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关键词： 短路失效   IGBT模块   失效特征参数   器件级容错   可靠性  

摘要： 深度挖掘功率器件的极限工作特性,建立了基于器件失效特征及其电参数演化规律的高可靠性电力电子变换器容错结构。提出了一种基于失效特征参数变化的新型高可靠性冷冗余电力电子逆变器拓扑结构。揭示了IGBT桥臂短路失效后在额定电流脉冲应力下所表现出来的内进化结构重组特性。以此为理论依据,确定了环氧树脂封装型IGBT在瞬态短路失效后即使经过连续长达624 h的热循环老化测试后,依然保持稳定且不大于20%漂移量的动态短路失效阻抗特性。最终通过新型冷冗余逆变器测试平台的验证,在不降低可靠度指标、不改变控制策略,相对不增加成本的前提下,实现了短路故障前后“无缝”切换、全功率长时间稳定输出的极限容错型高可靠性电能变换器结构。

关键词： 最优控制   网络攻击   异构网联系统   分布式控制   自适应动态规划   有限时间评价–执行网络算法  

摘要： 本文考虑了节点注入攻击下异构网联系统的安全状态估计与控制问题,通过设计一种基于分布式远程状态安全估计器的有限时间自适应动态规划控制策略,抑制节点注入攻击对分布式系统协同跟踪效果的影响,实现对异构网联系统的安全控制.首先,为了实现对节点注入攻击下异构网联系统状态信息的重塑,融合最优攻击补偿策略设计,设计基于无迹卡尔曼滤波的分布式远程状态安全估计器;然后,融合远程状态估计器的安全优化目标和协同优化目标,基于哈密尔顿方程的最优控制理论,提出分布式安全优化控制策略;在此基础上,基于有限时间优化理论,提出基于策略迭代算法的有限时间评价–执行网络权重更新算法,实现对最优控制策略和值函数的有限时间趋近;最后,利用仿真研究和对比分析验证了所提控制策略的有效性.

关键词： 火电机组   低压辅机变频器   超级电容阵列   低电压穿越  

摘要： 探究了火电机组低压辅机变频器低电压穿越方案的设计要点。目前常用的串联UPS和直流母线处并联升压电路等低电压穿越技术,存在能量损失严重、系统故障率高、器件之间存在通信冲突等问题。因此提出了一种基于超级电容和双向DC-DC变换器的低电压穿越方案,超级电容阵列串联数54个,并联数10个;采用非隔离型双向DC-DC变换器,由Boost升压电路和Buck降压电路反并联而成,储能电感0.4 mH,滤波电容400 uF,在满足低电压穿越要求的基础上,表现出可靠性高、通信效果好等优点。

关键词： 最优控制   p53网络   数学模型   Nutlin-3  

摘要： 抗癌基因p53在各类癌细胞中的频繁缺失是癌症发生的原因之一,所以恢复p53的药物越来越受到人们的关注。Nutlin-3作为Mdm2的抑制剂,能够削弱Mdm2对p53的抑制作用,稳定p53蛋白水平。基于p53-Mdm2回路和p53-ATM回路的数学模型,引入Nutlin-3药物作为控制变量,首先讨论了最优控制的存在性,又利用庞特里亚金极小值原理得到最优控制的表达形式,最后通过数值模拟检验模型的合理性以及最优控制的有效性。数值模拟结果表明:加入药物控制后,Mdm2浓度出现明显的下降,p53浓度上升。此外,探究了系统添加药物后,药物结合率、细胞受到的刺激以及药物成本等参数对p53和Mdm2的影响。研究结果具有一定的现实意义,为临床治疗提供针对性的建议。

关键词： 交流异步电机   矢量控制   滑模观测器   超螺旋算法   转子磁链观测  

摘要： 研究基于超螺旋滑模算法的异步电机转子磁链观测问题.根据异步电机电流模型,设计超螺旋算法下的转子磁链开环估计模型.为了提高该模型对于转子电阻及外部扰动变化的鲁棒性,对观测器中电机参数的不确定部分进行估计.进一步地,将观测器得到的转子磁链引到定子电流估计方程中,得到闭环结构,从而提高磁链观测精度和收敛速度.通过重构模型中待观测的中间变量,解决了传统观测器模型对于转子磁链求解时的积分漂移和初值误差问题.针对磁链与转子转速的耦合问题,通过处理扰动给出系统稳定的充分条件.最后通过仿真和实验结果验证所提出算法的可行性和有效性.

关键词： 智能灌溉   电机控制   同步电动机   SVPWM   矢量控制  

摘要： 水泵电机作为农田灌溉系统中的关键设备,其性能好坏直接影响着农田灌溉的质量和效率。为此,针对传动水泵控制方式单一、控制精度差等问题,采用永磁同步电动机,引入SVPWM技术进行矢量控制,完成了基于电机控制的智能灌溉系统设计,并分析了永磁同步电动机结构和工作原理,建立了电动机在三维坐标下的数学模型,通过矢量控制技术实现对电机的转速和转矩的控制。同时,完成了智能灌溉系统的总体方案和硬件电路设计,并通过模拟仿真实验完成对基于电机控制的智能灌溉系统的性能验证。结果表明:系统能够精确控制电机转速、转矩和转矩电流等参数,达到了设计目的。

关键词： 飞跨电容   移相控制   解耦控制   有效区间  

摘要： 飞跨电容钳位型三电平变换器具有降低开关管的电压应力、减小滤波电感体积等优势。变换器工作时,飞跨电容电压需要稳定在高压侧电压的一半,常采用调节占空比的控制策略,但该方法存在飞跨电容电压与输出电压控制耦合的问题,在飞跨电容电压调节过程中电感电流波动较大。针对这一问题,分析了移相控制策略实现飞跨电容电压与输出电压控制解耦的优势,并深入分析其控制特性。通过建立飞跨电容电压的谐波模型,分析了飞跨电容电压与移相角的关系。建立飞跨电容电压受开关管占空比D和移相角度?φ之间的低次谐波函数关系,并结合时域模型划定出移相控制的有效占空比区间,以及使得移相控制性能最优的占空比。建立仿真模型并搭建了1台3.6 kW的实验样机,将移相调节与占空比调节的飞跨电容电压控制策略进行对比,验证了移相控制的解耦优势以及控制特性。

关键词： 变频器   电压暂降   超级电容   Buck-Boost变换器   稳压技术  

摘要： 变频器是电压暂降敏感负荷之一,由于电力系统电压波动,导致变频器停运事故时有发生。为提高变频器电压暂降的耐受能力,提出以超级电容作为后备支撑,采用史密斯预估补偿算法与模糊控制算法相结合的控制策略,实现了Buck-Boost变换器参数的智能调节,使系统能够迅速响应直流母线变化,并实时保持变频器直流母线电压的稳定。仿真和实验验证结果表明,本研究所提方案原理直观、硬件简单、切换时间短、响应速度快,解决了电压暂降影响变频器平稳运行的问题,可以保证变频器长期平稳运行。

关键词： 随机分析   算子半群理论   积微分方程   Sadovskii不动点定理   最优状态-控制对  

摘要： 为了研究Hilbert空间中一类非自治随机积微分方程最优控制问题,采用随机分析、算子半群理论和Sadovskii不动点定理建立了所研究问题mild解的存在性定理,并在此基础上通过构造两次极小化序列,讨论了最优状态-控制对的存在性。

关键词： 无线电能传输   移相控制   有源整流   零电压软开关  

摘要： 在无线电能传输(WPT)系统中,为了实现精确的电压调节和系统的高效率运行,同时避免增加额外的DC-DC变换电路和谐振元件,该文提出一种双边LCL移相控制策略。该策略通过调节逆变器和有源整流器(AR)的内外移相角,实现恒压输出和所有开关管的零电压开通。通过对系统的功率损耗进行分析,得出系统最大效率运行时变流器内移相角之间的约束条件。基于此约束条件,进一步确定了实现零电压软开关(ZVS)的最小外移相角,从而实现了系统的高效率运行。此外,引入功率角作为中间变量,利用压控振荡器(VCO)实现AR的频率同步,从而使系统控制更加简便,同时提高了控制精度。最后,搭建了一台50 W的实验样机,验证了理论的有效性;根据实验结果,在耦合系数k=0.31的情况下,系统的传输效率可达93.8%。