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关键词： Junction temperature prediction   insulated gate bipolar transistor   PLCES   improved dwarf mongoose optimisation algorithm   extreme learning machine  

摘要： This study has made significant advancements in predicting junction temperature of IGBTs in wind power converters. An improved dwarf mongoose optimisation algorithm (IDMOA) with superior performance was developed. The IDMOA improves the initial solution quality through Hammersley initialisation, balances global search and local optimisation with nonlinear dynamic decreasing weight factors, and enhances population diversity via differential evolution strategy to avoid local optima. The IDMOA optimizes random parameters of extreme learning machine (ELM), overcoming the limitations of traditional manual parameter setting and constructing a high-precision IDMOA optimised ELM (IDMOA-ELM) model. Simulation results indicate that the IDMOA-ELM excels in predicting the IGBT junction temperature, achieving a low RMSE value of 0.1034 degree celsius. This significantly surpasses existing technologies and provides robust support for temperature management in wind power converters. Furthermore, to verify the performance of the DMOA-ELM in practical application scenarios, IGBT accelerated ageing experiments were conducted, yielding a comprehensive validation dataset. The high accuracy and effectiveness of the IDMOA-ELM were confirmed through comparative analysis with experimental data, enhancing the credibility of the research. This study achieved non-destructive and high-precision prediction of IGBT junction temperature in wind power converters and significantly improving the reliability of wind power converters.

关键词： 工业生产   变频器   故障分析   抗干扰处理   运行稳定性  

摘要： 工业生产中变频器运行时,受到硬件故障、软件故障、人为干预影响,变频器运行性能降低,加之外部电网、晶闸管换流设备、电力补偿电容的干扰,使变频器故障范围扩大。为减少变频器故障与干扰源的形成,提升工业生产稳定性。通过分析变频器基本原理,归纳硬件故障、软件故障、人为故障及变频器干扰源,采用隔离技术、滤波技术、屏蔽技术、接地技术等抗干扰处理方法,以提高变频器运行稳定性、减少故障发生概率。

关键词： 矢量控制   直接转矩控制   变频器  

摘要： 目前矢量控制与直接转矩控制是高性能永磁同步电机转矩控制的两大主流策略,在实际生产中也得到了广泛的应用推广。本研究对两种控制进行了比较分析,通过比较分析得到稳态条件下的转矩和电流脉动情况,动态条件下的负载突变和转速突变的转速、电流和转矩变化情况,并对两种控制策略的结构进行了比较验证,从结果可以看出,矢量控制和直接转矩控制都有很好的动态性能,但是直接转矩控制不易受参数变化的影响,动态性能较矢量控制好。

关键词： 永磁同步电动机   矢量控制   空间矢量脉宽调制   TMS320F28335 DSP   实时控制系统  

摘要： 随着智能控制系统在工业自动化中的广泛应用,永磁同步电动机(PMSM)以其高效率、高功率密度、低运行成本等优势逐渐成为关键设备。本研究提出一套基于矢量控制(FOC)技术的PMSM控制系统设计及实现方案,以应对其在动态性能与控制精度方面的挑战。通过采用优化的空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法,该方案能够精确调节PMSM的转速和转矩,保障系统在动态响应和稳态性能上的优异表现。结合TI公司的TMS320F28335 DSP作为控制核心,系统实现高速数据处理与实时控制,并搭建了基于半桥模块的功率电路,其低导通电阻和高效率特性满足电动机驱动需求。仿真分析显示,该控制系统具备快速的转矩响应与良好的稳定性,转速波动率小于0.2%,响应时间低于30ms,说明系统对于PMSM的控制具有较高的可靠性与性能。进一步地,通过5KW PMSM模型的试验平台验证,系统在实际操作中的表现与仿真结果相吻合,转矩纹波控制在1%以内,充分证明了本设计方案的有效性。该研究不仅强化了PMSM控制的实时性和可靠性,而且在降低能耗、提升系统效率方面具有重要价值,可为其他类型电动机控制系统设计提供参考。

关键词： PLC   变频器   带式输送机   集控系统  

摘要： 针对矿井带式输送机运行过程中不均衡性,导致空载、过载、轻载的情况时有发生,不仅浪费能耗,还增加故障的概率。设计采用PLC与变频器对带式输送机集控系统进行优化改造,提升带式输送机智能化工作水平。从PLC与变频器在煤矿带式输送机集控系统的应用需求分析入手,研究了PLC与变频器在煤矿带式输送机集控系统的应用整体设计、硬件设计及软件设计,并分析了PLC与变频器在煤矿带式输送机集控系统的应用功能特点,最后针对常见的故障,提供了相应的应对措施。

关键词： 最优控制   多目标优化   地铁车站   空调通风系统   节能控制模型  

摘要： 针对地铁车站空调通风系统能耗高的问题,文章提出一种基于最优控制方法的地铁车站节能控制模型。利用厦门市某地铁车站能源管理系统的实测数据,借助瞬时系统模拟(TRNSYS,Transient System Simulation)程序构建该地铁车站的空调通风系统能耗模型,在此基础上,提出一种基于多目标优化问题的最优控制方法,即:建立该优化问题的能耗代价函数和温度误差代价函数,采用最速下降法得到最优解,再利用粒子群算法验证解的全局最优性。试验结果表明,相比定频控制和粒子群(PSO,Particle Swarm Optimization)改进的PID(Proportional-Integral-Derivative)控制,最优控制方法提高了响应速度,减少了调节时间,降低了稳态误差,节能率分别提高了38.68%和8.1%。通过优化计算全局最优控制量矩阵,完成空调通风系统冷负荷动态匹配,实现了降低温度偏差和空调通风系统总能耗的目标,提高了节能控制系统的控制性能与经济性。

关键词： 煤矿提升机   变频器   电气控制系统  

摘要： 本文旨在针对煤矿提升机电气控制系统的传统缺陷,提出基于变频器技术的优化设计。通过采用高效永磁同步电机、空间矢量脉宽调制技术及负载自适应控制策略,系统实现了动态性能和能效的大幅提升。在实验场景中,优化后的系统在启动时间、速度波动率及能耗效率等多个指标上均表现出显著改善。研究表明,基于变频器的优化方案为提升煤矿提升机的智能化和高效运行提供了技术支撑。

关键词： IGBT   键合线   焊料层   热参数   结温自校正  

摘要： 绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)是电动汽车和电力机车等中大功率机电系统动力来源的核心器件,其可靠状态直接关乎系统安全,准确的状态信息获取是提高系统可靠性的重要前提。为解决当前状态信息获取方法相对单一,且手段繁琐,需要反复迭代修正的问题,提出一种准在线自校正获取IGBT模块键合线和焊料层老化状态的方法。利用米勒电压的老化不变性,修正结温估算误差,以实现高精度的导通电压和热阻测量。该方法只需进行一次简单的器件的初始状态测量,在实际应用时即可自校正计算出器件的2种老化状态参数,无需人为校正。使用时仅需将测量电路嵌入驱动器,并在散热基板上预埋热电偶即可,其他数据均可来自现有传感器。提出的一种准在线监测策略,使得以上状态信息以开机自检程序的形式,应用于通用的逆变器回路中,无需拆卸或改装驱动系统。测量实验结果表明:该方法测量的指示参数具有极高的精度和较好的可重复性,不同的负载电流下多次测量结果误差不超过1%,表明该方法可灵活应用于多种条件下。加速老化试验结果表明:该方法所测量的状态指示参数随着器件老化而单调变化,状态指示参数与器件老化程度存在明确的映射关系。研究结果为进一步优化电力机车和动车组列车动力系统的可靠性和修程制定提供参考。

关键词： 二维弹道修正引信   滚转角   时间最优Bang-Bang控制   线性化PID控制   切换策略  

摘要： 针对使用乒乓舵执行机构的二维弹道修正引信滚转控制系统存在扰动时,采用乒乓舵线性化方式的控制过程中等效控制力矩小、控制能力不足以及采用Bang-Bang控制存在较大的稳定误差问题,提出了基于乒乓舵的引信滚转角最优控制方法。该方法首先基于最优控制理论,利用极小值原理,在受到乒乓舵离散控制量约束条件下,以时间为性能指标,设计了时间最优Bang-Bang控制器,通过选择合适的切换策略将其与乒乓舵线性PID控制器相结合,实现了引信滚转姿态稳定。仿真结果表明,这种基于乒乓舵的引信滚转角最优控制方法相比线性化PID控制器能够在系统存在扰动导致控制能力不足时,实现引信滚转姿态控制,并有效克服Bang-Bang控制器因对模型依赖性而引起的稳态误差,最终获得较高的控制精度。该方法鲁棒性强,工程实现简单,能够满足二维弹道修正引信低成本高精度的滚转角控制精度需求。

关键词： 目标收益养老金计划   通胀风险   保费返还条款   Cobb-Douglas效用函数  

摘要： 研究了通胀风险下目标收益养老金计划的最优控制策略。为了保障在累积阶段死亡的养老金成员的权益,在计划中引入保费返还条款。养老基金管理者可以将资金投资于无风险资产,通胀指数债券和股票组成的金融市场。以收益给付和养老基金终端财富的预期效用最大为优化目标,求解最优投资策略和收益给付策略,其中效用函数采用Cobb-Douglas效用函数。运用动态规划方法,通过求解相应的Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程,得到了最优策略以及值函数的显式表达式。最后,通过数值分析讨论了重要参数对最优收益给付和养老基金财富的影响。