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共母线开绕组永磁同步牵引电机改进级联模型预测控制
1
作者 高锋阳 吴银波 +4 位作者 徐昊 史志龙 岳文瀚 孙伟 王高强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1254-1265,共12页
为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机... 为降低共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制开关频率和控制系统对电机参数依赖性,提出一种基于变步长自适应线性神经网络(Adaline)可调参数改进级联模型预测电流控制策略。首先,针对共母线开绕组永磁同步牵引电机三矢量级联模型预测电流控制造成开关频率高的原因进行分析,剔除高开关频率和高共模电压的电压矢量,优化备选电压矢量范围,对剩余电压矢量根据其对q轴电流作用效果分组组合寻优和分配作用时间;基于变步长自适应线性神经网络改进PI控制器,使得改进PI控制器兼顾快速性与超调;然后,分析共母线开绕组永磁同步牵引电机模型预测控制参数变化特性,构建系统变步长自适应线性神经网络参数辨识模型,对电机参数分步辨识,形成参数可调节级联模型预测控制;最后,对所提策略和三矢量级联模型预测电流控制进行稳态和动态半实物测试对比。结果表明:所提策略对转矩脉动、零轴电流、总谐波畸变率、开关频率、调速超调都具有很好的抑制效果,避免了传统模型预测控制的多目标代价函数中权重系数整定和参数辨识模型构建欠秩问题,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步将共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统应用于机车牵引提供参考。 展开更多
关键词 开绕组永磁同步牵引电机 变步长自适应线性神经网络 级联模型预测 转矩脉动 零轴电流 参数分步辨识 开关频率
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内置U型永磁电机电磁优化及振动噪声抑制
2
作者 高锋阳 岳文瀚 +3 位作者 高建宁 徐昊 孙伟 吴银波 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第4期71-83,共13页
为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动... 为提高内置U型永磁同步电机电磁性能及抑制电机低频振动噪声,提出一种U一型磁极结构并结合Halbach充磁方式、转子开槽的电机拓扑。首先,推导电机相关电磁性能表达式,分析定转子间气隙径向磁通密度、径向电磁力密度的低频振动和噪声波动构成。其次,采用解析法与有限元法得到气隙径向电磁力时空分布,利用参数敏感度分析法、参数扫描法和响应面法对所选转子拓扑参数进行多目标优化并得到最优参数解。最后,将U一磁极结构空载反电动势、径向磁通密度、齿槽转矩、输出转矩、转矩脉动、径向电磁力密度、振动加速度和声压级与4种U型磁极结构进行对比分析;并结合电磁场、机械场和声场对U一型电机结构进行验证。结果表明,通过在U型磁极结构上增设一型磁极、改变充磁方式、dq轴开槽调制气隙磁场正弦度,使得电机齿槽转矩降低91.3%,空载反电动势提高53 V,输出转矩提高39.6%,气隙中径向电磁力波的各阶次谐波幅值均有所下降,各频率下定子总成振动加速度降低明显,电机周身声压级最大值处下降9 dB,下降率为10.1%。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机(IPMSM) 低频振动噪声 Halbach充磁 磁场调制 多物理场耦合 频谱分析
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等体积错位分段永磁电机电磁优化及降振减噪
3
作者 高锋阳 岳文瀚 +3 位作者 高建宁 徐昊 孙伟 吴银波 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第6期12-25,共14页
为提高内置U型永磁同步电机电磁性能同时降低电机周身振动噪声,提出聚磁式等体积错位分段内置U型永磁同步电机。首先,推导电机气隙磁通密度、空载反电动势及输出转矩等电磁性能表达式和径向电磁力、振动速度、加速度等电磁振动表达式。... 为提高内置U型永磁同步电机电磁性能同时降低电机周身振动噪声,提出聚磁式等体积错位分段内置U型永磁同步电机。首先,推导电机气隙磁通密度、空载反电动势及输出转矩等电磁性能表达式和径向电磁力、振动速度、加速度等电磁振动表达式。其次,探究单独增设磁障结构、错位结构和Halbach充磁结构对电机电磁性能影响。最后,对电机结构参数进行分析及寻优,对比5种U型磁极永磁同步电机电磁性能、电磁振动和噪声波动。研究结果表明,所增设4种结构对电机性能影响明显,电磁性能方面,增设磁障、错位结构和辅助槽能提高电机输出转矩降低齿槽转矩,Halbach充磁能改善输出转矩、径向气隙磁通密度分布以及径向电磁力分布,三者结合可使电机输出转矩得到提升,输出转矩更加平滑,齿槽转矩和转矩脉动降低明显;振动噪声方面,增设辅助槽结构大幅抑制径向电磁力8、16次谐波幅值;增设磁障结构能抑制电机低频振动加速度,增设错位结构和Halbach充磁能抑制电机高频振动加速度,4种结构配合可使空间8、16次径向电磁力明显下降,在时间4倍频和6倍频振动加速度得到明显抑制,电机最大声压级及机械强度满足电机运行要求,并加工出永磁电机转子样件。 展开更多
关键词 内置U型永磁同步电机 转子辅助槽 降振减噪 多目标遗传算法 Halbach充磁 转矩优化
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永磁同步电机全速域鲁棒模型预测电流控制
4
作者 高锋阳 冯阳博 +2 位作者 祖河 吴银波 徐淑芬 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第10期4661-4673,共13页
为解决永磁同步电机模型预测控制受逆变器直流母线电压供给侧限制导致调速范围有限,运行过程中电机参数发生变化引起控制性能下降的问题,提出永磁同步电机全速域鲁棒模型预测电流控制策略。首先,基于电机数学模型建立永磁同步电机模型... 为解决永磁同步电机模型预测控制受逆变器直流母线电压供给侧限制导致调速范围有限,运行过程中电机参数发生变化引起控制性能下降的问题,提出永磁同步电机全速域鲁棒模型预测电流控制策略。首先,基于电机数学模型建立永磁同步电机模型预测控制系统,将全速域运行范围划分为基速区与弱磁区,依据分析结果设定电流极限圆与电压极限圆等约束条件;其次,计算电机端电压对于直流母线电压的利用率与定子电流矢量偏移角度,判断电机当前速度所在的运行范围,在基速区以下采用MTPA控制,基速区以上采用超前角弱磁控制;再次,对预测模型参数敏感性进行分析,采用扩展卡尔曼滤波器对电机定子电感与定子电阻在线辨识,并在预测模型中实时更新,同时使用积分误差代价项消除电流稳态误差,结合给定跟踪型代价函数作为比例误差代价项构建一种PI型代价函数;最后,搭建硬件在环仿真平台验证所提控制策略可行性。结果表明:相较于模型预测控制,所提控制策略在维持模型预测控制动态响应快的基础上有效拓宽了电机运行速域,降低了控制系统对电机参数依赖,大幅减小因电机参数失配导致的稳态误差,提升了控制系统的鲁棒性。研究结果为进一步实现宽速域高效率永磁同步电机控制提供参考。 展开更多
关键词 永磁同步电机 代价函数 扩展卡尔曼滤波 弱磁控制 参数辨识
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共母线开绕组永磁同步牵引电机级联模型预测电流控制 被引量：4
5
作者 高锋阳 吴银波 +3 位作者 徐昊 史志龙 岳文瀚 孙伟 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3321-3334,共14页
为抑制共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统转矩脉动和由共模电压以及三次谐波反电动势作用于零轴回路产生的零序电流,提出一种自抗扰级联模型预测电流控制方法。首先,在第1级采用第1个有效电压矢量使得q轴电流增加,第2个有效电压矢... 为抑制共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统转矩脉动和由共模电压以及三次谐波反电动势作用于零轴回路产生的零序电流,提出一种自抗扰级联模型预测电流控制方法。首先,在第1级采用第1个有效电压矢量使得q轴电流增加,第2个有效电压矢量使得q轴电流减小,这一新的筛选组合规则将2个有效矢量根据对q轴电流作用效果分组寻优和作用时间分配;其次,在第2级对第1级所选有效电压矢量的零轴分量局部寻优,在第3级对第1级和第2级优化后系统产生的零轴电流分量采用极性相反的零矢量进行矢量分类寻优抑制,并精确分配作用时间;然后,在第4级对前3级所选电压矢量进行开关状态局部寻优,确定最优电压矢量的低开关频率状态组合作用于逆变器。最后,引入自抗扰控制减少电机启动加速过程中的调速超调,并对所提策略和双矢量模型预测电流控制进行稳态和动态仿真对比。结果表明:所提策略对转矩脉动、零轴电流、总谐波畸变率、开关频率和调速超调都具有很好的抑制效果,避免了传统模型预测控制的多目标代价函数中权重系数整定,对系统的控制性能有明显的提升作用。研究结果为进一步对共母线开绕组永磁同步牵引电机传动系统弱磁控制进行究,以及将驱动控制系统应用于机车牵引提供参考。 展开更多
关键词 开绕组永磁同步牵引电机 级联模型预测 转矩脉动 零轴电流 自抗扰控制
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基质及插穗对北美红杉扦插生根的影响 被引量：2
6
作者 徐红梅 吴银波 +3 位作者 黄发新 管兰华 李明鹤 李传涵 《湖北林业科技》 2022年第1期1-4,共4页
北美红杉是重要的园林绿化和用材树种,种子繁殖发芽率低且采种困难,扦插繁殖成活率较高,林业生产上以扦插繁殖为主。通过不同种类采穗圃产生的穗条在不同的扦插基质中的扦插试验,研究不同穗条来源和不同扦插基质对北美红杉扦插生根率的... 北美红杉是重要的园林绿化和用材树种,种子繁殖发芽率低且采种困难,扦插繁殖成活率较高,林业生产上以扦插繁殖为主。通过不同种类采穗圃产生的穗条在不同的扦插基质中的扦插试验,研究不同穗条来源和不同扦插基质对北美红杉扦插生根率的影响,结果表明,珍珠岩、蛭石、河沙(1∶1∶1)生根率最高;第Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ类插穗生根率最高,新梢抽生能力强,生长较快,无明显年龄效应和位置效应。 展开更多
关键词 北美红杉 扦插 基质 插穗 年龄效应 位置效应
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2种北美红杉埋干萌芽采穗圃营建技术研究 被引量：1
7
作者 徐红梅 黄发新 +3 位作者 吴银波 管兰华 李明鹤 李传涵 《湖北林业科技》 2021年第6期7-10,共4页
北美红杉是从美国引进的优良园林和用材树种,生产上采穗圃营建受到忽视,普通采穗圃来源的插穗生根容易产生年龄效应和位置效应。本研究建立实生幼苗埋干采穗圃、优树根接埋干采穗圃2种类型的采穗圃,通过统计分析,比较每种类型采穗圃的... 北美红杉是从美国引进的优良园林和用材树种,生产上采穗圃营建受到忽视,普通采穗圃来源的插穗生根容易产生年龄效应和位置效应。本研究建立实生幼苗埋干采穗圃、优树根接埋干采穗圃2种类型的采穗圃,通过统计分析,比较每种类型采穗圃的穗条产量和质量、营建难易度等特征,结果表明:①2种类型的采穗圃其单株采穗量、亩产穗条量都具有类似的规律;②优树根接埋干采穗圃的各年度单株穗条产量、亩产穗条量都高于实生幼苗埋干采穗圃,表明优树根接埋干采穗圃是适合我国北美红杉扦插繁殖的采穗圃类型。 展开更多
关键词 北美红杉 埋干萌芽采穗圃 穗条产量
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浠水坡地不同植被类型土壤水分特征研究
8
作者 崔鸿侠 刘学全 +2 位作者 冯雯 陈伟 吴银波 《湖北林业科技》 2009年第3期10-13,共4页
为了解不同植被类型土壤水资源的变化规律,选择浠水县荒坡地、农耕地、马尾松林地和农林复合地(桃树+黄花菜)4种典型植被类型为研究对象,通过样地调查与试验测定其土壤水分物理特征变化规律,结果表明:各植被类型土壤容重表现为荒坡地(1.... 为了解不同植被类型土壤水资源的变化规律,选择浠水县荒坡地、农耕地、马尾松林地和农林复合地(桃树+黄花菜)4种典型植被类型为研究对象,通过样地调查与试验测定其土壤水分物理特征变化规律,结果表明:各植被类型土壤容重表现为荒坡地(1.57)>桃树+黄花菜(1.51)>农耕地(1.49)>马尾松(1.45);土壤总孔隙度表现为马尾松(44.97%)>农耕地(43.70%)>桃树+黄花菜(42.82%)>荒坡地(40.52%);0～40cm层土壤饱和蓄水量表现为马尾松(179.89mm)>农耕地(174.80mm)>桃树+黄花菜(171.03mm)>荒坡地(162.07mm)。不同植被类型的0～40cm层土壤饱和蓄水量季节变化规律均表现为9月>6月>3月>12月。 展开更多
关键词 浠水县 坡地 植被类型 土壤水分特征
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亚美马褂木扦插繁殖技术研究 被引量：4
9
作者 管兰华 蒋祥娥 +6 位作者 蔡桁 徐红梅 王建 陈红林 吴银波 杨寒 曹健 《四川林业科技》 2022年第1期97-101,共5页
以亚美马褂木优良品种为对象,采穗圃当年生穗条作插穗,研究了扦插季节、基质、植物生长调节剂等对生根的影响。研究结果表明:(1)不同季节扦插生根率显著不同,夏季扦插生根率最高为57.3%,其次是秋季扦插(40.3%),生根率最低是春季扦插(24.... 以亚美马褂木优良品种为对象,采穗圃当年生穗条作插穗,研究了扦插季节、基质、植物生长调节剂等对生根的影响。研究结果表明:(1)不同季节扦插生根率显著不同,夏季扦插生根率最高为57.3%,其次是秋季扦插(40.3%),生根率最低是春季扦插(24.7%)。(2)不同扦插基质生根率差异极显著,珍珠岩+蛭石+河沙(1∶1∶1)为基质的生根率最高为65.1%,其次为蛭石+河沙(1∶1)(59.6%)、珍珠岩+河沙(1∶1)(52.3%)、河沙(51.9%)、泥炭土(40.3%)、黄土(33.5%)。(3)ABT1号、GGR7号、911、NAA、IBA等5种植物生长调节剂对扦插生根率具有极显著的影响,从植物生长调节剂整体效果来看ABT1号>NAA>GGR7号>IBA>911;处理时间的效果是1h>3h>10s>6h。1000 mg·L^(−1)ABT1号处理1h生根率最高达88.8%。 展开更多
关键词 亚美马褂木 采穗圃 季节 基质 植物生长调节剂
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鹅掌楸属树种无性繁殖技术 被引量：2
10
作者 管兰华 蒋祥娥 +5 位作者 蔡桁 曹健 王建 陈红林 徐红梅 吴银波 《湖北林业科技》 2021年第2期84-86,共3页
鹅学楸属Liriodendron属于木兰科Magnoliaceae,现仅存鹅掌揪L.chinense(Hemsl.)Sarg.和北美鹅学锹L.tulipifera L.2个种,成为东亚与北美洲际间断分布的典型实例。南京林业大学利用鹅掌楸与北美鹅掌楸开展种间人工杂交,创造了一个新树种... 鹅学楸属Liriodendron属于木兰科Magnoliaceae,现仅存鹅掌揪L.chinense(Hemsl.)Sarg.和北美鹅学锹L.tulipifera L.2个种,成为东亚与北美洲际间断分布的典型实例。南京林业大学利用鹅掌楸与北美鹅掌楸开展种间人工杂交,创造了一个新树种——杂交马褂木,现正式命名为亚美马褂木L.sino-americanum P.C.Yieh ex Shang et Z.R.Wang,是鹅掌楸与北美鹅掌楸人工杂交后代的总称。 展开更多
关键词 洲际间断分布 南京林业大学 无性繁殖技术 北美鹅掌楸 木兰科 人工杂交 东亚与北美
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