电气自动化

控制理论及其应用

  • 基于卡尔曼滤波器的零速修正技术在导弹发射车中的应用研究

    杨裕翠;俞阿龙;祝燕华;

    现代战争中,为了提高导弹武器系统的生存能力,采用机动发射是一项重要措施,而机动发射带来的问题是如何快速、精确地实现随机发射点的定位。该文提出了将零速修正(ZUPT)技术应用在导弹发射车车载捷联惯导系统中,并采用卡尔曼滤波对惯导误差进行实时计算并补偿,通过仿真验证,基于卡尔曼滤波器的零速修正技术能在很大程度上提高惯导的定位精度,并且途中不需任何外部信息,对于现代战争环境具有明显优势。通过对停车间隔时间不同对惯导性能影响的比较,为工程实用中合理选择停车间隔提供了重要的参考。

    2010年01期 v.32;No.187 1-3页 [查看摘要][在线阅读][下载 582K]
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  • 非线性网络化控制系统鲁棒容错控制

    李炜;蒋栋年;

    针对具有马尔可夫特性时延的网络化控制系统,基于时延准T-S模型,考虑系统参数不确定性的影响,采用状态反馈控制律,通过构造离散Lyapunov泛函,推证出了确保网络化控制系统在传感器发生失效故障时具有鲁棒完整性的充分条件,并以求解LMIs给出容错控制器的设计方法。最后通过仿真验证了文中所述方法的可行性和有效性。

    2010年01期 v.32;No.187 4-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 248K]
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电气传动和自动控制

  • 基于随机滤波器的SMPM电机定子电阻辨识

    孙频东;姜晓亮;

    用随机滤波器对无速度传感器的交流永磁电机的定子绕组阻值进行观测。观测过程中为了降低控制器的计算工作量,采用参数的混合辨识方法,通过滑模观测器得到电机控制系统的转速量,再将电机的定子电压、电流和转速作为已知量,用于对电机定子绕组电阻的估计,考虑到定子绕组电阻的变化速度通常远低于定子电压、电流的变化速度,因此可以设定不同的计算周期以期降低计算量。

    2010年01期 v.32;No.187 7-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 561K]
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  • 基于MRAS和SVPWM的无速度传感器永磁同步电动机控制研究

    梅柏杉;程晓勇;刘斌;刘玉刚;

    将模型参考自适应状态观测器和空间矢量脉宽调制技术应用于永磁同步电机无速度传感器矢量控制中。根据永磁同步电机的数学模型,设计了一个模型参考自适应状态观测器用于估算电机转子速度,建立其自适应规律,并采用Popov理论对其稳定性进行了分析。系统采用空间矢量脉宽调制技术以减小转矩脉动,仿真结果表明,模型参考自适应状态观测器能够在较广速度范围内追踪转子实际位置,实现对转子转速的观测,从而实现了永磁同步电机的无速度传感器磁场定向控制。

    2010年01期 v.32;No.187 10-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 705K]
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  • 新型的内嵌式永磁同步电机弱磁转速控制

    陈莉;徐国卿;袁登科;

    在基本转矩前馈控制系统的基础上,提出了一种新型的永磁同步电机的弱磁控制算法。由于电流调节器的饱和使得定子电流进入弱磁控制,因此在这种新的弱磁控制算法的基础上,设计出一种新的定子电流误差观测器用以辨识电流调节器的饱和情况。另外,在弱磁区利用转速观测器观测定子电流变化,利用差值控制器以达到使定子电流矢量由常规的弱磁控制轨迹转向最大输出的电压极限轨迹(VLMO)的目的。仿真结果表明:相应产生的VLMO控制模式能够优化弱磁控制策略,控制算法能有效实现弱磁控制下的转速调节。

    2010年01期 v.32;No.187 13-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 675K]
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  • 基于ST7MC的空调用无刷直流电动机控制器设计

    张永鑫;颜伟鹏;杨喜军;姜建国;

    阐述了无刷直流电动机(BLDCM)的基本工作原理,结合专用微控制器ST7MC描述了BLDCM直接反电动势法转子位置检测的工作原理,并分析了换相加速退磁问题,然后详细介绍了利用该微控制器建立整个空调用无刷直流电机控制器的方法,并给出了该控制器主要部分的原理图。然后对其进行了实验研究,给出了实验波形,结果表明该控制系统效果良好,硬件设计简单,位置检测准确,抗扰性能强,具有较高的性价比。

    2010年01期 v.32;No.187 17-19+22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K]
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  • 反电势检测方法在无刷直流电动机中的应用

    王兴贵;黄志勇;孙宗宇;

    在无刷直流电动机等效原理图的基础上,设计了反电势法转子位置检测电路;并分析了在不同的PWM调制方式下电动机端电压变化规律,通过公式推导和实验证明了采用单斩调制方式时,能有效抑制电动机端电压的波动;并采用同步起动方式,解决了无位置传感器无刷直流电动机静态下的起动问题。

    2010年01期 v.32;No.187 20-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 571K]
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  • 多轴永磁无刷直流电机运动控制系统的研制

    高芳红;刘锦波;

    在简要介绍了永磁无刷直流电机(BLDC)的运行原理和调速方式的基础上,提出了一种新颖的采用单一DSP实现多轴BLDC运动控制系统结构,并借助于DSP和FPGA和三台400W的永磁BLDC成功地实现了该系统。与传统的多轴运动控制系统是由多个单轴运动控制系统相比,该系统结构具有结构简单、紧凑接线较少等特点,特别适用于小型、多轴控制设备如视频检测机、家庭机器人等。样机实验结果表明:该系统具有良好的动、静态性能。

    2010年01期 v.32;No.187 23-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 830K]
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  • 基于FPGA的直线插补器的研究与设计

    陆悦;张峰;贺超;

    介绍了基于FPGA实现数字积分法直线插补器的一种新方法,详细阐述了直线插补器实现的核心环节,提供了程序框图,并通过ModelSim仿真和实践验证了其正确性。该插补器的架构和对速度控制的简化实现值得参考。

    2010年01期 v.32;No.187 27-29+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1055K]
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  • 应用于变频空调系统的无速度传感器矢量控制研究

    李晓英;王言徐;

    针对变频空调恒压频比控制时存在压缩电机低速范围转速波动大的问题,采用无速度传感器矢量控制方法,通过转速估计获得实时速度信号进行闭环控制,以减小压缩机的转速波动。为提高磁链观测的准确性,对转子磁链观测电压模型进行了改进,并构建了系统仿真模型。仿真结果表明该控制系统具有良好的静、动态性能,满足压缩机低速运行要求。

    2010年01期 v.32;No.187 30-32+40页 [查看摘要][在线阅读][下载 941K]
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  • 积分分离PID算法在变频调速系统中的实现

    朱石林;潘海鹏;

    设计了一套基于积分分离PID算法的变频调速系统,给出了系统的总体硬件结构框图,其中详细介绍了转速控制模块和转速检测模块,提出了其算法的设计思想及其实现方法,论述了该系统的控制方法、结构、数学模型等方面的问题,给出相应的程序流程图。MATLAB仿真表明:该算法解决了普通算法中过大超调、响应较慢的问题,提高了系统的响应速度与控制精度。

    2010年01期 v.32;No.187 33-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 611K]
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变流技术

  • 双馈风力发电系统变流器的控制技术

    赵天明;杨文焕;怡勇;李铁栓;

    阐述了交流励磁变速恒频发电的基本原理,分析了双馈风力发电系统的控制策略,重点介绍了基于TMS320F2812的变流器的控制信号的实现方法。通过DSP软件设计,实现了变流器变频调压的目的。实验结果表明该方法既能满足一定的控制精度要求又能满足实时性的要求。

    2010年01期 v.32;No.187 36-37+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 544K]
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智能控制技术

  • 基于改进蚁群算法的车辆路径优化

    曹洁;屈展;

    针对基本蚁群算法易陷于局部最优解及道路交通流易产生拥塞等缺陷,提出了一种改进蚁群算法。结合实时交通信息,以时间最短建立了动态路径规划的目标转换模型,应用改进蚁群算法求解车辆最短路径,对于求解过程中出现局部最优解,引入了随机蚂蚁这一概念,同时基于Greenshields模型处理了正反馈以及个体最优策略造成的拥塞现象。

    2010年01期 v.32;No.187 38-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 457K]
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  • 基于递归模糊神经网络的PMLSM伺服控制

    吴雪芬;

    为了增强永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动系统的鲁棒性,改善系统受突加扰动情况下的性能,结合递归神经网络与模糊控制的优点,设计了基于递归模糊神经网络补偿器的PMLSM位置控制器。仿真结果表明,所设计的系统能实现对位置阶跃指令的快速无超调跟踪和稳态无静差,具有很强的鲁棒性,能够满足高精度、微进给永磁直线同步电机伺服驱动系统的要求。

    2010年01期 v.32;No.187 41-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 571K]
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新能源发电控制技术

  • 一种适合大型风电场的无功补偿方案

    陆以军;高厚磊;侯梅毅;武志刚;刘淑敏;

    针对风电场实际情况,建立了异步风电机组稳态潮流计算模型,充分考虑了大型风电场内部箱式变压器的损耗,并给出了简化计算方法,在此基础上确定了一种适合大型风电场的无功补偿方案,即使用并联电容器组在发电机机端就地补偿和在风场变电站处集中补偿相结合的方式。在电力系统分析仿真软件PowerFactory13.1环境里搭建出风场模型,并在一32节点的配电网中进行仿真计算。结果表明在确定大型风场的无功补偿方案时考虑箱变损耗是必要且有一定实际意义的,且所给出的无功补偿方案能达到预期目的。

    2010年01期 v.32;No.187 44-46+50页 [查看摘要][在线阅读][下载 657K]
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  • 大规模风电并入电网对电力系统的影响

    郭健;

    研究了风力发电机组并网及风电场对当地电网电能质量的影响,对接入电力系统的影响。分析了风电机组的输出功率特性,分析了风电机组对谐波、电压波动与闪变、电压跌落的影响。讨论了风电场对电力系统调频调峰的影响、对稳态电压的影响、对保护系统的影响,分析了不同风力机的设计方案和选型对电网电压的影响。指出控制系统的设计和优化对改善风电的电能质量,减小对电力系统的影响有积极的作用。

    2010年01期 v.32;No.187 47-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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网络通信与控制

  • 基于ZigBee的海水淡化装置监控系统的设计

    李福进;熊伟;

    针对置于海中的海水淡化装置,设计了基于ZigBee协议的无线监控系统。监控系统的节点包括网络协调器节点、数据采集终端节点和便携式报警器节点。系统将各个数据采集终端组成测量网络,实现ZigBee无线组网,通过ZigBee网络协调器与工作人员手中的便携式报警器通信,从而构建一个基于ZigBee的无线监控系统,实现对多种信号的监控,保证各个海水淡化装置的正常运行。

    2010年01期 v.32;No.187 51-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 312K]
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  • 基于ZigBee模块JN5139无线数据采集系统的设计与实现

    杨维国;殳国华;

    介绍了无线网络的基本概念,技术特点以及应用领域。简单描绘了一种基于ZigBee技术的无线网络协议标准,分析了ZigBee无线网络的协议结构,拓扑分类。重点介绍了基于ZigBee模块JN5139的无线数据采集系统的硬件电路与软件系统程序的设计过程,并详细的分析了软件系统的模块划分及其功能。

    2010年01期 v.32;No.187 54-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K]
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电源控制技术

  • 一种高速铁路AT供电方式列车电压提高方法

    方雷;何正友;

    针对高速铁路AT供电方式,提出在不改变接触线电压的情况下,以提高正馈线电压等级,降低牵引网电压损失,保证列车受电电压水平的方法。正馈线电压等级分别为27.5kV和55kV时,对供电区间单列车、多列车运行时列车电压,供电系统电流分布与列车平均有效电压仿真。仿真结果表明,对供电区间任意位置单列车和多列车情况,提高正馈线电压等级后,降低了牵引网的电压损失,列车电压均提高。4列车时,列车电压平均升高4.29kV。表明提高正馈线电压,可改善列车受电电压水平。

    2010年01期 v.32;No.187 57-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 655K]
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  • 电动汽车电池管理系统

    刘保杰;王艳;殷天明;

    文章设计了应用于铅酸蓄电池的电池管理系统,提出了单体电池电压、电流、温度检测电路。依据电池等效R-C模型建模,通过实验确定了该模型的参数。应用卡尔曼滤波算法,估算出蓄电池荷电状态(SOC)。为电池的维护与保养提供数据支持。

    2010年01期 v.32;No.187 60-62+81页 [查看摘要][在线阅读][下载 860K]
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  • 有源电力滤波器电流控制研究

    陈玉庆;

    传统PI无法实现有源电力滤波器无静差谐波补偿,于是本文提出了两种输出电流控制策略:PI控制和重复控制并联运行的复合控制技术与指定次数无静差控制技术。PI控制和重复控制并联运行的复合控制技术利用重复控制对于周期扰动信号无差跟踪的特点来提高有源滤波的稳态精度,PI控制保证有源电力滤波器的动态性能。指定次数无静差控制技术对单频率谐波进行无静差调节。仿真与实验结果证明了所提出的两种控制技术的有效性。

    2010年01期 v.32;No.187 63-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 722K]
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测量与检测技术

  • 高压架空输电线舞动监测系统

    王峰;何为;胡泽文;文军;林伟;

    输电线舞动严重时会导致杆塔倒塌,甚至发生事故。该文采用微加速度传感器,研究了高压架空输电线舞动远程监测系统。系统采用新型微加速度传感器测量导线舞动的实时数据,通过无线GSM传输模块将数据发送至上位机。上位机对信号进行采集、滤波、积分等处理。系统采用最小二乘法(LMS)进行去趋势项处理,完成对加速度信号的积分修正,得到准确的舞动信息数据。采用该系统在实验室进行了测试试验,测试系统测量的准确性。试验结果表明,LMS能有效去除信号趋势项,对于模拟的输电线舞动信号,系统能够进行有效报警。

    2010年01期 v.32;No.187 66-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 506K]
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  • 一种交流电机试验台温度检测系统的研究设计

    张全柱;邓永红;黄成玉;

    针对一种交流电机能量互馈试验台,对其温度检测系统进行了研究,设计了基于DS1820温度采集传感器和TMS320F243DSP为核心器件的温度检测系统。通过CAN总线构成单总线多节点测温系统,实现了对交流电机试验台的温度检测。

    2010年01期 v.32;No.187 69-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 419K]
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  • 一种新型车辆动态称重仪的设计

    王惠中;张雨默;李春霞;

    介绍了一种由石英晶体传感器和感应线圈构成的新型车辆动态称重仪。该系统克服了传统传感器随温度、时间的变化存在漂移、抗电磁干扰能力差、安装不方便,后期维护工作量大等问题的缺陷,为动态称重(WIM)设备技术提供了一种新的应用途径。

    2010年01期 v.32;No.187 71-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 296K]
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设计实例

  • 一种双向放大器的功率衰减控制和显示设计

    陆毅;

    双向放大器是远距离通信应用中专为扩展无线设备的工作范围而设计,根据不同系统需要,对双向放大器输出功率的要求也有所不同。该设计中双向放大器的输出要求为0.5w,为达到该指标,选用PIC16f88芯片构成双向放大器的自动增益控制电路,并运用MPLAB IDE软件编写自动输入电平检测及增益输出控制程序;同时根据衰减器的具体工作情况,采用IM4A5芯片构成数字显示电路,运用Quartus软件编写衰减值显示程序,通过该程序控制,可对输出的衰减控制信号的变化情况进行显示。实验表明,该设计能在一定范围内利用衰减器满足双向放大器的0.5w的输出功率要求,并对衰减器的衰减值进行显示,在实际应用中有较好的效果。

    2010年01期 v.32;No.187 73-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1097K]
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  • 基于PLC的供电系统分时段节能控制研究

    秦绪平;

    许多用电负荷具有波动大、呈周期性变化等特点,如果采用一台变压器供电,会导致变压器运行效率的降低,浪费大量的电能。如果采用两台变压器分时段切换控制供电,可以达到节能的目的。文章以某学校供电系统为例,详细阐述PLC在校园供电系统分时段节能控制中的应用,给出了程序流程图和部分PLC控制程序。对于其它具有类似变化规律的负荷,具有参考意义。

    2010年01期 v.32;No.187 76-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 651K]
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  • PROFIBUS-DP与MODBUS总线在复卷机传动控制中的应用

    孟彦京;孙小平;

    智能化和网络化是工业自动化发展的方向,而PROFIBUS-DP和MODBUS两种现场总线技术在工业自动化领域的广泛应用,有效提高了系统自动化的程度。文章主要从两种总线采用的物理接口,数据交换方式等几个方面对两者进行说明,并阐述两种总线在复卷机传动控制系统的控制器PLC与传动设备之间通讯的应用。

    2010年01期 v.32;No.187 79-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K]
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  • EAST快控电源监控系统设计

    黄海宏;吴义兵;刘晓燕;傅鹏;

    EAST快控电源是国家"九五"大科学工程EAST非圆截面大型超导托卡马克装置的子系统。为实现对EAST快控电源系统完善的监控和管理,采用PLC与系统控制器相结合的方式实现电源现场的运行智能管理;PLC配置CP423-1模块,通过工业以太网与远程监控诊断计算机进行通信,实现遥信和遥控;现场采集工控机对电源系统的模拟量进行采集,并将数据远传,实现遥测。该监控系统已在EAST运行中使用,实现了预期的设计目标。

    2010年01期 v.32;No.187 82-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 988K]
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