检索结果-内蒙古大学图书馆

光电子·激光 2024年

作者：党彩虹聂敏西安邮电大学通信与信息工程学院

为降低X射线耀斑对星地量子通信链路的影响，本文提出了一种基于最优隐形传态保真度的量子卫星切换方案。文章依据幅值阻尼噪声保真度、相位阻尼噪声保真度、比特翻转噪声保真度以及退极化噪声保真度等四个变量，分别研究他们与X射线辐... 详细信息

为降低X射线耀斑对星地量子通信链路的影响，本文提出了一种基于最优隐形传态保真度的量子卫星切换方案。文章依据幅值阻尼噪声保真度、相位阻尼噪声保真度、比特翻转噪声保真度以及退极化噪声保真度等四个变量，分别研究他们与X射线辐射通量之间的变化关系，选取合适融合因子，将四种保真度融合为一个变量，即实际信道保真度。将60 dB链路衰减对应的实际信道保真度作为量子卫星切换的最小阈值，卫星切换过程中，始终保证至少有一颗量子卫星为用户提供服务，一旦量子卫星中出现不满足条件阈值的卫星，就在候选量子卫星中选取实际保真度最大的作为另一颗量子卫星的替补卫星。研究表明，与未考虑将实际信道保真度作为量子卫星切换条件相比，该切换算法可在一定程度上提高量子卫星切换成功率，降低掉话率，提高了星地量子通信链路在X射线耀斑干扰下的有效性。

关键词：量子卫星切换 X射线耀斑融合因子实际保真度切换算法

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移动通信中接入控制和多业务切换方法的研究

移动通信中接入控制和多业务切换方法的研究

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作者：李剑复旦大学

学位级别：博士

随着移动通信网络承载的业务日益多样化，对通信资源的需求量也不断增长。而无线信道的开放性和共享性，使无线接入可利用的无线资源非常有限。提高无线资源的利用率，实现对不同类型业务和终端的区分服务是未来移动通信技术需要解决的... 详细信息

随着移动通信网络承载的业务日益多样化，对通信资源的需求量也不断增长。而无线信道的开放性和共享性，使无线接入可利用的无线资源非常有限。提高无线资源的利用率，实现对不同类型业务和终端的区分服务是未来移动通信技术需要解决的关键问题。针对这些问题，论文对无线通信系统中的接入控制技术、网络构架以及切换方法进行了研究。论文首先从提高系统工作效率和资源利用率的角度出发，提出了一种基于无争用集中控制的无线网络接入控制方法，为时延QoS要求较高的无线终端提供稳定可靠的保障。该方法可以有效提高无线局域网(WLAN)的性能，其基本思想在WiMAX无线网络接入控制方法中也有体现。主要贡献包括： ●提出了忙队列周期查询(busy queue polled only BQPO)接入控制方法； ●通过系统建模分析获得了系统的信息分组平均等待时间的解析结果； ●对系统进行了仿真实验，分析表明与其他接入控制方式相比，在系统业务量增长时，BQPO协议具有更好的稳定性和时延QoS保障。进一步地，针对传统蜂窝网络中，系统资源与天线辐射信号的覆盖(能量覆盖)紧密耦合，导致蜂窝网络对业务流量分布的变化适应性差、网络规划难度大的问题，论文研究了分布式天线环境下的新型蜂窝网络构造。在与无线通信国际合作研究中心(上海无线通信研究中心)的合作研究中，提出了一种基于分布式天线系统的新型小区网络结构：由分布式天线网络构成的信号覆盖平面为各层小区提供无缝覆盖；根据不同的用户类型，形成相应的小区，并可根据承载业务的类型和流量分布的变化动态调整小区结构。主要贡献包括： ●提出了一种基于分布式天线系统的分层软小区网络结构； ●网络结构具有良好的可扩展性和业务适应性； ●通过对分层软小区网络系统容量、载干比等性能的分析，论证了分层软小区网络与传统蜂窝网络相比在性能以及复杂性可控等方面具有明显的优势； ●针对这一新型网络结构，论文提出了充分利用分层软小区无线网络中的位置信息和速度信息，为不同移动速度的终端提供可靠的切换的方法，给出必要的理论分析，并在仿真实验中进行了验证。在此基础上，为适应宽带移动通信系统业务未来发展的特点：一方面需要为不同速度类型的终端提供不同的通信QoS保障；另一方面，随着网络承载业务的多样化，对于通信资源的利用率的要求越来越高。本文讨论了如何为不同类型业务提供不同的通信资源保障的问题。结合多载波通信系统的特点，提出一种子信道合并切换算法：切换过程中充分利用切换目标小区中和当前服务小区中的剩余资源，通过子信道合并的方式，为用户提供平滑可靠的切换，既提高了对于带宽资源需求较高的业务的通信质量，又提高了系统的资源利用率。主要贡献包括： ●结合多载波通信系统的特点，提出一种子信道合并切换算法； ●对子信道合并切换算法进行了系统建模分析，得到了关键系统性能参数的解析结果； ●对系统进行了仿真实验，分析表明与其他切换资源分配算法相比，子信道合并切换算法能为切换呼叫提供更好的保障； ●子信道合并切换算法还可以和其它切换资源预留算法相结合，改善其性能。同时，根据对带宽、时延需求低的业务具有较好的鲁棒性，在切换中对于切换时间的要求不严格；而对带宽、时延需求高的业务，对于切换时间的要求也较为严格的特点。论文还对多业务蜂窝网络通信中的切换启动算法进行了研究，结合业务的QoS需求、信道质量变化以及承载业务的终端的移动速度，动态调整切换启动的时机，提高切换启动的准确性和及时性。主要贡献包括： ●提出了一种多业务动态切换启动算法； ●对算法性能进行了系统仿真实验； ●分析表明，论文提出的算法减少了平均切换次数，降低了系统的控制开销，提高切换启动的准确性和及时性。是一种低复杂性、可行的切换启动算法：

关键词：宽带无线移动通信接入控制网络规划切换算法多载波通信多业务

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3G与Ad hoc融合网络的若干关键技术研究

3G与Ad hoc融合网络的若干关键技术研究

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作者：李旭杰东南大学

学位级别：博士

异构网络融合是近几年兴起的无线通信新概念，它能够将多种不同类的网络有机结合在一起，通过重组无线网络系统结构，充分发挥每种网络的最大优势，提高网络的整体性能，已成为国际上一项重要的研究课题。本学位论文研究第3代移动通信(3... 详细信息

异构网络融合是近几年兴起的无线通信新概念，它能够将多种不同类的网络有机结合在一起，通过重组无线网络系统结构，充分发挥每种网络的最大优势，提高网络的整体性能，已成为国际上一项重要的研究课题。本学位论文研究第3代移动通信(3rdGeneration，3G)与自组织(Adhoc)网络融合的若干关键技术，重点研究3G与Adhoc融合网络的性能、无线资源管理、干扰分析等关键问题。此外，还研究了3G与Adhoc融合网络在协同通信方式下的中断率。\n 本文的主要研究成果如下。\n 1.研究3G与Adhoc融合网络性能。详细分析了3G与Adhoc融合网络的应用场景，基于该场景，研究了融合网络的性能。首先基于传统的分析方法研究了融合网络的中断率、掉话率、新呼叫用户阻塞率等性能并推导出相应的性能公式；然后基于马尔可夫链分析模型，利用排队论理论对该融合网络的呼损率和话务量等方面的性能进行分析并推导出相应的性能公式。仿真结果表明，3G与Adhoc网络的融合有效提高了系统的上述性能。\n 2.研究3G与Adhoc融合网络的无线资源管理算法。以提高无线资源管理的性能和效率为目的，对融合网络的无线资源管理的切换算法和呼叫接入控制算法做了重点研究。首先，针对3G与Adhoc融合网络的切换算法，增加了建立Adhoc网络所需要的各种信息，包括接收信号码功率、Adhoc网络移动终端集等，并根据这些参数进行切换判决。仿真结果表明，在该切换算法下，3G与Adhoc融合网络比传统的3G网络性能有显著的提高，同时也非常有效地节约了移动终端的发射功率。然后，针对3G与Adhoc融合网络的呼叫接入控制算法，分析了接入准则所需要考虑的诸多因素，包括不同网络所能提供的最大容量、移动终端的位置与速率和用户所需的业务类型等，并基于马尔可夫链模型，研究了呼叫接入控制算法的性能，推导出新用户呼叫阻塞率和切换掉话率等性能公式。\n 3.研究3G与Adhoc融合网络的干扰问题。为减少网络融合的复杂度，融合网络中的3G网络和Adhoc网络都采用了同一工作频率和基于码分多址(CodeDivisionMultipleAccess，CDMA)的媒体接入控制(MediumAccessControl，MAC)协议，因此使用3G网络的移动终端与使用Adhoc网络的移动终端相互之间会产生干扰。详细分析了3G网络上、下行链路对Adhoc网络的干扰，Adhoc网络对3G网络上、下行链路的干扰，Adhoc网络对Adhoc网络的干扰以及3G网络内部的上、下行干扰等，计算出这些干扰对3G网络容量以及移动终端发射功率的影响。在此基础上，进一步分析了3G与Adhoc融合网络反向链路的Erlang容量。仿真结果表明，尽管同频引入了额外的干扰，但仍然非常显著地提高了网络性能，这也为3G与Adhoc融合网络的规划和优化提供了很好的理论支持。\n 4.研究3G与Adhoc融合网络协同通信方式下的中断率。首先分析3G与Adhoc融合网络协同通信方式下的系统模型，虽然协同终端会对3G网络引入额外干扰，但能有效帮助移动终端提高通信质量并减少终端的平均发射功率。仿真结果表明，3G与Adhoc融合网络的协同通信方式能够显著地降低网络中断率。

关键词：第3代移动通信自组织网络融合网络切换算法呼叫接入控制网络容量中断率

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卫星网络高效传输机制研究

卫星网络高效传输机制研究

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作者：王路中国科学院研究生院

学位级别：博士

卫星网络具有广播特性，强覆盖能力，且能够被灵活部署，被视为下一代移动通信系统重要组成部分。已有的地面网络使用的保障数据高效传输协议无法满足卫星网络长延迟、动态拓扑和星地误码率高等特性。本文在深入分析空间环境特点的基础... 详细信息

卫星网络具有广播特性，强覆盖能力，且能够被灵活部署，被视为下一代移动通信系统重要组成部分。已有的地面网络使用的保障数据高效传输协议无法满足卫星网络长延迟、动态拓扑和星地误码率高等特性。本文在深入分析空间环境特点的基础上，设计了一种新型的构件化卫星网络协议栈模型，并对协议栈中关键服务构件，包括传输控制协议，路由算法和切换管理算法进行了详细研究，实现了卫星网络数据的高效传输。具体工作内容包括:\n 1)提出了一种构件化的协议栈模型，主要解决层次化网络协议栈模型在灵活可配置等方面遇到的问题。构件化协议栈模型将各种不同的协议或者网络功能模块化为服务构件，设计了一种构件适配器，管理和调度各种功能服务构件，实现了灵活可配置，能够根据不同应用业务需求进行快速调整。构件化网络协议栈模型为研究卫星网络协议提供了很好的协议架构。\n 2)提出了一种跳到跳和端到端相结合的卫星网络传输控制协议，主要解决已有跳到跳或端到端确认机制在长延迟环境和成段数据丢失等情况下遇到的问题。跳到跳和端到端相结合的拥塞控制协议能够在长延迟和高星地误码率环境下实现低丢包率，高吞吐量和各数据流间的公平性。卫星网络传输控制协议主要包括两方面内容，第一个方面是跳到跳和端到端相结合的数据包确认机制，第二个方面是跳到跳的显示拥塞控制算法。\n 3)提出了一种无收敛多测度的卫星网络路由算法，主要解决已有卫星网络路由算法在路由收敛和QoS保障等方面遇到的问题。无收敛多测度路由算法能够在高动态拓扑的卫星网络环境中实现数据包的高成功投递率，低延迟和均衡的网络负载。无收敛多测度卫星网络路由算法利用卫星网络链路连接关系特点，主要由三部分内容组成。第一部分是使用节点的地理位置信息和不同路由测度计算路由，第二部分是设计了显示网络负载均衡机制，第三部分是设计了具有路由感知能力的网络编码算法。\n 4)提出了卫星网络无缝软切换算法，主要解决链路层切换导致上层协议由于需要重新绑定带来的问题。无缝切换算法在传输层提出邻居间快速位置更新通告方法，在网络层提出二维地址空间编址和重叠覆盖区域网络编码技术，能够在存在大量切换的NGEO(Non-geostationaryEarthOrbit)卫星网络环境中实现高吞吐量，短数据队列长度和短数据包延迟。

关键词：卫星网络协议栈模型传输控制路由算法切换算法

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灰霾背景下基于最优链路的低轨道量子卫星星间切换策略

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量子光学学报 2017年第1期23卷 31-39页

作者：聂敏赵新宇杨光裴昌幸西安邮电大学通信与信息工程学院西安710121 西北工业大学电子信息学院西安710072 西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室西安710071

为了应对灰霾对星地量子通信信道所带来的突发性干扰,根据灰霾天气下量子信号在自由空间中的衰减指数,本文提出了一种基于信号功率衰减最低的最优链路量子卫星切换策略。当目前的星地链路参数满足切换条件时,地面用户通过对不同信道中... 详细信息

为了应对灰霾对星地量子通信信道所带来的突发性干扰,根据灰霾天气下量子信号在自由空间中的衰减指数,本文提出了一种基于信号功率衰减最低的最优链路量子卫星切换策略。当目前的星地链路参数满足切换条件时,地面用户通过对不同信道中量子信号功率衰减系数的比对,测试到最小衰减卫星链路,基于对光子态Bell基的测量,完成卫星间的量子纠缠交换,建立新的纠缠信道,保证通信在切换过程中的连续性。仿真结果表明,当系统呼损率为5%,能见度为1km,地面用户数分别为50、100、300,轨道高度为300km和1400km时,量子卫星的切换成功率分别为95%、93.6%、91.8%和92%、90%、87%。由此可见,本策略能够在保证通信可靠性的前提下,实现星地间量子信道的平稳切换,提高量子卫星通信系统在灰霾背景下链路的有效性。

关键词：量子通信链路衰减切换算法

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WiMAX系统移动性管理若干技术研究

WiMAX系统移动性管理若干技术研究

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作者：肖丽媛西安电子科技大学

学位级别：博士

WiMAX全称是Worldwide Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性，它是基于IEEE802.16标准的一项新兴无线城域网技术，能够提供面向互联网的高速连接。WiMAX推行的IEEE802.16标准是一种开放的宽带无线接入技术... 详细信息

WiMAX全称是Worldwide Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性，它是基于IEEE802.16标准的一项新兴无线城域网技术，能够提供面向互联网的高速连接。WiMAX推行的IEEE802.16标准是一种开放的宽带无线接入技术，它具有高速率数据传输优势，同时兼具一定范围内的移动性。为移动节点提供实时、低成本、高质量并且优化的服务--即移动性管理，成为一个具有挑战性的研究课题。毋庸置疑，移动性管理对移动通信网络的高效运行是举足轻重的。移动性管理包括位置管理和切换管理，而切换管理包括切换准则，切换控制和切换相关的资源管理。\n 本文在WiMAX技术基础上，围绕移动性管理中的切换管理进行了深入研究，主要研究内容和创新性成果如下：\n 1.针对WiMAX技术切换问题，将IP层移动管理协议F-HMIPv6应用在WiMAX MAC层切换上，提出了新的跨层切换算法。该算法使MAC层切换和IP层切换交叉进行，在MAC层连接尚未断开之前完成一些IP层切换步骤，从而加快了切换过程，减少了切换时延。\n 2.对WiMAX中继系统切换机制进行了研究，包括扫描过程的研究和切换算法的研究。首先，针对扫描过程中开销问题，提出了优化方法，该方法通过对扫描过程中传递的消息进行修改，减少了扫描过程中消息传递的数量，从而降低了开销。其次，研究了扫描过程中的不同的扫描类型以及不同扫描类型对应的扫描时间，分析了扫描时间随不同参数的变化。然后，基于WiMAX系统宏分集切换思想，提出了中继系统的宏分集切换算法。仿真中移动台采用随机行走模型，在相同切换场景下对不同切换算法进行了比较，仿真结果显示提出的算法切换次数少。最后，针对宏分集切换算法中锚基站更新机制，提出了新的锚基站选择方法，分析了不同的选择方法对切换次数的影响。\n 3.首先研究了基于网络的移动管理协议--代理移动IPv6，提出了性能分析的模型，根据模型比较了不同移动管理协议的切换时延和开销。然后使用IEEE802.16e无线城域网作为无线接入网络，采用分析模型的方法对不同移动管理协议进行了性能分析，包括切换时延、服务中断时间和数据传输开销。最后，结合代理移动IPv6和移动IPv6快速切换提出了新的快速切换协议-代理移动IPv6快速切换协议，通过切换时延的比较，可以看出提出的代理移动IPv6快速切换协议具有较小的切换时延。\n 4.针对认知无线电系统频谱切换过程中搜索空闲信道平均时间过长问题，提出了优化算法。该算法在采用软合并合作频谱检测模式下，通过优化单个信道的检测时间从而使搜索空闲信道平均时间最短。仿真结果给出了不同的仿真参数设置下的最短搜索空闲信道平均时间及其对应的最优单个信道检测时间。\n 5.针对WiMAX Mesh网络拓扑结构，提出了保证QoS的自适应资源调度算法。该算法根据业务流优先级、业务流服务质量满意度以及业务流拓扑信息来确定调度顺序。仿真比较了不同算法的系统吞吐量、rtPS业务丢包率以及nrtPS业务吞吐量，仿真结果表明提出的自适应资源调度算法满足了各种业务的QoS要求，与优先级算法相比提高了系统吞吐量。

关键词：移动性管理切换算法频谱切换资源调度算法全球微波接入互操作性无线城域网

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电动汽车电-液复合制动协调控制方法

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机械设计与制造 2023年第4期386卷 251-256页

作者：刘平姚宇刘阳黄海波西南交通大学机械工程学院四川成都610031 西南交通大学先进驱动节能技术教育部工程研究中心四川成都610031 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049

在电动汽车的复合制动系统中,由于电机制动系统与液压制动系统具有响应差异性的特点,所以复合制动系统中的电机与液压协调控制是整车制动过程中的舒适性的关键性问题。对此,提出了一种复合制动协调控制策略,包含补偿算法模块和切换算法... 详细信息

在电动汽车的复合制动系统中,由于电机制动系统与液压制动系统具有响应差异性的特点,所以复合制动系统中的电机与液压协调控制是整车制动过程中的舒适性的关键性问题。对此,提出了一种复合制动协调控制策略,包含补偿算法模块和切换算法模块。补偿算法模块在电制动状态刚介入电-液复合制动状态时,利用电机制动扭矩补偿具有迟滞性的和响应慢的液压制动系统,保证驾驶员制动感觉的一致性。切换算法模块在电机制动系统与液压制动系统相互切换时,利用模糊PID控制算法对电机制动力进行修正,减小电机制动系统与液压制动系统响应差异性带来的冲击度问题,改善驾驶员制动时的舒适性。利用AMESim、CarSim和Simulink建立联合仿真平台,对几种典型工况进行仿真验证,结果表明,在制动过程中协调控制策略能够保证制动初始时制动感觉一致,在不同切换状态下,减小制动冲击度,提高了驾驶舒适性。

关键词：电动汽车复合制动协调控制策略补偿算法切换算法

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融合Ad-hoc和蜂窝网络的中继设备设计

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计算机工程与设计 2012年第3期33卷 860-864页

作者：任凯强谢波郑力明暨南大学信息科学技术学院电子工程系广东广州510632

为了改善现有移动蜂窝网络在人口密集区域时常出现拥塞的现象,对Ad-hoc和蜂窝网络融合技术进行了研究,提出了一种融合Ad-hoc和蜂窝网络的中继设备实现方案。该方案采用S3C2440控制芯片、无线通信模块和GPRS通讯模块作为硬件开发平台,分... 详细信息

为了改善现有移动蜂窝网络在人口密集区域时常出现拥塞的现象,对Ad-hoc和蜂窝网络融合技术进行了研究,提出了一种融合Ad-hoc和蜂窝网络的中继设备实现方案。该方案采用S3C2440控制芯片、无线通信模块和GPRS通讯模块作为硬件开发平台,分析了硬件接口设计和配置,设计了软件系统,实现了Ad-hoc和GSM网络的互联。提出了一种改进的基于信号强度的切换算法,实现了异构网络无缝切换。通过搭建平台对设备进行了测试,结果表明了该设计的可行性。

关键词：移动蜂窝网络 Ad-hoc(自组网) 中继设备通用分组无线服务切换算法无缝切换

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北斗+5G室内外定位方法研究

北斗+5G室内外定位方法研究

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作者：薛嘉琛中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)

学位级别：硕士

近年来,随着科技的发展,导航定位技术突飞猛进。人们对于导航定位需求也在不断提高。单一的室外定位技术与室内定位技术在特定应用场景下已不能满足需要。例如在工业生产、导航服务、人工智能等领域中常出现室内与室外场景的变换与穿梭... 详细信息

近年来,随着科技的发展,导航定位技术突飞猛进。人们对于导航定位需求也在不断提高。单一的室外定位技术与室内定位技术在特定应用场景下已不能满足需要。例如在工业生产、导航服务、人工智能等领域中常出现室内与室外场景的变换与穿梭,室内外无缝定位技术的目的就是在上述场景中能够保证平稳且准确的定位服务。随着室内外无缝定位的需求正日渐凸显,对室内外场景下的无缝定位的研究逐渐成为定位领域的研究热点。因此本文针对室内外场景下的定位展开研究。研究内容如下:(1)对室外与室内定位技术的研究现状以及室内外定位的发展情况进行分析,研究了卫星定位技术及原理以及常见室内定位技术和定位算法,着重对5G技术在室内定位的应用进行了可行性分析。(2)本文对室内外定位过程中的切换问题进行深入研究,分析了室内外定位中的切换难点与核心问题,结合室内外定位需求,研究了北斗+5G联合定位算法。在室内外过渡区域,基于北斗的伪距观测量和5G TDOA观测量实现了联合定位解算。试验表明联合定位方法能够在室内外交叠区域中保证较好的定位精度,静态精度可达3m,动态精度可达4m,为室内外交叠区域内难以定位的问题给出了一种较好地解决方案。(3)分析了室内外定位过渡区域的3种定位模式,研究了北斗+5G室内外定位系统切换模型。提出一种基于多参数判决的定位切换算法,并分析了各参数的门限选取原则。通过切换计数及阈值设置的方法降低了乒乓效应的影响。仿真结果表明,多参数切换算法具有良好的定位性能,能够实现室内外定位切换。(4)为改善多参数判决定位切换算法导致的定位突变问题,对模式识别及神经网络理论进行研究,提出一种基于神经网络的室内外模式识别方法。可以识别出定位过程中各定位模式的选取概率。选取室内外定位过程中能够反映信号质量以及定位性能的4个关键参数作为室内外定位模式识别神经网络的输入,输出各定位模式的选取概率。经过仿真验证,室内外定位模式识别神经网络的准确率可达到98.5%。分析了室内外定位模式神经网络对多参数定位切换算法结果的优化策略,结果表明,通过神经网络的优化能够进一步提升定位精度,平滑切换区域的定位突跳。能够为室内外定位场景下的切换问题提供较好的解决思路。(5)搭建试验平台,对北斗+5G室内外定位方法进行半物理仿真的测试验证,包括从室外到室内、从室内到室外两种情形。定位轨迹与参考轨迹基本贴合,定位精度可达3m左右。试验结果表明本文所提出的北斗+5G室内外定位方法在室内外过渡区能够保证较好的定位精度,可以满足大多数室内外场景下的定位需求,具有广阔的应用前景。

关键词：北斗 5G 联合定位室内外定位切换算法

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大功率永磁同步电机无位置传感器控制研究

大功率永磁同步电机无位置传感器控制研究

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作者：王钰北京交通大学

学位级别：硕士

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有结构简单、体积小、质量小、起动转矩大、动态响应快、功率密度大、运行效率高等优势,应用非常广泛。由于机械式位置传感器存在造价高、体积大、接线复杂、抗干扰能力差等缺... 详细信息

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有结构简单、体积小、质量小、起动转矩大、动态响应快、功率密度大、运行效率高等优势,应用非常广泛。由于机械式位置传感器存在造价高、体积大、接线复杂、抗干扰能力差等缺陷,无位置传感器控制算法被广泛应用在电机控制领域,然而没有单一的算法能满足电机全转速范围的运行要求,因此研究一套永磁同步电机在全转速范围的无位置传感器控制技术十分重要。为了满足电压等级更高、功率更大的应用场合,研究低开关频率下大功率NPC三电平变流器的脉宽调制算法,对提高系统性能与经济效益具有重要意义。首先,针对大功率变流器开关频率低、基波频域宽、电机高速运行时载波比低等问题,为了改善输出波形质量,减少谐波含量,在多模式分段同步调制算法的基础上,分析了选取载波比数值、划分频段区间、确定载波比切换方案的方法和原则;针对载波比切换过程中存在的输出电压相位突变、电流冲击和转矩脉动等问题,采用了在载波信号低谷点切换的方法,比传统的切换方法精度更高、延时更短。仿真结果表明这种调制算法的输出波形正弦度高,总谐波崎变率低,实现了低开关频率下大功率电机变流器的优异控制。其次,分析了永磁同步电机的饱和凸极性,基于等宽基本电压矢量法,结合NPC三电平拓扑的特点,提出了利用大矢量和中矢量产生十二组等宽基本电压矢量的方法,实现了转子初始位置的计算,解决了转子初始位置检测精度低或算法复杂的问题。仿真结果表明该方法检测精度较高,能满足电机平稳起动要求。第三,在中高速阶段,基于永磁同步电机的基波模型,使用低通滤波补偿积分器对反电动势进行积分检测转子位置。仿真结果表明该方法简单可靠,检测精度高,具有较好的动态与稳态性能。最后,分析了永磁同步电机I/f控制电机起动的过程,以及无位置传感器矢量控制的基本原理,基于这两种控制策略建立了两个同步旋转坐标系,详细分析了两个坐标系之间的关联,将这两种控制策略之间的切换等价转化成两个同步旋转坐标系之间的切换。通过仿真验证了切换算法的有效性,实现了永磁同步电机全转速范围无位置传感器控制。

关键词：永磁同步电机 NPC三电平低开关频率分段同步调制无位置传感器控制切换算法

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