伏微电网的经济优化充满挑战,孤岛时尤为困难。因此,在保证微电网安全稳定运行的前提下,进行时间维度的能量优化管理可以有效提高微电网运行的经济效益。微电网中的光储等分布式电源采用不同的控制方式,在完成时间维度下的能量优化后,可以通过调节光储的输出进一步在空间维度下优化微电网的潮流,最终完成微电网的时空潮流优化控制。本文以高渗透率光储微电网为研究对象,对其在时空维度下的能量调控进行深入研究。具体内容如下:首先,针对包含高渗透率光伏的光储微电网,在时间维度下以微电网的日综合运行成本最低为目标,考虑光伏系统的运维成本、储能的寿命损耗、火电的环境污染和治理费用、与大电网的交易盈利以及可控负荷的切除惩罚等因素,建立高渗透率光储微电网在并网和孤岛模式下的多因素协同能量优化模型。并在系统稳定运行的安全约束下应用改进粒子群算法得出微电网的日前能量优化管理策略。为了降低光伏和负荷的预测误差对微电网能量管理的影响,应用模型预测控制对日前能量优化管理策略进行改进,得到日内滚动时域能量优化管理策略。其次,在空间维度下通过分析光伏及储能的工作特性和控制方式,将光伏等效为PQ节点,储能等效为下垂节点,建立包含PQ控制和下垂控制的分布式电源的微电网标幺化稳态潮流模型。然后在时空维度下,以能量优化管理策略和潮流计算为基础,建立以微电网有功网损最小为目标的潮流优化模型,并在电网安全稳定运行的约束条件下,通过优化调整下垂控制电源的有功出力,进一步得到实现网损最小的微电网空间潮流优化调控策略。结合微电网各个分布式电源在时间维度下的能量优化分配和空间维度下的输出优化调控,最终实现光储微电网在时空维度下满足运行成本和网损同时最小的能量优化调控。最后,在一个典型的高渗透率光伏微电网算例上验证了并网和孤岛模式下所给能量优化管理策略的经济性和有效性。同时,分别在MATLAB和实验平台上,对微电网稳态潮流算法以及潮流优化控制策略的有效性进行了验证。

关键词：高渗透率光伏能量优化管理滚动时域潮流计算潮流优化控制

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基于残差神经网络的滚动轴承故障诊断方法

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兰州理工大学学报 2022年第3期48卷 86-93页

作者：朱奇先梁浩鹏赵小强宋昭様大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室甘肃天水741000 兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050 兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050

针对轴承故障诊断方法在变工况条件下诊断效果不佳的问题,提出了一种基于残差神经网络的滚动轴承故障诊断方法.该方法首先以滚动轴承时域信号数据作为输入,针对信号的时变性改进了数据池化层,改进的数据池化层利用三个连续的卷积层串联... 详细信息

针对轴承故障诊断方法在变工况条件下诊断效果不佳的问题,提出了一种基于残差神经网络的滚动轴承故障诊断方法.该方法首先以滚动轴承时域信号数据作为输入,针对信号的时变性改进了数据池化层,改进的数据池化层利用三个连续的卷积层串联构建而成,目的在于能够有效地提取振动信号中的故障特征信息,并减少残差神经网络中参数的计算量;然后设计了一种空洞卷积和残差块相结合的空洞残差块,用于特征信息的学习;最后通过在全连接层后加入Dropout层丢弃一定比例的神经元,能有效避免过拟合的负面影响.使用凯斯西储大学轴承数据集进行仿真实验,与SVM+EMD+Hilbert包络谱、BPNN+EMD+Hilbert包络谱和Resnet三种方法作对比分析,结果表明该方法在变工况下的滚动轴承故障诊断中具有更高的诊断准确率、更强的抗噪性和泛化能力.

关键词：残差神经网络故障诊断滚动轴承变工况

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网格式交直流配电网潮流计算及其损耗特性

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电力系统及其自动化学报 2020年第3期32卷 39-45页

作者：朱奇先朱玉鑫王晓兰张璐大型电气传动系统与装备技术国家重点实验室天水741000 甘肃省先进工业过程控制重点实验室兰州730050 兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

网格式交直流混联配电网传统潮流计算中,电压源变换器VSC(voltage source converter)虚拟节点C的电压及功率参考值对换流站损耗有重要影响,优化此参考值可以有效降低换流站的损耗。本文提出以换流站损耗最小和直流电压偏差最小为目标函... 详细信息

网格式交直流混联配电网传统潮流计算中,电压源变换器VSC(voltage source converter)虚拟节点C的电压及功率参考值对换流站损耗有重要影响,优化此参考值可以有效降低换流站的损耗。本文提出以换流站损耗最小和直流电压偏差最小为目标函数的最优潮流优化方法,并建立了换流站损耗数学模型。利用遗传算法与Newton-Raphson法相结合,并将Newton-Raphson法中不平衡量作为等式约束,寻优VSC的参考电压和参考功率,继而合理分配潮流,最终得到网络潮流和损耗。在含有20节点10个VSC的交直流混联网络中的计算结果表明,采用遗传算法寻优后,换流站损耗明显减小。

关键词：网格式交直流混联网络电压源变换器 Newton-Raphson法遗传算法最优潮流

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