一、非线性直流电机仿真模型系统的建立（论文文献综述）
高学伟[1]（2021）在《数字孪生建模方法及其在热力系统优化运行中的应用研究》文中进行了进一步梳理随着社会经济的飞速发展,我国产业结构优化调整和转型升级进程的深入,要实现未来“碳达峰,碳中和”的目标,需要建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系。以风电和太阳能发电为代表的可再生能源替代作用日益突显,而火电机组在未来很长一段时间内仍将处于主导地位。亟需解决火电和可再生能源的协同发展问题,大型火电机组更多需要担负起高效节能、低碳环保、深度调频调峰的任务。实施电能替代供热对于推动能源消费革命、减少碳排放、促进能源清洁化意义重大。利用电锅炉储热供暖还可以降低电网调节压力,增加供热能力,有效解决可再生能源的消纳问题。火电机组热力系统和电锅炉储热供暖热力系统都属于典型的非线性、多参数、强耦合的复杂热力系统。本文通过研究流体网络机理建模和数据驱动建模相融合的数字孪生建模方法,为热力系统建模工作提供了新的思路和途径,为热力系统安全、环保和经济运行提供理论支撑。论文围绕数字孪生建模方法及其在热力系统优化运行中的应用,主要研究内容和成果包括以下几个方面:（1）对数字孪生理论、热力系统建模理论以及大数据处理等基本理论进行了研究。比较了数字孪生与仿真技术及信息物理系统的异同;以火力发电厂为例,研究了流体网络机理建模及求解方法;对Hadoop系统的MapReduce与Spark计算进行了对比分析,对实时数据处理Spark Streaming与Storm进行了对比分析,并搭建了适用于数字孪生及大数据在热力系统建模领域应用的大数据分布式集群平台;在该集群上实现了大数据的存储管理,以及大数据分布式计算,研究了基于大数据平台的数据驱动建模理论,包括支持向量回归建模、极限学习机建模、智能辨识优化算法以及即时学习等基本理论。（2）针对数据驱动建模方法的研究,提出一套基于改进即时学习策略的自适应数据驱动建模方法。采用“主成分+互信息”的方法获得输入和输出变量之间的相关程度,确定权重因子,然后利用“欧式距离+角度”定义一种加权综合相似度度量函数。在离线状态下,利用改进遗传模拟退火模糊聚类方法进行工况划分;进行工况预测时,采用一种多层次综合相似度度量的相似工况快速识别方法构建相似工况训练集,即根据两级搜索的策略实现了在线快速识别:初级识别是确定预测工况在历史工况库中所属的类别提取预测类工况,次级识别是采取基于综合相似度度量函数的相似工况识别方法,在历史数据库中针对预测类工况的快速识别;局部模型建模方法是在Spark计算框架下,对SparkSVMHPSO算法、Spark ELM算法以及基于SparkHPSO的多参数辨识等数据驱动建模方法进行研究。然后以SCR脱硝系统出口 NOx预测、电锅炉储热供热系统源侧及荷测负荷预测为案例,验证了所提出的建模方法有效性。为热力系统数字孪生模型建模及系统工况优化提供了理论支撑。（3）针对数据孪生建模的研究,提出一套改进即时学习策略的自适应数据驱动与机理模型多参数辨识协同融合的数字孪生建模方法。在建立热力系统机理模型的基础上,关键的设备模型参数利用多参数多工况拟合的离线智能辨识方法,得到可以模拟实际系统全工况下动态变化趋势的离线智能参数辨识模型;以离线智能参数孪生模型为主,根据相似度阈值进行判断,采用自适应模型参数更新策略,实现数字孪生模型的在线协同;为进一步提升孪生模型预测的精度和鲁棒性,采用移动窗格信息熵的多模型输出在线融合方法,提升关键工况以及动态变化过程的逼近程度。基于这一理论构建的数字孪生模型,能够基于系统运行数据持续进行自我修正,在线跟踪设备运行特性,从而具有自适应、自演进的智能化特点,能够全面反映系统的运行状态和性能,为系统工况迭代优化提供可靠的模型输入和结果校验工具。以燃煤电站SCR脱硝系统和电锅炉储热供热系统为研究对象,建立其热力系统数字孪生模型。（4）最后,基于数字孪生模型的实时跟踪能力,提出一种基于负荷分配和工况寻优的热力系统智能工况动态寻优策略。并以电锅炉储热供热系统为研究对象,根据能耗成本分析和负荷分配策略,利用数字孪生模型系统,对电网负荷、电锅炉系统、储热系统进行预测计算,模拟不同运行方案、不同工况下系统动态运行,得出最优的供热调节和负荷分配方案。以火力发电厂SCR脱硝系统为例,根据建立的自适应、自演进的智能化SCR脱硝系统数字孪生模型,将该模型应用于模型预测控制算法中。结果表明,利用基于数字孪生模型的自适应预测控制算法比传统的PID控制效果更精确,运行更稳定。证明了所提建模方法的有效性,具有重要的工程实用意义和行业示范价值。
邵冰冰[2]（2021）在《直驱风电场经柔直并网系统的振荡特性和抑制策略研究》文中认为伴随着风电场经柔性直流输电（Voltage Source Converter-based High Voltage Direct Current,VSC-HVDC）并网工程的不断建设,国内外相关工程振荡问题逐渐凸显。实际振荡问题可能引起风电机组停机、设备损坏以及电能质量问题。为此,本文分别从直驱风电场经柔直并网（Direct-Drive Wind Farms via VSC-HVDC,DDWFV）系统小信号建模、振荡特性和机理、振荡抑制措施以及等值建模4个方面展开研究。论文的主要内容包括:（1）建立了三台直驱风机经柔直并网系统的小信号模型,每台直驱风机可以代表单台风机的详细模型或等值模型。考虑到柔直直流环节的解耦作用,为便于分析,将DDWFV系统在柔直逆变站直流母线处划分为直驱风电场并入柔直整流站、柔直逆变站接入交流电网两个子系统。分别建立了直驱风电机组动态数学模型、VSC-HVDC系统动态数学模型以及两者间的接口模型。基于直驱风电场动态模型、VSC-HVDC整流站动态模型以及两者间的接口模型,建立了直驱风电场并入柔直整流站系统的小信号模型;基于柔直受端交流系统和控制系统的动态数学模型,建立了柔直逆变站接入交流电网系统的小信号模型。最后,建立的小信号模型的正确性通过时域仿真进行了验证。（2）基于特征值法,研究了直驱风电场并入柔直整流站系统场内/场网振荡特性,并从控制系统作用于电气系统形成不稳定正反馈循环的角度,揭示了失稳机理。首先,采用特征值法分析了直驱风电场并入柔直整流站系统场内/场网次同步振荡（Sub-Synchronous Oscillation,SSO）特性。然后,分析了 VSC-HVDC 控制特性和网络特性对场网SSO特性的影响。最后,分析了在控制系统作用下,电气系统状态变量间的交互作用。结果表明,在直流电压控制的作用下,电气系统状态变量间的交互作用易形成不稳定正反馈循环,导致直驱风电场并入柔直整流站系统失稳。基于右半平面零点限制原理和劳斯-赫尔维茨稳定判据,提出了柔直逆变站接入交流电网系统的失稳判据,并揭示了失稳判据的物理意义。分别建立了电压源换流器（Voltage Source Converter,VSC）不同运行方式下柔直逆变站接入交流电网系统的线性化传递函数模型,通过研究线性化传递函数模型开/闭环传递函数的零/极点分布规律,提出了该系统的失稳判据。此外,研究了 VSC输出有功功率、无功功率和端电压幅值与注入电网的dq轴电流间的线性化关系,从不稳定正反馈循环的角度,揭示了失稳判据的物理意义。结果表明,交流电网较弱时,有功功率对d轴电流灵敏度为负,此时在定有功功率控制的作用下,电气系统状态变量间的交互作用会形成不稳定正反馈循环,导致柔直逆变站接入交流电网系统失稳。（3）考虑到直驱风电场经柔直并网系统的非线性和不确定性,提出了一种基于反馈线性化滑模控制（Feedback Linearization Sliding Mode Control,FLSMC）的SSO抑制策略,并将其应用在风电机组网侧换流器和柔直整流器上。FLSMC结合了反馈线性化控制（Feedback Linearization Control,FLC）和滑模控制（Sliding Mode Control,SMC）的优点。FLC通过坐标变换和反馈将非线性系统转化为线性系统形式;SMC通过设计滑模面和控制律,用于弥补FLC对参数摄动或外部扰动敏感的缺点。结果表明,所提出的FLSMC在不同运行工况下均具有良好的SSO抑制效果,且对参数不确定或外部扰动具有强鲁棒性。（4）分析了传统容量加权单机等值法用于振荡模式分析和风机参数优化的适用性。采用特征值法比较了容量相同的单机、两机等值模型的振荡模式和参与因子分析结果。然后,分析了场内/场网SSO对于风机参数变化的阻尼耦合特性。结果表明,单机等值模型在稳定性分析上存在一定的误差,风电场的简单等值对实际工程的稳定性分析和控制器设计贡献有限。针对传统等值方法无法反映场内SSO模式的缺陷,提出了一种基于相似变换理论的SSO等值建模方法。该方法具有严格的理论基础,基于相似矩阵具有相同特征值的原理,通过矩阵的相似变换,将18N+8阶N机经柔直并网系统降阶为44阶的两机系统。结果表明,所提等值模型有效降低系统维数的同时能反映场内/场网SSO模式,弥补了传统等值方法无法反映场内SSO的不足。
罗玮[3]（2021）在《带恒功率负载DC/DC变换器的复合非线性控制策略研究》文中研究说明随着新能源的快速发展,分布式电源系统受到了广泛的应用与研究。分布式电源与直流母线之间的能量转换需要DC/DC变换器,因此DC/DC变换器的稳定性对整个系统的性能有着重要影响。恒功率负载的负阻抗特性易导致DC/DC变换器系统母线电压不稳定,随着对DC/DC变换器的可靠性要求越来越来高,传统的线性控制理论难以满足需求。本文以带恒功率负载的Boost变换器和带恒功率负载的多电平Boost变换器为研究对象,分别提出了不同的非线性控制策略,主要研究内容为:1.针对带恒功率负载的Boost变换器,提出一种模糊自适应控制与反步滑模控制相结合的非线性控制策略。首先使用精确反馈线性化将非线性模型转换为线性模型,并将模糊自适应控制方法加入到反步滑模控制器的设计中,根据模糊自适应控制系统实时更新系统增益,利用李雅普诺夫稳定性理论证明系统稳定性。最后,对控制系统进行了仿真和实验验证并与PI控制进行了对比,表明了所提控制策略具有更好的动态性能。2.针对带恒功率负载的多电平Boost变换器,提出一种复合非线性控制。建立了系统大信号模型,在此基础上将非线性模型精确反馈线性化为线性模型,然后在滑模控制器中引入非线性干扰观测器和自适应控制方法,在用稳定性理论证明系统的稳定性。对控制系统进行了仿真和实验,结果表明与PI控制相比,所提控制策略具有更好的大信号稳定特性。
李家鹏[4]（2021）在《连续波泥浆脉冲器自抗扰控制器控制软件开发》文中指出随着世界上油气开发的难度越来越大,随钻测量技术也在快速发展,其对井下信息传输速率的要求也越来越高。连续波泥浆脉冲器作为泥浆脉冲随钻测量技术发展中的最新技术,数据传输速率高于目前广泛应用的正脉冲型泥浆脉冲远传系统10倍以上,是目前随钻测量数据泥浆脉冲传输系统的前沿发展方向。永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）作为连续波泥浆脉冲器转阀的驱动电机,其动态性能直接影响着井下信息的传输质量。然而,PMSM受到井下温度变化和时变水力转矩的影响,会降低其运行性能。因此,本文设计了一种微分前馈和并联扩张状态观测器相结合的新型自抗扰控制器（Active Disturbances Rejection Controller,ADRC）,将其用作速度控制器,并在电流环使用线性自抗扰控制器。仿真结果表明:该结构下的脉冲器电机控制系统,不仅具有更好的动态性能和抗扰性能,而且针对时变输入,其稳态误差小,具有更高的跟踪精度。然后,在脉冲器电机矢量控制的软件开发中采用基于模型的设计（Model-Based Design,MBD）方法,利用Matlab/Simulink中RT-Lib库和Simulink库搭建了基于新型ADRC的PMSM控制系统的半实物仿真模型。此模型中主要包括:控制器模块、SVPWM模块、坐标变换模块、电流检测模块和转子速度与位置测量模块等。之后利用Matlab的自动生成代码技术将半实物仿真模型生成控制软件代码。最后搭建Links-RT实时仿真系统软硬件平台,对基于新型ADRC控制算法的PMSM控制系统所生成的代码进行可行性实验研究。通过突加/减速实验验证了电机在进行2FSK信息调制时的动态性能;通过突加/减负载实验模拟水力转矩作用下,电机的抗扰性能。实验结果表明:本文开发的控制软件功能正常,具有良好的调速性能和抗扰性能,此方法为脉冲器实物制作提供了借鉴。
王志余[5]（2020）在《6/3定子单向磁通开关磁阻电机非线性模型的研究》文中认为开关磁阻电机具有结构简单、成本低、机械强度高、适合高速运行等优点,在电气传动领域具有巨大的应用市场。本课题组提出的两相6/3开关磁阻电机结构解决了传统两相开关磁阻电机转矩脉动大、转矩死区、磁通反相问题。开关磁阻电机双凸极结构导致电机磁路存在严重的非线性,为了准确计算和仿真分析电机特性,提高电机驱动系统调速性能。本文针对两相6/3开关磁阻电机的非线性模型展开研究,主要研究工作如下:为提高相绕组磁链数据拟合的准确度,本文对传统高斯函数的指数项进行改进,提出一种降幂收敛高斯函数表达式对不同转子位置下的磁链数据进行非线性拟合,消除了传统高斯函数模型在计算电磁转矩时产生不可积分的指数项问题。此外,为验证降幂收敛高斯函数拟合方法的准确性,采用反正切函数对磁链数据进行拟合,通过磁链数据求解不同拟合函数表达式的系数,对比降幂收敛高斯函数和反正切函数的磁链数据拟合效果。针对两相6/3开关磁阻电机电感特性曲线在一个电感周期内没有对称性的问题,本文提出一种分域正交基傅里叶级数非线性建模方法,对电感上升和下降区间进行分区间建模,同时引入傅里叶级数的正弦分量,建立电机磁链和转矩的非线性模型。此外,针对转矩非线性模型在零点区产生的误差,构建一种关于转子位置和相绕组电流的二元函数,对转矩非线性模型与仿真数据之间的误差曲面进行非线性拟合,修正转矩模型。针对分域正交基傅里叶级数建模过程复杂的问题,文中研究一种基于网格法参数寻优的最小二乘支持向量机全域非线性建模方法,该方法通过对整个电感周期的样本训练数据不断进行机器学习获取最佳模型的参数并完成非线性建模,不需要对电感上升和下降区间分别建模。在非线性建模基础上,研制样机进行静态实验,验证最小二乘支持向量机非线性模型的准确性。为验证最小二乘支持向量机非线性模型在两相6/3开关磁阻电机系统仿真分析的合理性,文中构建基于最小二乘支持向量机电感和转矩非线性模型的开关磁阻电机系统仿真模型,通过与查表法建立的开关磁阻电机系统模型在不同给定转速下的仿真结果进行对比分析,验证最小二乘支持向量机全域非线性建模方法的合理性,实现电机非线性模型在系统仿真的应用。
陈文博[6]（2020）在《基于集结优化的电力系统快速预测控制算法设计与应用》文中研究指明电能在国民生产和生活中占有极其重要的地位。近年来,随着社会用电需求的增加以及对电能质量要求的提高,电力系统的发展也开始呈现出网络规模化、设备多元化、控制智能化等特点,其中应运而生的新能源系统和微电网等能源供给策略也以环保、高效、配置灵活等特点愈发受到关注,并已成为当今能源利用的新方向。新能源及微电网系统具有良好性能指标和效果的关键条件之一,即系统内部的各个设备具有优异的性能以及多网络之间具备高效的协调控制,这也要求其控制策略向更加高效、智能化的方向发展。在众多先进控制方法中,模型预测控制（MPC）在算法灵活性、处理非线性以及不等式约束等方面均有很大优势,近年来受到众多学者的青睐,并在新能源中多个领域成功应用。本文从提高电能的转换和利用效能的角度,基于新能源及微电网系统中常用的直流、交流转换设备、负载以及多网络分布式结构的特点和控制要求,结合理论分析,提出了若干适用于新能源系统的快速模型预测控制策略,为实现电能的高效利用提供新的思路和方法。·通过对衰减集结预测控制算法一般形式中所存在问题的分析,对衰减集结预测控制策略进行改进,提出了改进的衰减集结预测控制方法以及一种简化的累积增量模型衰减集结预测控制方法。其中,改进的衰减集结预测控制方法降低了附加约束对算法带来的限制,扩展了算法的适用范围,使其可以用于一般的电力系统及设备的控制。简化的累积增量模型衰减集结预测控制方法通过使用累积增量模型降低了因模型参数失配造成的稳态误差问题,算法更加简便,计算速度快。文中从理论上证明了两种算法的稳定性条件,为本文的电力系统快速预测控制研究奠定了理论基础。·从常用的直流电能转换设备入手,对单端正激式直流变换器的有限控制集模型预测控制（FCS-MPC）策略快速实现方法进行了研究。采用周期内细化模型对PWM驱动的变换器动态特性进行描述,实现精确状态预测。利用平均等效模型并采用衰减集结预测控制方法实现轨迹预估,从而在控制周期中限定有限控制集数量,提高FCS-MPC方法的计算速度。该方法更加符合PWM驱动的高频直流变换器的实际工作状态,在保证状态轨迹平滑且系统稳定的前提下,提高了直流电源输出的稳定性,提高了设备调节的快速性和鲁棒性。·针对新能源领域中的常用交流转换设备——三相并网逆变器,论文提出了一种适用于并网逆变器控制的扰动跟随坐标系衰减集结预测控制算法。针对电网电压随机波动问题,采用电网电压矢量定位的方式,建立扰动跟随坐标系模型,避免了因电网扰动产生的无法有效定位系统未来坐标系的问题。针对建模中由于开关死区时间、元件参数不精确以及等效简化等造成的模型失配问题,仍采用累积增量模型进行控制,降低了系统对参数的依赖程度。采用的衰减集结预测控制算法在很大程度上降低了控制器的计算量,并结合系统结构在理论上验证了算法的稳定性。·进一步,针对用电设备,本文重点对电动车中常用的永磁同步电机展开讨论,提出了一种双模耦合结构（DMCS）状态观测器,观测器内采用的双模耦合结构降低了估计模型中耦合变量对估计的影响,基于集结优化的滚动时域估计方法（AOMHE）通过减少优化问题中约束数量降低了在线计算量,提出的实时修正近似到达代价项的新方法方便有效的保证了状态估计在线运算的收敛。在预测控制方法中采用简化的约束处理方式,提高了控制器的计算速度,并通过仿真对所提出的估计策略和与其构成的预测控制系统进行了验证。·针对多微电网互联系统的负荷频率控制问题,采用了一种基于数据驱动方法的分布式衰减集结预测控制方法（Data Driven-DAA-DMPC）。针对模型参数不准确的问题,采用数据驱动的模型表示方法降低了不精确模型对控制的影响。控制方法以改进的衰减集结预测控制为基础,提高了系统计算速度,同时文中讨论了整体系统在名义模型下的稳定性问题。通过仿真验证了所述算法在计算时间和控制效果方面的优势。
吴雨林[7]（2020）在《无刷直流电机的分数阶建模与控制》文中指出分数阶微积分（fractional order calculus,FOC）是在传统的整数阶微积分基础上,把传统的整数阶微积分运算推广到阶次为分数的运算。随着计算机技术的高速发展,制约分数阶微积分发展的因素越来越小,对分数阶微积分理论在各个领域的应用的研究都大规模开展起来。在控制领域,分数阶微积分可以为运动控制系统建立更精确的对象模型,设计性能更好的控制器,使系统获得更好的性能。本文利用分数阶微积分理论从系统建模和控制器件设计两个方面展开研究。在系统建模方面,根据无刷直流电机（Brushless DC Motor,BLDCM）的组成机理和其他人的研究成果,提出一种较为简便且更容易实现的无刷直流电机的分数阶建模新方法。在基于机理的传统建模方法基础上,引入分数阶微积分进行改进。设计系统辨识实验,并根据得到的实验数据,采用输出误差辨识算法对分数阶模型的阶次进行参数估计。设计验证环节实验,分别以传统模型和分数阶模型为对象,在不同条件下进行速度控制仿真和实验研究,比较两个模型的仿真结果和实验结果的差异。在不同的实验条件下对分数阶模型和整数阶模型的仿真结果进行对比表明,分数阶模型比整数阶模型能更精确地模拟实际无刷直流电机的行为。在控制器设计方面,首先设计遗传算法优化的分数阶PIλDμ控制器。由于分数阶无刷直流电机模型的复杂性,使用遗传算法整定分数阶PIλDμ参数,通过电机速度控制仿真和实验研究,考察采用分数阶PIλDμ速度控制器的系统的动态响应性能。仿真和实验结果表明,分数阶PIλDμ控制器能使系统获得更好的控制性能,并达到比采用整数阶PID控制器的系统更好的抗负载扰动性能。其次设计分数阶滑模控制器,尝试解决滑模控制（sliding mode control,SMC）中传统指数趋近律存在较强抖振等问题。设计分数阶滑模面,其次在保留指数项的基础上,结合分数阶微积分理论,设计出分数阶指数趋近律（Fractional order exponential reaching law,FOERL）,最后将两者结合,设计出分数阶滑模控制器。实验结果表明分数阶滑膜变结构控制比传统滑模控制有更好的稳定性和抗干扰性,在削弱抖振的同时,提高了系统的鲁棒性。
卞张铭[8]（2020）在《电励磁双凸极电机宽速域运行电流控制技术研究》文中进行了进一步梳理电励磁双凸极电机是一种以定子集中电励磁、定转子双边凸极为特征的磁阻电机,具有结构简单、可靠性高、适应高速运行和成本低等优点,在航空起动发电系统和新能源汽车电驱动领域具有独特的优势。然而,电励磁双凸极电机相电感非线性强、谐波含量大,传统的标准方波电流控制方法难以充分发挥其转矩输出能力,存在起动转矩小、转矩脉动大、转速范围窄等问题。尽管方波换相角度的优化控制可以改善电励磁双凸极电机的转矩性能,但是由于电流换相模型的复杂度高、非线性强,换相角的优化选取面临精确建模困难、参数优化计算量大以及通用性差等缺陷,限制了电励磁双凸极电机系统的推广应用。本文在对电励磁双凸极电机电流控制技术进行系统总结的基础上,分别对中低速自适应换相角度控制、高速弱磁控制和低速电流塑形控制技术开展研究和实践。针对中低转速方波换相角度的优化选取依赖于精确模型且计算量大的问题,本文提出了同步换相控制方法:通过引入附加角度闭环对相电流过零点和定转子极对齐位置进行同步控制,在不需要精确模型的情况下实现了对换相角度的自适应优化;通过将换相电流矢量轨迹塑形为正六边形,减小了换相转矩损失。本文还对控制算法的软硬件实现方案进行了详细描述,并通过实验验证了换相控制的自适应优化效果。电励磁双凸极电机高转速运行下缺乏有效的方波换相角度与励磁电流协同弱磁分析方法和控制策略。本文一方面研究了基于提出的同步换相控制方法的弱磁运行控制策略。另一方面,基于旋转坐标系下的电感特性分析将电机等效为隐极式电励磁同步电机,并基于旋转矢量模型和双反应理论研究了弱磁控制策略。结果证明基于矢量模型的弱磁控制方法能够较大幅度地提升高速区的转矩输出能力。低速电流塑形控制方面,由于电励磁双凸极电机相电感谐波含量大,方波电流或正弦电流控制都不能充分利用电感的谐波成分,都会产生大量的谐波转矩。为了得到电流塑形控制期望波形的最优解,本文从谐波角度分析了电机等效模型和转矩成分,在此基础上针对优化绕组损耗和抑制转矩脉动这两个目标分别进行谐波注入算法求解。基于实验辨识得到的样机磁链和电感模型,对电流谐波注入算法进行了仿真分析和有效性验证。综上,本文研究了适用于不同转速的电流控制方法:中低速运行时,提出了同步换相控制方法改进方波电流的换相控制;高速运行时,从旋转矢量角度分析电机模型和研究弱磁控制策略;低速运行时,从谐波角度分析电机模型和研究电流谐波注入方法。这些电流控制方法提高了中低速状态下转矩电流比并减小转矩脉动率,提升了高转速时的转矩输出能力。
宋辉旭[9]（2020）在《高精度激光追踪测量若干关键技术》文中提出精密测量技术是工程科学的基础技术,是现代智能制造的关键技术,而精密仪器则是测量技术的载体,是实现重大科学发现与基础理论研究的唯一手段。现如今,高档数控装备为高精度复杂形状零部件的加工与测量提供相对丰富的手段,而针对于高档数控装备自身的修正技术、方法和手段却相对薄弱与滞后。数据研究表明,每8年左右,数控机床的加工精度大约提升一倍,当前高档数控机床的加工精度已跨入亚微米时代。然而这却对高精度的专用测量设备提出了更高的要求。在数控装备校准领域,激光干涉仪以超高的测量精度和分辨力成为了精度最高的实用校准设备,但是使用激光干涉仪校准数控机床检测周期长,测量效率低却是不争的事实。为了提高测量效率,使用激光跟踪仪校准数控装备也是一个选择。然而受限于测距原理与结构特点,激光跟踪仪测量精度的提升速度早已赶不上数控装备加工精度的提升速度。同样作为激光跟踪测量系统的激光追踪仪却在一定程度上解决了“测量精度”和“测量效率”这对矛盾体。激光追踪仪的测量精度接近激光干涉仪的测量精度,而测量效率却接近激光跟踪仪的测量效率,因此更适用于对高档数控装备的高精度、高效率校准。然而,激光追踪仪的完全依赖国外进口和价格昂贵的问题限制了高精度激光追踪测量技术在国内的应用和推广。本文通过理论创新和技术创新,解决了激光追踪仪结构优化、激光干涉测量系统设计与分析、永磁同步电机控制方案、激光追踪仪轴系精度对测量系统影响研究、基于误差模型的系统误差补偿方法和基于外部标准件的系统误差补偿方法等关键问题,为高精度激光追踪测量系统的研制提供了支撑。本文研究了高精度激光追踪测量系统的若干关键技术,主要研究内容如下:（1）论述了高精度激光追踪测量的理论基础。简要介绍了基于PSD模块和目标靶镜位移量测量的跟踪算法,并系统地阐述了多边法测量原理以及三坐标测量机空间误差补偿原理。提出了基于总体最小二乘法的空间直线拟合方法。（2）从高精度激光追踪仪研制的角度出发,提出了包括关键机械部件优化设计及分析、光学系统设计及分析和控制系统设计及分析的激光追踪仪的全套设计方案。设计了基于标准球的二维回转轴系,实现了在增加空间方位测量范围的同时,有效地降低了系统对空间距离的测量不确定度;研究了基于琼斯矩阵的激光干涉测量系统能量分析方法,指导了关键干涉镜组的设计以及棱镜反透比的确定,提升了四路光电传感器所接收干涉条纹的对比度;提出了基于扩张状态观测器的电流预测算法,结合了速度环和位置环控制算法,组成了以PMAC运动控制卡为控制单元的三闭环电机控制策略,有效地提高了电机的响应速度,缩短了运算时间。（3）全面地进行了激光追踪仪轴系回转误差与系统测距精度特性的研究。激光测距误差由两部分组成,即与被测长度无关的初始常数项误差以及与被测长度有关的测长误差。针对激光追踪仪二维回转轴系的结构特点,将轴系的误差分为轴系几何误差和轴系回转误差,并分别对轴系几何误差和轴系回转误差进行了分析。给出了轴系各单项几何误差与系统测距误差中常数项部分的传递函数,为激光追踪仪系统误差的有效补偿奠定了基础。（4）提出了基于误差模型的系统误差补偿方法和基于外部标准件的系统误差补偿方法。基于误差模型的系统误差补偿方法需要在设备装调阶段对各单项几何误差进行测量,并建立综合几何误差模型,推导各单项几何误差与系统测距误差中常数项部分的函数关系,计算出系统测距误差中的常数项部分。基于外部标准件的系统误差补偿方法不需要单独测量各项几何误差,直接使用外部标准件,在激光追踪仪的工作环境中对其系统测距误差中的常数项部分进行测量。（5）设计了一套完整的试验方案,验证了技术方案和测量方法的可行性和正确性。介绍了各组试验过程中所使用的试验设备,各设备参数符合试验要求。基于相对运动思想,简化了激光追踪仪轴系精度对测量系统影响研究的试验模型。针对基于外部标准件的系统误差补偿方法,设计了外部标准件,绘制了激光追踪仪的离散几何误差图谱。
徐帅[10]（2019）在《开关磁阻电机系统可靠性评估与提高方法研究》文中提出开关磁阻电机（Switched reluctance machine,SRM）以其结构简单、可控性高和容错能力强等优良特性在高可靠性要求的场合受到了广泛的关注,但是作为系统运行必需环节的功率变换器和检测环节,具有较高的故障率,影响系统的安全可靠运行。而可靠性评估能够定量判定可靠性提高方法的应用效果,为实现最优系统级可靠性的提高奠定基础。因此本文针对SRM系统的可靠性评估与提高方法进行研究。首先进行了SRM系统可靠性的定量评估。在器件级可靠性评估方面,建立了常用不对称半桥功率变换器的三维热路模型,实现了不同控制策略下功率半导体器件的结温预计和元器件的失效率计算。在系统级可靠性方面,提出了基于k-out-of-n:G模型和Markov模型的系统级可靠性评估模型,实现了静态和动态的可靠性评估。为了定量提高系统的可靠性,进行了不同控制参数、控制策略和冗余策略下SRM系统的可靠性分析,从可靠性角度定向选取了控制参数和控制策略,确定了最优的冗余等级。同时搭建了硬件实验平台,设计了热应力和容错能力实验,间接验证了可靠性评估和分析的有效性。研究结果表明所提出的系统级可靠性评估方法能够实现SRM系统快速和精确的可靠性评估,同时具有良好的普适性。其次从快速故障诊断和修正策略选取角度定量提高了SRM系统的可靠性。通过分析不对称半桥功率变换器中开关管故障前后电流路径的变化情况,获取了开关管驱动信号与对应桥臂中点电压的关系,提出了采用驱动信号和中点电压特征在故障前后的不一致性作为诊断特征量。同时设计了低成本的故障诊断电路,避免了采样过程,实现了微秒级的故障诊断。通过建立能够反映修正策略影响的系统级可靠性评估模型,获得了可靠性最优的修正策略,使可靠性提高幅度达到28%以上。实验结果表明所提方法能够实现不同控制策略、多级故障和多种拓扑下功率变换器开关管的故障诊断,同时验证了修正策略可靠性定向选取的必要性。然后从功率变换器拓扑角度定量提高了SRM系统的可靠性。为了降低系统的成本,提出了一种新型集成化功率变换器拓扑,给出了基本的运行模式,验证了所提变换器良好的可控性。针对开关管是不对称半桥变换器中的薄弱环节,提出了一种基于串联导通的新型控制策略,降低了开关管的电热应力。为了减小开关管故障后SRM系统的转速和转矩脉动,分别提出了针对于下管和上管故障的容错策略。通过设定宽松和严厉两种失效标准,对比了所提出的变换器和传统不对称半桥变换器的系统级可靠性,增强了可靠性评估的可信度。仿真和实验结果表明所提变换器具有良好的可控性,同时不会带来热应力的增强和容错能力的降低,从而证明了所提变换器具有更高的静态和动态可靠性。最后分析了不同相电流检测方法下SRM系统的可靠性。在总结现有电流检测方法存在的不足及可能出现的可靠性问题的基础上,提出了一种基于两个传感器的多相电流检测方法。同时给出了适用于整个相电流周期的解耦策略,缩短了脉冲注入区域,获取了完整的相电流信息。通过建立反映不同电流检测方法影响的SRM系统级可靠性模型,结合功率变换器的损耗和热应力分布的变化,实现了不同相电流检测方法下SRM系统静态和动态可靠度的定量计算。仿真和实验结果表明单纯的减少电流传感器的数目并不意味着系统可靠性的提高,同时所提方法在提高SRM系统可靠性的同时不会带来系统其他控制性能的降低。该论文有图103幅,表30个,参考文献216篇。
二、非线性直流电机仿真模型系统的建立（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非线性直流电机仿真模型系统的建立（论文提纲范文）
（1）数字孪生建模方法及其在热力系统优化运行中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号及缩写表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 能源电力发展背景与现状 |
| 1.1.2 智能控制优化研究现状 |
| 1.2 热力系统建模仿真及大数据技术研究现状 |
| 1.2.1 热力系统建模研究现状 |
| 1.2.2 电力大数据及其发展现状 |
| 1.2.3 热力系统仿真技术发展背景 |
| 1.3 数字孪生技术的应用现状及关键技术 |
| 1.3.1 数字孪生的应用发展现状 |
| 1.3.2 数字孪生研究的关键技术 |
| 1.3.3 数字孪生发展面临的挑战 |
| 1.4 论文的研究内容 |
| 第2章 大数据背景下的数字孪生与热力系统建模理论 |
| 2.1 数字孪生的基本理论 |
| 2.1.1 数字孪生的定义与内涵 |
| 2.1.2 数字孪生与仿真技术之间的关系 |
| 2.1.3 数字孪生与信息物理系统之间的关系 |
| 2.2 热力系统建模理论与方法 |
| 2.2.1 流体网络机理建模理论与方法 |
| 2.2.2 数据驱动建模理论与方法 |
| 2.3 大数据的基本理论 |
| 2.3.1 大数据平台框架及相关技术 |
| 2.3.2 大数据存储管理与预处理方法 |
| 2.3.3 大数据分布式集群平台构建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于改进即时学习策略的自适应数据驱动建模方法研究 |
| 3.1 基于改进即时学习策略的自适应数据驱动建模方法 |
| 3.1.1 建模思路 |
| 3.1.2 基于改进遗传模拟退火算法的模糊聚类工况划分 |
| 3.1.3 基于多层次综合相似度度量的相似工况识别 |
| 3.1.4 基于Spark平台的数据驱动局部模型建模 |
| 3.2 SCR脱硝系统数据驱动建模应用案例 |
| 3.2.1 建模对象及背景介绍 |
| 3.2.2 数据预处理和相似工况选取 |
| 3.2.3 局部建模过程及结果分析 |
| 3.3 电锅炉供热系统荷侧和源侧负荷预测建模应用案例 |
| 3.3.1 建模对象及背景介绍 |
| 3.3.2 荷侧供热负荷预测模型 |
| 3.3.3 源侧电负荷预测 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 热力系统数字孪生建模理论及应用 |
| 4.1 热力系统数字孪生建模思路 |
| 4.1.1 数字孪生建模方法的提出 |
| 4.1.2 数字孪生模型的构建方法及流程 |
| 4.2 数字孪生机理模型的构建 |
| 4.2.1 管路模型 |
| 4.2.2 调节阀模型 |
| 4.2.3 离心水泵模型 |
| 4.2.4 换热器模型 |
| 4.3 数字孪生模型的协同与融合理论 |
| 4.3.1 数字孪生模型离线智能参数辨识 |
| 4.3.2 数字孪生模型参数在线自适应协同 |
| 4.3.3 基于移动窗格信息熵的多模型输出在线融合 |
| 4.4 数字孪生建模实例分析 |
| 4.4.1 脱硝系统数字孪生模型的建立 |
| 4.4.2 供热系统数字孪生模型的建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于热力系统数字孪生模型的节能控制优化 |
| 5.1 基于数字孪生模型的智能工况动态寻优 |
| 5.1.1 热力系统智能工况动态寻优策略 |
| 5.1.2 基于数字孪生模型的供热储热系统智能工况动态寻优 |
| 5.2 基于数字孪生模型的自适应预测控制优化 |
| 5.2.1 基于数字孪生模型的预测控制算法 |
| 5.2.2 基于数字孪生模型预测控制的喷氨量优化 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要研究工作及成果 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）直驱风电场经柔直并网系统的振荡特性和抑制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 风电并网系统振荡问题 |
| 1.2.2 风电场经柔直并网系统振荡分析方法 |
| 1.2.3 风电场经柔直并网系统振荡的特性和机理 |
| 1.2.4 风电场经柔直并网系统振荡抑制技术 |
| 1.2.5 大规模风电场并网系统的等值建模 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第2章 直驱风电场经柔直并网系统的小信号模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 直驱风电场经VSC-HVDC并网系统结构 |
| 2.3 直驱风电机组动态模型 |
| 2.3.1 轴系模型 |
| 2.3.2 同步发电机动态模型 |
| 2.3.3 直流侧动态模型 |
| 2.3.4 锁相环动态模型 |
| 2.3.5 集电线路动态模型 |
| 2.3.6 机侧换流器控制模型 |
| 2.3.7 网侧换流器控制模型 |
| 2.4 VSC-HVDC系统的动态模型 |
| 2.4.1 交流侧动态模型 |
| 2.4.2 锁相环动态模型 |
| 2.4.3 直流侧动态模型 |
| 2.4.4 整流器控制模型 |
| 2.4.5 逆变器控制模型 |
| 2.5 小信号模型及验证 |
| 2.5.1 接口模型 |
| 2.5.2 小信号模型 |
| 2.5.3 时域仿真验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 直驱风电场经柔直并网系统的振荡特性及机理分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 直驱风电场并入柔直整流站的振荡特性及机理 |
| 3.2.1 场内/场网次同步振荡特性分析 |
| 3.2.2 VSC-HVDC接入对直驱风电场并网系统稳定性的影响 |
| 3.2.3 基于正反馈循环的失稳机理分析 |
| 3.3 柔直逆变站接入交流电网系统的失稳机理分析 |
| 3.3.1 基于右半平面零点限制的稳定性分析 |
| 3.3.2 基于正反馈循环的失稳机理分析 |
| 3.3.3 小干扰稳定性分析 |
| 3.3.4 仿真分析与验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 直驱风电场经柔直并网系统的振荡抑制策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 反馈线性化控制的设计 |
| 4.3 反馈线性化滑模控制的设计 |
| 4.4 控制器设计 |
| 4.5 SSO抑制效果和鲁棒性评估 |
| 4.6 优越性评估 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 大规模直驱风电场经柔直并网系统等值建模 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传统等值建模方法的适用性分析 |
| 5.2.1 等值原则 |
| 5.2.2 振荡模式分析的适用性 |
| 5.2.3 风机参数优化的适用性 |
| 5.3 基于相似变换理论的等值建模方法 |
| 5.3.1 原理 |
| 5.3.2 两机经柔直并网系统的等值建模 |
| 5.3.3 多机经柔直并网系统的等值建模 |
| 5.3.4 算例分析及验证 |
| 5.3.5 等值模型的使用导则 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 后续研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）带恒功率负载DC/DC变换器的复合非线性控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 DC/DC变换器建模研究现状 |
| 1.2.2 DC/DC变换器控制研究现状 |
| 1.2.3 带恒功率负载的DC/DC变换器控制研究现状 |
| 1.3 课题来源 |
| 1.4 本文主要研究内容及框架 |
| 第二章 带恒功率负载的Boost变换器模糊自适应反步滑模控制 |
| 2.1 系统描述及精确反馈线性化设计 |
| 2.1.1 状态平均建模 |
| 2.1.2 基于微分几何理论的精确反馈线性化方法 |
| 2.2 模糊自适应反步滑模设计 |
| 2.3 仿真结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 带恒功率负载的多电平Boost变换器复合非线性控制 |
| 3.1 系统描述及其非线性模型 |
| 3.2 控制器的设计 |
| 3.3 仿真结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实验样机设计与实验验证 |
| 4.1 硬件设计 |
| 4.2 软件设计 |
| 4.2.1 DSP开发平台 |
| 4.2.2 控制策略的程序设计 |
| 4.2.3 ADC采样与设置 |
| 4.3 带恒功率负载的Boost变换器实验结果 |
| 4.4 带恒功率负载的NxDC/DC多电平Boost变换器实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间论文发表情况 |
（4）连续波泥浆脉冲器自抗扰控制器控制软件开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 连续波泥浆脉冲器的国内外现状 |
| 1.2.1 连续波泥浆脉冲器的国外现状 |
| 1.2.2 连续波泥浆脉冲器的国内现状 |
| 1.3 永磁同步电机控制策略研究现状 |
| 1.3.1 矢量控制 |
| 1.3.2 直接转矩控制 |
| 1.3.3 现代控制方法的应用 |
| 1.4 本文的结构及主要内容 |
| 第二章 永磁同步电机的数学模型及矢量控制 |
| 2.1 永磁同步电机结构及特点 |
| 2.2 永磁同步电机的坐标系与坐标变换 |
| 2.2.1 Clark变换 |
| 2.2.2 Park变换 |
| 2.3 永磁同步电机数学模型 |
| 2.3.1 d-q同步旋转坐标系下的数学模型 |
| 2.4 永磁同步电机的矢量控制 |
| 2.5 SVPWM原理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 永磁同步电机调速系统的自抗扰控制 |
| 3.1 自抗扰控制器概述 |
| 3.1.1 自抗扰控制技术的基本原理 |
| 3.1.2 自抗扰控制技术基本结构 |
| 3.2 永磁同步电机自抗扰控制器设计 |
| 3.2.1 速度控制器设计 |
| 3.2.2 改进型ADRC速度控制器设计 |
| 3.2.3 电流控制器设计 |
| 3.3 永磁同步电机控制系统仿真研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于模型设计的PMSM控制系统软件开发 |
| 4.1 基于模型的设计简介 |
| 4.1.1 基于模型设计的概念 |
| 4.1.2 基于模型设计的流程 |
| 4.1.3 RT-Lib库简介 |
| 4.2 PMSM调速系统模型搭建 |
| 4.2.1 软件模型总框图 |
| 4.2.2 控制器设计 |
| 4.2.3 空间矢量发生器设计 |
| 4.2.4 相电流采集及坐标变换模型 |
| 4.2.5 编码器采集及转速计算模型 |
| 4.3 模型检查 |
| 4.4 Simulink嵌入式代码生成 |
| 4.4.1 模型参数配置 |
| 4.4.2 模型的系统目标文件配置 |
| 4.4.3 模型自动编译 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验验证和结果分析 |
| 5.1 实验平台的搭建 |
| 5.2 脉冲器电机调速实验及结果分析 |
| 5.2.1 脉冲器电机机械调制性能测试 |
| 5.2.2 脉冲器电机抗扰性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（5）6/3定子单向磁通开关磁阻电机非线性模型的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.2 两相开关磁阻电机结构研究现状 |
| 1.3 开关磁阻电机非线性建模方法研究现状 |
| 1.3.1 插值迭代法建模研究现状 |
| 1.3.2 函数拟合法建模研究现状 |
| 1.3.3 快速仿真法建模研究现状 |
| 1.3.4 智能法建模研究现状 |
| 1.4 国内外文献综述的简析 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于函数拟合法的两相6/3开关磁阻电机非线性建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 两相6/3开关磁阻电机工作机理分析 |
| 2.2.1 两相6/3开关磁阻电机工作机理 |
| 2.2.2 两相6/3开关磁阻电机数学模型 |
| 2.2.3 电机静态特性仿真分析 |
| 2.3 基于函数拟合的开关磁阻电机非线性建模方法 |
| 2.3.1 降幂收敛高斯函数和反正切函数拟合方法 |
| 2.3.2 分域正交基傅里叶级数建模方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于降幂收敛高斯函数的分域正交基非线性模型研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电感上升区间的分域正交基非线性模型研究 |
| 3.2.1 基于反正切函数的非线性建模分析 |
| 3.2.2 基于降幂收敛高斯函数的非线性建模分析 |
| 3.2.3 电感上升区间建模结果分析 |
| 3.3 电感下降区间的分域正交基非线性模型研究 |
| 3.3.1 基于反正切函数的非线性建模分析 |
| 3.3.2 基于降幂收敛高斯函数的非线性建模分析 |
| 3.3.3 电感下降区间建模结果分析 |
| 3.4 零点区转矩非线性模型误差修正 |
| 3.4.1 电感上升区间转矩非线性模型修正 |
| 3.4.2 电感下降区间转矩非线性模型修正 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于网格法寻优的最小二乘支持向量机全域非线性模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于网格法参数寻优的LSSVM建模方法 |
| 4.2.1 LSSVM全域非线性建模方法 |
| 4.2.2 LSSVM模型网格法参数寻优 |
| 4.2.3 LSSVM非线性模型训练方法 |
| 4.3 LSSVM全域非线性模型研究 |
| 4.3.1 LSSVM磁链非线性模型 |
| 4.3.2 LSSVM电感非线性模型 |
| 4.3.3 LSSVM转矩非线性模型 |
| 4.4 LSSVM非线性模型的静态实验验证 |
| 4.4.1 样机电感特性实验测试 |
| 4.4.2 样机矩角特性实验测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 最小二乘支持向量机非线性模型的电机系统建模与仿真分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于LSSVM非线性模型的SRM系统建模 |
| 5.2.1 LSSVM电机本体模型 |
| 5.2.2 功率拓扑结构模型 |
| 5.2.3 电流控制环模型 |
| 5.2.4 导通区间判断模型 |
| 5.3 基于LSSVM非线性模型的SRM系统仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）基于集结优化的电力系统快速预测控制算法设计与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 模型预测控制原理及特点 |
| 1.2.1 模型预测控制原理 |
| 1.2.2 模型预测控制的特点 |
| 1.3 预测控制在电力系统中的应用 |
| 1.3.1 预测控制在电力系统中的应用及面临问题 |
| 1.3.2 电力系统快速预测控制研究现状 |
| 1.4 集结优化策略 |
| 1.4.1 集结优化策略的一般形式 |
| 1.4.2 集结优化策略的典型设计 |
| 1.5 本文主要研究内容及结构 |
| 1.5.1 研究思路及主要内容 |
| 1.5.2 文章结构 |
| 第二章 衰减集结预测控制方法及稳定性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 改进的衰减集结预测控制算法 |
| 2.2.1 衰减集结预测控制的一般形式 |
| 2.2.2 衰减集结预测控制一般形式的稳定性条件 |
| 2.2.3 衰减集结预测控制一般形式的特点及存在问题 |
| 2.2.4 改进的衰减集结预测控制策略及稳定性分析 |
| 2.3 简化的累积增量模型衰减集结预测控制算法 |
| 2.3.1 累积增量式状态空间模型 |
| 2.3.2 累积增量模型衰减集结预测控制及存在问题 |
| 2.3.3 简化的累积增量模型衰减集结预测控制算法 |
| 2.4 仿真验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于轨迹预估的FCS-MPC在直流变换器控制中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单端正激式直流变换器模型 |
| 3.2.1 变换器周期平均等效模型 |
| 3.2.2 变换器周期内细化模型 |
| 3.3 基于轨迹预估的FCS-MPC方法 |
| 3.3.1 直流变换器FCS-MPC策略 |
| 3.3.2 基于衰减集结预测控制的系统轨迹预估方法 |
| 3.3.3 轨迹预估的FCS-MPC算法 |
| 3.4 仿真分析及应用 |
| 3.4.1 仿真环境 |
| 3.4.2 仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于衰减集结预测控制的并网逆变器控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 LCL型三相并网逆变器扰动跟随坐标系模型 |
| 4.2.1 LCL型三相并网逆变器结构及状态空间模型 |
| 4.2.2 旋转坐标系变换 |
| 4.2.3 并网逆变器的累积增量模型 |
| 4.2.4 扰动跟随坐标系模型建立 |
| 4.3 三相并网逆变器衰减集结预测控制方法 |
| 4.3.1 系统模型的衰减集结优化 |
| 4.3.2 三相并网逆变器衰减集结预测控制算法 |
| 4.3.3 系统稳定性分析 |
| 4.4 仿真示例及分析 |
| 4.4.1 仿真环境搭建 |
| 4.4.2 衰减集结预测控制仿真 |
| 4.4.3 与经典MPC控制效果对比 |
| 4.4.4 模型参数不匹配下的控制效果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于集结优化滚动时域估计的永磁同步电机预测控制方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 永磁同步电机状态估计模型 |
| 5.2.1 永磁同步电机状态估计双模型结构 |
| 5.2.2 状态估计系统结构及符号说明 |
| 5.3 滚动时域估计方法 |
| 5.3.1 全信息最优估计 |
| 5.3.2 滚动时域估计 |
| 5.3.3 实时修正近似到达代价项的新方法 |
| 5.4 基于集结优化滚动时域估计的双模耦合结构观测器 |
| 5.4.1 双模耦合结构观测器设计 |
| 5.4.2 集结优化滚动时域估计及优化问题的标准二次型转换 |
| 5.4.3 永磁同步电机集结优化滚动时域估计策略 |
| 5.5 永磁同步电机衰减集结预测控制 |
| 5.5.1 永磁同步电机预测控制模型 |
| 5.5.2 永磁同步电机预测控制器参考值设定 |
| 5.5.3 衰减集结预测控制器的约束处理及算法实现 |
| 5.6 仿真示例 |
| 5.6.1 仿真环境 |
| 5.6.2 观测器状态估计性能 |
| 5.6.3 永磁同步电机预测控制系统性能 |
| 5.6.4 控制及估计性能对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 多微电网互联系统负荷频率控制分布式预测控制方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多微电网互联系统分布式负荷频率控制问题描述 |
| 6.3 微电网互联系统负荷频率控制系统模型 |
| 6.3.1 调速器模型 |
| 6.3.2 原动机模型 |
| 6.3.3 功率频率关系模型 |
| 6.3.4 单微电网区域内负荷频率控制模型 |
| 6.3.5 多微电网互联系统模型 |
| 6.3.6 多微电网互联系统分布式控制模型 |
| 6.4 基于数据驱动的分布式衰减集结预测控制算法 |
| 6.4.1 分布式迭代计算模型结构 |
| 6.4.2 控制模型的数据驱动表达方式 |
| 6.4.3 基于数据驱动方法的分布式衰减集结预测控制 |
| 6.4.4 系统名义稳定性分析及算法实施步骤 |
| 6.5 仿真示例 |
| 6.5.1 仿真环境 |
| 6.5.2 系统仿真 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（7）无刷直流电机的分数阶建模与控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 分数阶微积分理论研究现状 |
| 1.2.1 分数阶系统辨识研究现状 |
| 1.2.2 分数阶系统建模研究现状 |
| 1.2.3 分数阶控制器研究现状 |
| 1.3 无刷直流电机的研究现状 |
| 1.3.1 无刷直流电机系统建模研究现状 |
| 1.3.2 无刷直流电机研究现状 |
| 1.4 本文主要类容 |
| 第二章 分数阶微积分基础 |
| 2.1 分数阶微积分基本概念 |
| 2.1.1 几个常用函数 |
| 2.1.2 分数阶微积分的定义 |
| 2.1.3 分数阶微积分的性质 |
| 2.2 分数阶微积分算子的数值实现 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 无刷直流电机控制系统建模 |
| 3.1 无刷直流电机介绍 |
| 3.1.1 电机本体 |
| 3.1.2 电子换向器 |
| 3.1.3 位置传感器 |
| 3.2 无刷直流电机矢量控制系统 |
| 3.2.1 矢量控制 |
| 3.2.2 空间矢量脉宽调制(SVPWM) |
| 3.2.3 无刷直流电机矢量控制系统 |
| 3.3 无刷直流电机数学模型 |
| 3.4 无刷直流电机仿真模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 无刷直流电机分数阶建模 |
| 4.1 无刷直流电机实验平台 |
| 4.2 分数阶阶次参数辨识 |
| 4.2.1 分数阶微积分算子的整数阶近似 |
| 4.2.2 分数阶积分算子仿真实验 |
| 4.2.3 分数阶阶次的获取 |
| 4.3 无刷直流电机分数阶模型验证 |
| 4.3.1 模型验证方案 |
| 4.3.2 模型验证实验和仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 无刷直流电机分数阶PIλDμ控制器设计 |
| 5.1 遗传算法基本理论 |
| 5.1.1 染色体编码 |
| 5.1.2 适应度函数 |
| 5.1.3 遗传算子 |
| 5.1.4 运行参数 |
| 5.2 分数阶PIλDμ的基本理论 |
| 5.3 基于遗传算法的分数阶PIλDμ控制器设计 |
| 5.3.1 确定编码方式及初始染色体数目 |
| 5.3.2 确定适应度函数 |
| 5.3.3 确定遗传算子 |
| 5.3.4 确定遗传算法的中止条件 |
| 5.4 基于无刷直流电机系统的分数阶PIλDμ的设计及仿真研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 无刷直流电机分数阶滑模控制的控制器设计 |
| 6.1 滑模控制理论 |
| 6.1.1 滑模控制基本原理 |
| 6.1.2 滑模控制的抖振问题 |
| 6.2 基于分数阶滑模的控制器设计 |
| 6.2.1 分数阶滑模控制器设计 |
| 6.2.2 基于分数阶滑模控制器的无刷直流电机转速控制 |
| 6.3 仿真实例 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（8）电励磁双凸极电机宽速域运行电流控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源和应用背景 |
| 1.2 双凸极电机宽速域运行电流控制技术的研究现状 |
| 1.2.1 双凸极电机电流控制技术的概述 |
| 1.2.2 低速电流塑形方法和转矩脉动抑制技术 |
| 1.2.3 中低速方波电流换相控制方法以及换相角度优化 |
| 1.2.4 高速弱磁控制方法 |
| 1.3 本文的主要研究工作和内容安排 |
| 第二章 同步换相控制方法研究 |
| 2.1 单相换相过程分析 |
| 2.1.1 单相换相过程的数学模型 |
| 2.1.2 提前角优化控制的分析 |
| 2.1.3 通过同步控制过零点实现提前角度的自适应优化 |
| 2.2 三相同步换相控制方法 |
| 2.2.1 三相电流塑形和矢量控制策略 |
| 2.2.2 三相换相过程的数学模型 |
| 2.3 自适应角度控制率设计 |
| 2.3.1 零稳态误差的控制率求解 |
| 2.3.2 鲁棒性和抗扰性能提升 |
| 2.4 同步换相控制方法的运行极限 |
| 2.4.1 同步换相控制的运行极限分析 |
| 2.4.2 基于同步换相方法的弱磁运行控制策略 |
| 2.5 同步换相控制方法的性能验证 |
| 2.5.1 控制系统框图和算法实现细节 |
| 2.5.2 同步换相控制方法的仿真分析 |
| 2.5.3 同步换相控制方法的实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于旋转矢量模型的弱磁控制方法研究 |
| 3.1 双凸极电机的旋转矢量模型 |
| 3.1.1 等效电机模型和电感矩阵的坐标变换 |
| 3.1.2 旋转坐标系下的电感特性分析 |
| 3.1.3 旋转坐标系下的电压方程和转矩方程 |
| 3.2 基于正弦旋转矢量模型的弱磁控制方法 |
| 3.2.1 弱磁控制算法的解析求解 |
| 3.2.2 电压极限和电流极限的确定 |
| 3.2.3 弱磁运行控制策略 |
| 3.3 弱磁运行控制策略的仿真研究 |
| 3.3.1 仿真模型和仿真方法 |
| 3.3.2 弱磁控制仿真结果和两种弱磁控制策略的机械特性对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 谐波注入控制方法研究 |
| 4.1 等效模型和磁场空间分布的求解 |
| 4.1.1 电励磁双凸极电机的磁阻归一化等效模型 |
| 4.1.2 励磁磁场空间分布的求解 |
| 4.1.3 电枢磁场空间分布的求解 |
| 4.2 谐波形式基本方程的推导和分析 |
| 4.2.1 谐波形式的转矩方程和电压方程 |
| 4.2.2 电感成分分析 |
| 4.2.3 转矩成分分析 |
| 4.3 电流谐波注入算法的求解 |
| 4.3.1 以绕组损耗优化为目标 |
| 4.3.2 以抑制转矩脉动为目标 |
| 4.4 电流谐波注入算法的验证 |
| 4.4.1 优化损耗的谐波注入算法的验证 |
| 4.4.2 抑制谐波转矩的谐波注入算法的验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文工作总结 |
| 5.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录 实验样机三相电感各次谐波的幅值和相位数据表 |
（9）高精度激光追踪测量若干关键技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光跟踪测量系统发展和现状 |
| 1.2.1 国外激光跟踪测量系统发展状况 |
| 1.2.2 国内激光跟踪测量系统发展状况 |
| 1.3 激光跟踪控制技术 |
| 1.4 激光跟踪测量系统精度保证及仪器校准方法 |
| 1.4.1 激光跟踪测量系统精度保证 |
| 1.4.2 激光跟踪仪校准方法 |
| 1.5 数控装备几何精度检测技术 |
| 1.5.1 移动部件的直接测量 |
| 1.5.2 空间几何精度的测量 |
| 1.5.3 激光跟踪测量系统直接测量 |
| 1.6 课题来源和主要研究内容 |
| 1.6.1 课题来源 |
| 1.6.2 课题基本思路及主要研究内容 |
| 第2章 激光追踪测量理论基础 |
| 2.1 跟踪原理 |
| 2.2 PSD模块工作原理 |
| 2.3 多边定位测量原理 |
| 2.3.1 确定基站坐标及初值 |
| 2.3.2 计算被测点实际坐标 |
| 2.4 三坐标测量机空间误差补偿原理 |
| 2.4.1 几何误差分离 |
| 2.4.2 空间误差合成与补偿 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 激光追踪测量系统设计 |
| 3.1 设计目标 |
| 3.1.1 性能指标 |
| 3.1.2 设计简要分析 |
| 3.2 关键机械部件设计及分析 |
| 3.2.1 设计依据与原则 |
| 3.2.2 轴系结构设计 |
| 3.2.3 轴系微调结构设计 |
| 3.2.4 标准球微调结构设计 |
| 3.2.5 轴系调节流程 |
| 3.3 光学系统设计及分析 |
| 3.3.1 激光干涉测量系统 |
| 3.3.2 光学系统仿真分析 |
| 3.4 控制系统设计及分析 |
| 3.4.1 零部件质量计算 |
| 3.4.2 电机参数计算 |
| 3.4.3 电机选型方案 |
| 3.4.4 永磁同步电机模型 |
| 3.4.5 永磁同步电机控制方案 |
| 3.4.6 控制系统仿真分析 |
| 3.5 激光追踪仪第一代样机 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 轴系精度对测量系统影响研究 |
| 4.1 激光追踪仪轴系特点 |
| 4.2 轴系误差分析 |
| 4.2.1 轴系几何误差分析 |
| 4.2.2 轴系回转误差分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 激光追踪测量系统的系统误差补偿方法 |
| 5.1 基于误差模型的系统误差补偿方法 |
| 5.1.1 轴系原生几何误差模型 |
| 5.1.2 轴系衍生几何误差模型 |
| 5.1.3 轴系综合几何误差模型 |
| 5.2 基于综合几何误差模型的仿真分析 |
| 5.3 基于外部标准件的系统误差补偿方法 |
| 5.3.1 系统测距误差中常数项部分的测量方法 |
| 5.3.2 外部标准件的基本结构 |
| 5.3.3 系统测距误差中常数项部分的测量流程 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 试验研究与分析 |
| 6.1 轴系回转误差试验研究 |
| 6.1.1 试验模型 |
| 6.1.2 试验方案与试验设备 |
| 6.1.3 试验结果 |
| 6.1.4 结论与讨论 |
| 6.2 仪器系统的系统误差补偿试验研究 |
| 6.2.1 试验方案与试验设备 |
| 6.2.2 试验结果 |
| 6.2.3 结论与讨论 |
| 6.3 激光追踪仪跟踪性能试验研究 |
| 6.4 基于多边法的三坐标测量机垂直度误差试验研究 |
| 6.4.1 试验方案 |
| 6.4.2 试验结果 |
| 6.4.3 结论与讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所取得的学术成果 |
| 致谢 |
（10）开关磁阻电机系统可靠性评估与提高方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 概述 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 电力电子系统可靠性研究现状 |
| 1.3 开关磁阻电机系统可靠性研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 开关磁阻电机系统可靠性评估方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SRM系统可靠性评估方法 |
| 2.3 器件级可靠性评估 |
| 2.4 系统级可靠性评估 |
| 2.5 不同冗余策略下的可靠性分析 |
| 2.6 所提模型普适性验证 |
| 2.7 实验验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 基于在线故障诊断及修正策略选择的SRM系统可靠性提高方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 中点电压特征分析 |
| 3.3 所提故障诊断方法 |
| 3.4 修正策略的可靠性定向选择 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于新型功率变换器拓扑的SRM系统可靠性提高方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 新型集成化拓扑 |
| 4.3 传统控制策略的实施 |
| 4.4 新型控制策略的实施 |
| 4.5 器件选型 |
| 4.6 故障模式分析 |
| 4.7 容错运行 |
| 4.8 可靠性提高效果验证 |
| 4.9 仿真分析 |
| 4.10 实验验证 |
| 4.11 本章小结 |
| 5 不同相电流检测方法下SRM系统的可靠性评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 提出的相电流检测方法 |
| 5.3 可靠性分析 |
| 5.4 仿真分析 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 本文的主要工作 |
| 6.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、非线性直流电机仿真模型系统的建立（论文参考文献）
- [1]数字孪生建模方法及其在热力系统优化运行中的应用研究[D]. 高学伟. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [2]直驱风电场经柔直并网系统的振荡特性和抑制策略研究[D]. 邵冰冰. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [3]带恒功率负载DC/DC变换器的复合非线性控制策略研究[D]. 罗玮. 广西大学, 2021
- [4]连续波泥浆脉冲器自抗扰控制器控制软件开发[D]. 李家鹏. 西安石油大学, 2021(09)
- [5]6/3定子单向磁通开关磁阻电机非线性模型的研究[D]. 王志余. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]基于集结优化的电力系统快速预测控制算法设计与应用[D]. 陈文博. 上海交通大学, 2020(01)
- [7]无刷直流电机的分数阶建模与控制[D]. 吴雨林. 江苏科技大学, 2020(03)
- [8]电励磁双凸极电机宽速域运行电流控制技术研究[D]. 卞张铭. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [9]高精度激光追踪测量若干关键技术[D]. 宋辉旭. 北京工业大学, 2020(06)
- [10]开关磁阻电机系统可靠性评估与提高方法研究[D]. 徐帅. 中国矿业大学, 2019(04)