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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
陈龙 卢旺
设计一个滑模变结构控制器以实现变换器良好的输出性能。根据变换器的状态方程,建立系统的数学模型,以指数趋近律作为控制律,得到滑模控制器表达式,采用边界层滑模控制技术减小控制器的抖振,并利用李雅普诺夫函数验证系统的稳定性。Matlab仿真与实验平台实测结果表明,设计的滑模控制器与PID控制器相比具有响应快速、过冲小、鲁棒性强等优点。该实验可加强学生对滑模变结构控制与Buck变换器相关知识的理解,提高学生的实践动手能力以及实验积极性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘桂正 陈为 李振伟
能源互联网中存在越来越多诸如电动汽车等具有“源”“荷”双重身份的电力设备，这类设备大多采用双向DC/DC变换器实现双向功率流动。为了使实验教学紧跟专业技术发展前沿，结合双向Buck-Boost电路和模型化编程手段，完成了双向DC/DC变换器创新实验平台的设计。以电感电流为参考分析了Buck-Boost电路的双向工作模态，对实验平台硬件电路进行了详细设计，并介绍了典型控制策略的模型化软件设计。在此基础上，设计了光伏发电最大功率点跟踪（MPPT）控制实验案例。典型控制实验和光伏发电MPPT控制实验结果验证了实验平台的软硬件设计，也体现出平台的灵活性。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
谷庆 袁立强 赵争鸣 段任之 陆子贤
双有源桥DC-DC变换器(DAB)在三重移相(TPS)控制下拥有3个独立的控制自由度,通过移相自由度的合理组合可以减小DAB的电流应力,然而软开关分析表明,当DAB的电流应力处于最优状态时,系统的效率并不一定是最优的。该文在电流应力优化控制的基础上,提出一种同时考虑电流应力和效率的DAB性能综合优化方法。首先,基于DAB的开关组合规律建立了TPS控制下DAB的损耗模型,通过换流回路分析,对任意开关组合下功率半导体器件的通态损耗、开关损耗,磁性元件的铜耗和铁耗分别进行计算。在此基础上,引入效率优化权重,构建综合考虑电流应力和效率的优化目标函数,采用二维遍历算法寻优获得DAB综合性能最佳时的工作点。实验对比了单独优化电流应力或者效率时DAB的性能差异,通过合理选择效率优化权重,使得实验样机在传输6kW功率时的效率绝对增加了0.83%,而电流应力只增加了0.5A。该方法可以在基本不增加电流应力的前提下,有效提高DAB的效率。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王攀攀 段森 童志刚 于东升 许允之 韩丽
为解决传统Boost电路升压能力不足、输入电流纹波大的问题,提出一种基于耦合电感的新型DC/DC变换器。在变换器的前级将耦合电感和电容相结合,实现零输入电流纹波;在变换器的后级利用耦合电感倍压单元扩展变换器的电压增益;引入二极管+电容的箝位电路,用以抑制漏感带来的电压尖峰,进而形成新的变换器拓扑结构。依据电路理论分析了变换器的工作原理和工作特性,并以光伏发电系统中的直流升压环节作为应用背景,在Simulink仿真平台上进行了实验验证和分析。实验结果表明:该变换器具有高电压增益、零输入纹波和低电压应力的特点。
关键词：
DC/DC变换器 耦合电感 仿真实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李文娟 马鸣一 邸金霖 岳春风
为了使控制理论课程的教学效果更加理想,提出将控制理论的教学与负载模拟变换器仿真实验相结合的教学方法。探讨解决传统PI控制稳定性差、无法实现对指令电流的无静差跟踪等问题,提出了改进重复控制的方案。给出了改进重复控制器的设计步骤以及具体参数。在Simulink仿真平台上建立了负载模拟变换器的系统仿真模型,对阻感性负载、阻容性负载以及突变负载进行了模拟与分析。结果表明:采用改进重复控制的负载模拟变换器,可以实现对指令电流的无静差跟踪,并且谐波畸变率低,可以更好地模拟负载。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张丽霞 王洋 杜银景 康伟 康忠健
双向全桥直流变换器的电感电流应力和回流功率大小决定着变换器工作效率的高低。通过构造拉格朗日函数的方法对单移相(SPS)和双重移相(DPS)直流变换器的电感电流应力和回流功率进行分段优化控制,从而最大程度地降低变换器的电感电流应力和回流功率,提高变换器的工作效率。比较分析了各类型优化策略的回流功率和电感电流应力,最后通过MATLAB/Simulink平台仿真验证各种优化策略的可行性与有效性,在提高学生仿真能力的同时,使学生对双向全桥优化控制有一个更直观、全面的认识。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
石冰清 赵争鸣 魏树生 聂金铜 林云志
Boost变换器作为升压DC-DC变换器被广泛应用于光伏发电、储能及电动车领域。然而由于Boost变换器的右半平面零点的频域特性,传统的PI控制策略会限制变换器的动态性能,在较大负载突变的情况下造成较大的输出电压波动,进而造成过压或欠压故障;预测控制可以有效提高动态性能、避免调整控制参数以及可增加系统约束,但由于系统参数不匹配及对损耗的忽略会造成输出电压的稳态静差。为了减小负载突变带来的电压波动同时兼顾稳态特性,本文提出了无负载电流传感器的滑模-预测控制策略,外环采用滑模面生成电感电流指令值,内环采用无差拍预测控制,并使用了滑模观测器来观测电流。该控制策略不需要负载电流传感器,相比PI控制器,不仅可以同时减小负载突变时的输出电压波动和过渡时间,还可以有效限制稳态静差。实验验证了该套控制策略的性能优越性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
江加辉 张韬 张传誉 王振坤 王春芳
光伏电池作为一种清洁高效的新能源受到广泛关注，但其子模块在串联使用过程中因不均匀老化、局部遮光等原因易发生功率失配，从而产生“热斑效应”，降低光伏电池的利用率和使用寿命。为了使学生深入了解光伏电池模型及其串联不匹配带来的特性表征以及如何解决这一问题，该文研制了一个基于多端口直流变换器的光伏电池DMPPT(distributed maximum power point tracking，最大功率点跟踪)实验平台。首先，对光伏电池进行建模并分析了光伏电池的串联失配特性；然后，分析研究了多端口直流变换器在光伏模块串联应用中的电压均衡策略；最后，研制了36 V/200 W基于多端口Buck-Boost直流变换器的DMPPT实验平台，得到了系统稳态波形，并与采用二极管旁路的方式进行了对比。学生可通过该实验平台和该实验案例更加深入地了解光伏电池模型及其失配特性，以及如何采用多端口变换器实现光伏电池的DMPPT，掌握光伏电池的建模方法，培养发现问题、解决问题、仿真验证的实践能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
马骏杰 孔维文 郝慎才 王钦钰 赵岩
将Matlab/Simulink仿真软件引入电力电子课程实验教学环节,开发了斩控式交流变换器的Simulink仿真实验。以Cuk型AC-AC变换器仿真实验为例,使用Simulink搭建仿真电路模型,分析了占空比改变前后的AC-AC变换器输入输出电压波形以及关键元件处于异常时的输入输出电压仿真波形。实验结果与理论分析一致,说明将Simulink仿真应用在实践教学中可以准确、方便地获取实验结果。
关键词：
电压变换 AC-AC变换器 仿真实验教学
[期刊] 西部论坛
[作者]
王宜峰 王春发 蒋一琛
利用多元随机波动率模型确定最优套期保值率:首先建立动态相关系数多元随机波动率模型(DC-MSV),再建立基于t分布的动态相关系数多元随机波动率模型(DC-t-MSV)。以沪深300股指期货数据为样本,利用以上两种模型分别结合方差最小套期保值模型计算最优套期保值率,结果表明,利用DC-t-MSV模型的套期保值效果优于DC-MSV模型。DC-t-MSV模型引入t分布,充分考虑了金融数据尖峰厚尾的特性;同时,参数估计部分采用马尔科夫链蒙特卡罗模拟方法(MCMC),克服了MSV模型参数估计困难的缺点。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
蔡逢煌 龚兴阳 柴琴琴 王武
该文以双有源桥DC-DC变换器为对象，详细分析了变换器在三重移相调制下的两种数学模型，又基于这两种数学模型提出了对应的电感电流优化控制策略，搭建了包含MATLAB/Simulink仿真平台、StarSim半实物仿真平台和实物平台的三阶段实验平台，在平台中通过实验验证了优化控制策略的可行性和有效性。所设计的三阶段开发流程能够加深学生对电力电子领域相关知识的理解，逐步提升学生的理论分析能力、仿真验证能力和实践操作能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张勤进 刘彦呈 牛京威 庄绪洲 刘凤春 李霄燕
针对船舶电工学系列课程中电力电子功率变换技术基础知识的自主学习和创新实践,开发出一套开放式功率开关变换技术实验平台。该实验平台由主电路模块、采样及驱动模块、控制系统模块、仿真系统模块等构成,可用于变换器的升降压斩波实验、功率器件特性实验、负载特性实验和创新型实验等实验项目,具有自主学习现代电力电子功率开关变换技术、微处理器技术及自动控制原理的实践教学功能,有利于培养学生独立学习、创新思维的能力。
[期刊] 情报学报
[作者]
林蓉 周宁 严亚兰
本文在介绍都柏林核心 (DC)元素定义的基础上 ,针对现有的争议 ,介绍一种以RDF形式表述的基于事件的数据模型 ,并完成它与限定和非限定的DC间的两种映射。
关键词：
DC 元数据 数据模型
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵海滨 刘冲 陆志国 于清文 颜世玉
以倒立摆的摆角控制系统为研究对象,分别采用传统Terminal滑模控制(TSM)、非奇异Terminal滑模控制(NTSM)、快速Terminal滑模控制(FTSM)和非奇异快速Terminal滑模控制(NFTSM)进行仿真实验。采用Matlab/Simulink软件建立了系统的仿真实验系统,分析和讨论了实验结果。该仿真实验有助于对Terminal滑模控制的理解,能够培养学生的编程能力和工程意识,激发学生的学习兴趣和创新精神。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵海滨 颜世玉 刘冲 陆志国 于清文
以二阶非线性系统为研究对象设计滑模面,采用滑模控制器分别进行平衡控制和轨迹跟踪控制。在滑模控制器的设计中,采用指数趋近律,并利用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性。在控制器中,采用饱和函数代替符号函数,对抖振现象进行抑制。采用Matlab/Simulink软件建立了滑模控制仿真实验系统,能够进行平衡控制和轨迹跟踪控制,并对实验结果进行了分析。
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