【摘 要】
：
众所周知,牵引传动系统之于高速列车,好比心脏之于人类,而牵引整流器作为传动系统中最前端的模块,其输出直接决定了后续模块能否获得一个稳定的直流电压输入,故牵引整流器的安全可靠性直接决定了高速列车动力系统的稳定性。但由于高速列车的运行环境复杂且恶劣,整流器的传感器经常会发生故障,导致车载整流器的控制性能严重恶化,甚至造成牵引传动系统瘫痪。为了全面提升牵引整流器的运行安全性,本文以现代控制理论中的故障估
论文部分内容阅读
众所周知,牵引传动系统之于高速列车,好比心脏之于人类,而牵引整流器作为传动系统中最前端的模块,其输出直接决定了后续模块能否获得一个稳定的直流电压输入,故牵引整流器的安全可靠性直接决定了高速列车动力系统的稳定性。但由于高速列车的运行环境复杂且恶劣,整流器的传感器经常会发生故障,导致车载整流器的控制性能严重恶化,甚至造成牵引传动系统瘫痪。为了全面提升牵引整流器的运行安全性,本文以现代控制理论中的故障估计、故障补偿等理论为基础,对整流器的容错控制策略进行深入剖析与设计。主要内容包括:整流器建模以及控制器设计:首先,介绍单相牵引整流器的结构,并结合其内部的开关器件对电路拓扑的影响建立其状态空间模型。其次,针对该单相两电平牵引整流器,设计与之匹配的(9(9解耦控制算法,保证在系统在无故障工况下具有良好的控制性能,使系统在容错控制下仍然保持高输出性能成为可能。基于Luenberger观测器的容错控制算法性能分析:在简要分析Luenberger观测器的基本原理后,针对上述整流器模型设计状态观测单元,通过应用控制理论的零极点配置法使得观测误差快速收敛。通过构建残差变量,将残差与阈值进行比较以实现故障诊断,并进一步应用控制环路重构的思想将重构变量替代测量值以实现“容错”。基于网侧电流、直流链电压传感器故障估计的整流器容错控制方法设计:建立服务于容错控制的整流器广义线性切换系统模型,并针对该模型合理地设计线性降阶观测器使得观测误差指数收敛,以达到对故障进行精确估计的目标。在此基础上,进一步通过应用故障补偿策略将传感器故障对控制环路的负面影响尽可能地削弱,实现针对传感器故障的整流器容错控制。基于网侧电压传感器故障估计的整流器容错控制方法设计:由于网侧电压传感器的测量输出被建模为整流器的控制输入,故本文将该传感器的故障问题转化为增广系统执行器的故障问题。通过对增广系统设计未知输入观测器,完成对网侧电压传感器故障的精确估计。此外,在观测器设计过程中将鲁棒性因素考虑在内,确保该故障估计方法对不确定性扰动具有强鲁棒性。
其他文献
列车控制系统的响应延迟会导致列车运行过程中的速度跟踪性能差、不安全运行和能源浪费。而随着高速铁路的快速发展,更高的性能指标,如更快的运行速度、更大的发车密度等,对多列车的高追踪性能和高安全性等性能提出了更高的要求。本文主要分析了单列车在节能优化、跟踪控制以及时滞方面的国内外研究现状,以运行过程中的高速列车为研究对象,考虑运行中的高速列车含有状态时滞以及参数不确定性,提出三个控制指标,以控制指标为衡
绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor,IGBT）在电力电子系统中应用广泛,其因老化而产生的失效若不能提前被发现,可能会造成系统性的损坏,甚至造成重大灾难。本文主要研究基于特征参数的IGBT老化状态监测方法和寿命预测方法,以实现IGBT老化状态的实时评估,在老化失效前发出预警,以提高电力电子系统运行的可靠性和运维的经济性。在详细分析IGBT老化失效机
信息传播技术的发展,使得图片、文本和视频数据等高维数字信息在网络中呈现指数式增长,让数据分析及预测的发展受到了极大地限制。如何有效地解决高维海量数据带来的种种问题,成为数据挖掘和机器视觉领域的研究热点之一。另外,多样化数据的快速增长让数据标签的获取成本愈加不受控制。因此,基于半监督数据的特征选择方法成为数据降维领域的重要研究内容。特别地,基于最小二乘回归的稀疏特征选择方法通过设计高效的模型,学习并
车轮轮辋疲劳裂纹,可能导致车轮崩塌,引起列车车辆脱轨。本文以CRH2型动车组拖车车轮及轮辋疲劳裂纹行为为研究对象,以带裂纹拖车车轮台架试验、裂纹扩展和载荷条件为基础,探索车轮疲劳裂纹萌生、扩展和安全性分析方法,结果表明:（1）与台架试验车轮轮辋初始裂纹几何与载荷一致,建立了轮对有限元主模型+轮辋裂纹子模型,探索了车轮轮辋微裂纹尖端K因子的三维计算方法,计算获得了轮辋表面椭圆裂纹长短轴的三维K因子,
三元乙丙橡胶（EPDM）因其耐高温,耐腐蚀等特性,以及优良的绝缘性能,广泛用作车载电缆终端主绝缘材料。而由于终端恶劣的运行工况及复杂的制备工艺,难免在绝缘层上引入气隙、杂质等绝缘微缺陷,从而引发电树枝,最终导致绝缘故障。考虑到终端在运行过程中,主绝缘层长期遭受高温影响,对电树枝的引发及生长产生极大影响;为此,本文通过开展加速热老化试验,研究了热老化对EPDM微观结构和电树枝生长特性的影响,并分析了
超级电容器作为一种新型的安全储能装备而被广泛的关注,其中决定超级电容器性能最主要的是电极材料的选择。目前,多孔炭材料是超级电容器中应用范围最广的材料。木质素（Lignin）,与纤维素和半纤维素作为生物质三种主要组分,是天然芳香族大分子,具有含碳量高的特点,其来源广泛,储量丰富。研究开发高性能木质素基多孔炭电极材料,对实现木质素高值化利用具有重要的意义。本论文采用热压液化的方式对木质素进行活化,通过
无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术凭借其环境适应性强、灵活性好和可靠性高等优点已经被广泛应用于军事武器、工业设备和家用电器等领域。根据传能机理的不同,WPT技术主要分为电磁辐射式、超声波式、电场耦合式和磁场耦合式四种,其中,磁感应式无线电能传输（Inductive Power Transfer,IPT）技术凭借其较强的功率传输能力和较高的传输效率等优点得到了
电动汽车在实际使用过程中,需要将多个单体电池进行串并联,才可以满足动力需求。但是单体电池在出厂之前会存在不一致性问题,并且这种不一致性问题会随着电池组的反复使用逐渐严重,降低了串联电池组的实际使用容量,甚至会引起电池组燃烧、爆炸。因此,为了有效地解决串联电池组中单体电池之间的不一致性问题,电池均衡技术已经被广泛应用于串联电池组中。本文首先介绍了电池均衡电路的研究现状,分析了其工作原理,以电动汽车的
高强质轻、多功能复合一直是金属基复合材料研究的重点方向。表层致密、中间多孔的具有三明治结构的金属基复合材料是近年来发展起来的一种新型复合材料,表层致密的结构保留了传统金属材料的优异力学性能,而心部的多孔结构可以有效降低材料的密度,同时保留多孔材料的一些特性。具有该种复合结构的金属基复合材料在机械工程、航空航天、汽车、高速列车等领域均有很好的应用价值。本论文在Fe-Ni-P合金和多孔Fe-N合金研究
吊弦作为弓网接触悬挂重要组成部分,在承力索、接触线之间起着传递应力和振动的作用。在吊弦其长期服役过程中,由弓网相互作用引起的吊弦频繁振动受力成为吊弦的行为常态,由此容易引起断裂失效问题。同时,由于大部分区段吊弦长时间暴露在露天环境,极容易受风霜雨雪等恶劣天气影响,这也加剧了吊弦的疲劳失效。考虑到当前吊弦服役研究尤其是环境工况下吊弦疲劳寿命研究尚存在一些不足,同时疲劳寿命预测方法有待改进,因此,本文