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关键词： 汽车   多级变速器   传动系统   卡尔曼滤波器   预测控制   仿真  

摘要： 为了提高多级变速器传动系统动力学预测控制精度和运动的稳定性,创建了多级变速器传动系统简图模型,根据拉格朗日定律建立了传输系统的动力学模型.分析了传动系统外部干扰因素,采用卡尔曼滤波器对传动系统角速度、输出轴和离合器扭矩进行了估计,并对预测控制误差进行在线修正,从而建立离散时间状态空间模型.采用Matlab软件对卡尔曼滤波器预测控制结果进行仿真验证,并且与传统比例-微分-积分(PID)控制结果进行对比和分析.结果显示:当传动系统产生的信号为随机信号时,采用PID控制,不仅跟踪误差较大,而且反应速度较慢;但是采用卡尔曼滤波器预测控制,不仅跟踪误差较小,而且反应速度较快.采用卡尔曼滤波器预测控制,能够自适应修正预估阶段,降低噪声对传动系统的影响,提高多级变速器动力学跟踪精度和运动的稳定性.

关键词： VSG   强电网   耦合   零极点   相位前馈补偿  

摘要： 基于虚拟同步发电机技术(VSG)的并网变流器在强电网中稳定裕度低，且阻尼和调频系数存在耦合，易引发有功振荡问题，严重影响其稳定运行。对此，本文提出一种基于零极点重塑相位前馈补偿型VSG控制方法。首先，建立VSG小信号模型，探明VSG在强网下有功振荡及参数耦合机理，指出增大系统阻尼会提高系统稳定性，但同时会影响系统原有的稳态特性。为解决参数耦合问题，直接去除原有阻尼项，并在有功控制回路上新增一个相位前馈补偿项，在不影响原有稳态特性前提下为系统提供阻尼。进一步，结合校正理论重塑系统零极点，可改变有功开环传递函数的零极点位置，实现对有功振荡的抑制，提高系统在强网下的运行稳定性。最后，通过硬件在环平台验证理论分析和所提方法的正确性和有效性。

关键词： 功率器件   隔离栅极驱动   信号-功率复合传输   单隔离通道   时分复用   双向传输  

摘要： 在中高压应用中，传统的隔离栅极驱动采用双隔离通道分别传输驱动信号和驱动功率，存在信号延迟大、尺寸大和成本高的问题。单隔离通道下驱动信号-功率复合传输，是实现功率模块和驱动系统集成化、低成本、高性能的关键技术。针对现有驱动信号-功率初级复合传输方法中存在信号占空比范围受限、无法双向传输、功率传输不稳定等问题，本文提出了一体化驱动的信号-功率时分复用传输架构及方法，聚焦传输时序、调制方式、实现电路等关键技术提供了高效可靠的设计方案。针对驱动信号在宽范围下高保真传输的要求，深入分析了制约驱动信号传输性能的关键因素，并形成了驱动信号、调制载波以及电路带宽的三者相互影响规律，为毫瓦级驱动信号与瓦级驱动功率复合传输奠定理论基础。进一步地，本文采用共享链路型时分复用技术，突破了现有一体化传输中难以在驱动信号全占空比范围下实现驱动电平稳定传输和双向信号兼容传输的关键难题，研制了一款基于隔离反激变换器的一体化驱动器，采用脉冲占空比调制和异步时序正向传输驱动信号与驱动能量以及反向传输以脉冲幅值调制实现故障信号。样机采用平面PCB隔离变压器，尺寸低至20 mm×17 mm×16 mm，驱动信号占空比范围覆盖0%和100%，信号频率最高达100kHz，实现了驱动信号、驱动功率以及反向故障信号的全双工一体化传输。

关键词： 占空比   CLLC谐振电路   高频变压器   绕组损耗   圆形利兹线  

摘要： 为了快速准确地计算CLLC谐振电路变压器的利兹线绕组损耗，本文利用集肤效应与邻近效应之间的正交关系，将绕组损耗分为集肤效应和邻近效应损耗分别进行计算，这样可以避免绕组端部效应造成的误差。首先利用了占空比进行邻近效应的损耗计算，通过分析CLLC谐振电路变压器上的电流表达式，将其与集肤效应和邻近效应损耗公式相结合，总结出了CLLC谐振电路变压器绕组损耗的经验计算公式。最后，设计制作了CLLC谐振电路的变压器，并进行了Maxwell仿真与实验测量验证，通过与修正后的Tourkhani模型进行比较。结果显示，本文提出的CLLC变压器利兹线绕组损耗模型能够精确计算CLLC变压器中利兹线绕组的损耗，从而实现对CLLC谐振电路中变压器利兹线绕组损耗的准确预测。

关键词： 功率MOSFET   热阻   K系数   瞬态热阻抗   结构函数   RC模型  

摘要： 功率MOSFET器件以其高开关速度广泛应用于电源开关等领域，然而在开关过程中发热不可避免，因而其热阻更为重要，直接影响器件的可靠性。本文根据JEDEC JESD 51-1和JESD 51-14等标准进行了温度K系数校准，测试了稳态和瞬态下的结壳热阻和结环境热阻，得到了动态电学法和瞬态双界面法下的稳态结壳热阻值，通过瞬态加热测试得到了器件的瞬态热阻抗曲线和微分、积分结构函数，并对器件内部的物理层进行了热结构分析，得到了4阶Cauer和Foster网络RC模型。

关键词： 直驱型风电场   频率响应特性   电磁暂态建模   聚合等值  

摘要： 风电参与系统调频是提升新型电力系统频率安全稳定水平的重要途径之一，高效分析风电参与调频时系统的频率演化机理，亟需解决适用于电网频率响应特性分析的风电场聚合等值问题。本文建立了直驱型风电机组的通用调频控制模型，仿真分析了直驱型风电机组工作于不同运行点时的调频响应特性，发现处于不同风速区间内的同型号风电机组参与系统调频时具有显著的聚群特征，据此提出了适用于电网频率响应特性分析的直驱型风电场实用化等值方法。通过建立和对比某风电场的详细拓扑模型、本文所提等值模型、传统单机等值模型及两种典型多机等值模型在不同运行场景的调频响应特性，发现本文所提方法的等值性能明显优于其它等值方法，可以在保证计算速度的同时兼顾对详细场站频率响应特性的模拟精度，并且能较好地适应不同的风速和扰动场景。

关键词： 海上风电   频域分析   电-氢混合储能   储能优化配置   多目标规划  

摘要： 在风电场源侧配备储能可以缓解风电随机波动对电网的冲击，然而储能种类繁多、价格昂贵，在海上风电平价上网时代下经济合理地配置储能面临巨大挑战。为此，提出一种考虑海上风电多时间尺度出力波动的源侧电-氢混合储能规划方法。首先，针对风电出力多尺度波动难以准确拆分、有效分配给混合储能的问题，提出变分模态分解(variational mode decomposition， VMD)结合波动特征频谱以准确分解不同时间尺度波动分量，再通过构建模态分配矩阵模型刻画时频域波动分量与储能容量的映射关系。其次，针对海陆不同位置配置电氢混合储能的差异性，计及电-氢储能不同寿命、海-陆储能差异成本等因素进行全生命周期成本建模；此外综合考虑海上储能对输变电设备的间接降本效益以及储能系统整体转化效率，建立了适应海上风电多时间尺度功率波动的混合储能多目标规划模型。最后，针对所构建的规划模型提出一种改进规格化法平面约束法(improved normalized normal constraint， INNC)，通过空间投影适当拓展乌托邦面，在分布更广的Pareto前沿解中选择最优规划方案。通过算例仿真验证了所提方法的有效性，结果表明随着风场建设远海化，海上配储的经济性将逐渐显露。

关键词： Rectifiers   Wire   Threshold voltage   Artificial neural networks   Transistors   Radio frequency   Sensitivity   MOSFET   Logic gates   Junctions   CMOS integrated circuits   RF-dc rectifier   RF energy harvester (RFEH)   threshold voltage compensation  

摘要： In this brief, we discuss the merits of using nMOS-pMOS (NP)-type cells instead of nMOS-nMOS (NN)-or pMOS-pMOS (PP)-type cells in a single-ended, threshold-voltage compensated CMOS RF-dc rectifier. By adopting the NP-type cells, we can avoid the degradation of the generated output dc voltage due to parasitic long interconnection wire capacitance, deep N-well to P-substrate junction capacitance, and additional body effect. For comparison, we have implemented two RF-dc rectifiers in a 28-nm 1P11M CMOS process. The measured results show that the implemented RF-dc rectifier with the NP-type cells achieves 0.7-dB higher input power sensitivity and 3 x faster recharging time than the other rectifier with the NN-type cells.

关键词： 直流微电网   柔性互联   功率交换   双向下垂控制  

摘要： 利用低压直流智能软开关(Low Voltage DC Soft Open Point，LVDC-SOP)可实现多个低压直流微电网可控的柔性互联，如何实现合理灵活的子网间功率交换是其需要解决的关键问题。为此，该文针对多端口LVDC-SOP提出了一种计及标幺化电压差值和功率裕度的双向下垂控制策略。建立了基于标幺化直流母线电压差值的功率交换规则。在此基础上，提出了多端口LVDC-SOP双向下垂控制策略，并设计了子网功率裕度影响因子，下垂系数在工作范围内可平滑连续变化。所提策略可根据子网母线电压和功率裕度的变化，实时调节子网间交换功率，同时可兼顾LVDC-SOP的功率交换能力和稳定性。实验结果表明所提策略可实现子网间合理灵活的功率交换，提高了子网对不平衡功率的调节能力，降低了子网直流母线电压越限风险。