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永磁同步牵引电机全速域双模式模型预测控制策略
1
作者 孙振耀 徐帅 +2 位作者 任冠州 马光同 池茂儒 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期748-757,I0029,共11页
有限集模型预测控制因具有多目标多约束的控制特性以及较好的动态控制性能,在中压大功率牵引传动领域得到较多关注。轨道车辆牵引电机调速范围较广,在高速弱磁域要求达到最大直流母线电压利用率。但是,传统有限集模型预测控制过调制能... 有限集模型预测控制因具有多目标多约束的控制特性以及较好的动态控制性能,在中压大功率牵引传动领域得到较多关注。轨道车辆牵引电机调速范围较广,在高速弱磁域要求达到最大直流母线电压利用率。但是,传统有限集模型预测控制过调制能力有限,进入过调制后电流跟踪性能下降,无法最大化变流器直流母线侧电压利用率,实现方波运行。针对此问题,提出一种双模式模型预测控制方法,在线性速度范围内采用传统单步长预测控制,在高速弱磁域内采用一种改进多步长模型预测控制方法,实现牵引电机全速域工况运行。首先,建立永磁同步电机线性速度域内的预测电流模型和目标函数;其次,分析电机在方波工况下的交直流电流轨迹特征,引入多步长预测以计算电流轨迹平均值,建立基于电流平均值的目标函数,从而确定最优的换流时刻;再次,提出双滞环结构控制模式切换方法,实现线性控制模式和方波控制模式的平滑切换;建立前馈弱磁控制计算模型,实现高速弱磁区域的参考电流给定;最后,通过稳态和暂态实验结果验证所提出控制算法的有效性。 展开更多
关键词 轨道车辆 模型预测控制 永磁同步电机 方波 弱磁控制 多步长预测
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基于GM(1,1)-IPSO-BP的重载铁路小半径曲线钢轨磨耗预测方法
2
作者 张斌 高玉祥 +2 位作者 陈再刚 王开云 时瑾 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期115-122,131,共9页
为实现重载铁路小半径曲线段钢轨磨耗量的精准预测,提出一种非等间距灰色模型GM(1,1)与改进粒子群算法(IPSO)优化BP神经网络相结合的钢轨磨耗预测方法。首先,根据积分原理优化GM(1,1)非等间距模型的背景值计算方法,基于改进的模型得到... 为实现重载铁路小半径曲线段钢轨磨耗量的精准预测,提出一种非等间距灰色模型GM(1,1)与改进粒子群算法(IPSO)优化BP神经网络相结合的钢轨磨耗预测方法。首先,根据积分原理优化GM(1,1)非等间距模型的背景值计算方法,基于改进的模型得到实测磨耗序列的初步预测结果;然后,利用IPSO算法对BP神经网络的权值和阈值进行自动寻优,对GM(1,1)模型初步预测序列的残差进行校正;最后,将优化后的两种模型组合构建基于GM(1,1)-IPSO-BP的重载铁路小半径曲线地段钢轨磨耗量预测模型。以某重载铁路桥上半径400 m曲线为例,利用长期的磨耗监测数据进行方法的适用性分析,研究结果表明:GM(1,1)-IPSO-BP模型克服了磨耗数据的非线性、随机性特征对计算结果的影响,预测精度优于单独使用GM(1,1)、IPSO-BP模型;背景值优化后的GM(1,1)模型预测准确性更可靠;IPSO优化算法提高了BP神经网络计算的精度和速度;预测结果和实测数据之间的相对误差不大于4%;在预测区间上的绝对误差小于0.4 mm,运用该方法能够较准确地得到钢轨磨耗的发展规律。研究结果可为重载铁路小半径曲线钢轨的精准维修和科学使用提供参考。 展开更多
关键词 钢轨磨耗 GM(1 1)模型 小半径曲线 BP神经网络 重载铁路 粒子群算法
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高温超导磁浮多参量监测方法及智能状态识别
3
作者 郑珺 庞鹏 +1 位作者 杨浩 杨博 《电工技术学报》 CSCD 北大核心 2024年第S1期1-13,共13页
因恶劣磁场环境激励下超导块材内部温升与悬浮力之间的关系目前仍未可知,所以超导块材内部温升实时监测手段还有待提高。该文搭建了针对超导块材热力学-动力学特性的测试装置,利用Halbach永磁轮产生交变磁场。研究发现,随着永磁轮交变... 因恶劣磁场环境激励下超导块材内部温升与悬浮力之间的关系目前仍未可知,所以超导块材内部温升实时监测手段还有待提高。该文搭建了针对超导块材热力学-动力学特性的测试装置,利用Halbach永磁轮产生交变磁场。研究发现,随着永磁轮交变磁场频率的增加,超导块材内部温升呈现逐渐增加的趋势。同时,该文提出了一种结合超导块材温-振特性和BP神经网络(BPNN)的非接触式新型温升测试方法。以逐级加速磁场下的温升-振动数据集为例,利用小波分解提取振动加速度特征,结合BPNN对温升进行识别,准确率可达到99.9%以上。进而研究了超导块材在对极型永磁轨道产生的0.06~0.15 T磁场不平顺激励下的动态特性与内部温升之间的内在关系,识别准确率同样超过99.5%。该文旨在为未来高温超导磁悬浮列车的智能监测和故障诊断提供参考。 展开更多
关键词 超导悬浮器 磁悬浮列车 温升 振动 BP神经网络 智能监测
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基于混合ANPC逆变器的永磁电机解耦预测控制策略 被引量：1
4
作者 徐帅 孙振耀 +3 位作者 任冠州 姚春醒 池茂儒 马光同 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期6075-6085,共11页
永磁电机具有效率高、启动快、过载能力强及噪声小等优点,已被成功应用于大功率交流传动系统。为解决传统Si基变流器开关频率低造成电机转矩动态响应慢、转矩脉动大的问题,文中结合SiC器件耐高温和开关频率高的特点,将Si/SiC协同的三电... 永磁电机具有效率高、启动快、过载能力强及噪声小等优点,已被成功应用于大功率交流传动系统。为解决传统Si基变流器开关频率低造成电机转矩动态响应慢、转矩脉动大的问题,文中结合SiC器件耐高温和开关频率高的特点,将Si/SiC协同的三电平有源中点钳位型(active neutral-point-clamped,ANPC)逆变器混合拓扑引入到永磁电机驱动系统。首先研究Si/SiC混合ANPC逆变器拓扑的运行原理与换流模式,分析不同换流模式下的损耗分布规律及调制策略。结合模型预测控制技术的多目标和多约束特性,提出基于混合ANPC逆变器的永磁电机高解耦预测控制策略,以实现Si/SiC混合拓扑中Si器件的低频运行和SiC器件的高频运行。稳态和暂态实验结果证实了所提控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 有源中点钳位型逆变器 永磁电机 解耦控制 模型预测控制 碳化硅
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