深潜救生艇电力系统新型变换器研究

来源 :海军工程大学学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guisq2
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为了解决应用于我国深潜救生艇电力系统中的DC-DC变换器存在的电压增益低、主要器件电压和电流应力高等问题,首先在分析开关电感Boost变换器、耦合电感Boost变换器以及耦合电感三电平Boost变换器各自优缺点的基础上,提出了一种基于双耦合电感的新型高增益三电平变换器;然后,分析了该变换器的衍生过程以及具体的工作机理,推导了电压增益公式,分别计算了主要器件的电压、电流应力;最后,通过仿真以及所搭建的200 W样机进行了实验.结果表明:该变换器具有升压增益高、器件电压和电流应力低,以及电压等级低等优点;理论分析与仿真和实验结果一致,验证了理论分析的正确性以及所提出变换器的有效性和实用性.
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为了探索研究实艇的流水孔方案设计,基于滑移网格和内外域交互的计算方法,以含上层建筑流水孔的局部艇体模型为研究对象,对不同缩比的方形流水孔在不同吃水下的溢流进行了数值模拟,并对比分析了不同缩比的方形流水孔的上层建筑余水容积、余水高度、孔口流量以及流量系数等参数的变化规律.研究结果表明:流水孔的缩比越小,即流水孔的尺寸越大,非水密上层建筑内余水的容积和余水的高度变化值越快,流水孔的流量越大;此计算方法和相关结论可为实艇的流水孔设计提供一定的理论支撑.
为提高利用舰船轴频电场进行舰船定位与轨迹探测的精度,设计了一款融合轴频电场幅值信息和相位信息的扩展卡尔曼滤波器.在空间直角坐标系下,结合浅海中水平时谐电偶极子电场解析式和遗传算法建立了位置计算模型,确定了场源到场点的距离.针对舰船定位时受到各种因素的影响导致定位效果难以达到理想精度的现状,提出了融合轴频电场幅值信息和相位信息的扩展卡尔曼滤波器.仿真结果表明:该滤波器可使定位误差降低约80%,有效地提高了利用舰船轴频电场进行舰船定位的精度.
二极管中点箝位三电平变流器具有广泛的工业应用,针对其算法实现复杂的问题,将三电平参考电压矢量转化为两电平参考电压矢量,再结合成熟的两电平SVPWM算法简化三电平算法的实现过程.同时,针对三电平拓扑中点电位不平衡问题,提出了一种中点电压PI控制方式,分析了上下电容电压差值与中点电流的关系,通过PI控制器将电容电压差值作为中点电流的给定值,以保持中点电位平衡.仿真和实验验证了三电平矢量分解SVPWM算法和中点电位平衡控制策略的有效性.
为了给超混沌系统在保密通信中的应用提供理论支撑,研究了一类含交叉项、立方项和常数项的超混沌系统的全局有限时间同步和全局渐近同步问题.首先,采用广义线性状态误差反馈控制器建立了该类超混沌系统的两个有限时间同步架构,应用有限时间稳定性理论和代数不等式技巧证明了该类超混沌系统的有限时间同步定理;然后,再将该定理应用于超混沌Rabinovich系统,进一步证明和优化了一些有限时间同步条件;最后,通过实例仿真,对超混沌Rabinovich系统的有限时间同步和渐近同步进行了比较,验证了所得结果的有效性.
为了解释炼钢过程中固态夹杂物比液态夹杂物更易去除的现象,基于分离过程中受力分析,建立了描述八面体和板状夹杂物穿过钢-渣界面行为的数学模型.与传统数学模型相比,本模型考虑了夹杂物周围钢-渣界面变形引起的界面变形阻力.同时,采用该模型研究了各相(钢液、渣和夹杂物)界面张力和顶渣黏度等因素对固态夹杂物穿过钢-渣界面分离行为的影响.结果 表明,若忽略固态夹杂物溶解过程,钢液、顶渣和夹杂物体系释放的界面自由能是固态夹杂物穿过钢-渣界面的驱动能,且该动能己足够保证多数固态夹杂物穿过钢-渣界面进入渣层.固态夹杂物溶解过
针对变流控制器在研发测试阶段使用实际装置高压测试环境时风险高、代价大的问题,设计了一套基于HIL的变流控制器实时仿真测试平台,通过实时仿真模型代替实际装置对变流控制器进行了实时仿真测试研究,并将实时仿真测试结果与实际装置试验结果进行了对比.结果表明:所提实时仿真测试平台能够基本准确反映变流模块的动静态特性,为后续基于实时仿真测试平台开展相关控制算法的学术研究提供了技术支撑.
针对圆筒制粒机中存在有不同量级粒径颗粒的制粒问题,本工作对现有的液桥力计算式进行了修正,建立了相对应的离散元模型,通过实验测试与仿真相结合,探讨了修正系数对颗粒运动的影响,得到了修正系数以0.6适宜;以铁矿粉混合料的堆积角为参考,通过仿真和实验测试得到了混合料的物性参数,以此为基础,探讨了铁矿粉混合料颗粒的运动规律与团聚机理及其团聚体的分布,结果表明,团聚体颗粒的自旋速度越大、所受剪切力越小,则越有利于制粒;团聚体粒径沿圆筒的径向呈现先增大后减少的变化,且在靠近混合料表层下存在一个“高效制粒区”,在该区域
为了通过水洞试验准确预测吊舱推进器的敞水性能,采用计算流体力学方法研究了阻塞比对拖式吊舱螺旋桨水动力性能的影响.首先,将不同尺度网格的计算结果与试验结果进行对比,验证了网格无关性和计算模型的可信性;然后,保持吊舱模型不变,设置不同尺度的水洞模型,模拟了不同阻塞比对吊舱螺旋桨水动力性能的影响.研究结果表明:阻塞比越小,吊舱螺旋桨的水动力性能越接近广水域工况;进速系数J0.8),吊舱整体对螺旋桨进流起减速作用,推力系数和扭矩系数随着阻塞比的增大而减小,进速系数越大,减小值越大.该研究为修正水洞试验数据、实现吊
针对传统的不连续SVPWM调制策略存在中点电位偏移较大、危及开关管与支撑电容安全的问题,以NPC型三相三电平逆变器为对象,对传统的不连续SVPWM调制策略进行优化,在保证输出波形质量的前提下,提出了一种改进的不连续SVPWM调制策略.该调制策略以综合考虑小矢量引入中点电流的性质及小矢量作用时间为判断依据,选择矢量序列,提供多个五段式矢量序列,提高不连续调制的中点电位平衡效果,弥补传统不连续调制策略的不足,并在实时仿真平台上验证了该策略的正确性与有效性.结果表明:在相同工况下,改进不连续SVPWM调制策略的
针对位场向上延拓存在边界误差的问题,根据向上延拓的原理对边界误差产生的原因进行了分析,提出了补充零边界值并用普通Kriging法对数据进行插值的方法,对插值后的区域在频域进行向上延拓,并采用绝对误差最大值占平面磁异常最大值的比例作为误差评价标准.仿真结果表明:所提的方法优于不扩边和最小曲率法扩边的向上延拓方法;向上延拓200倍点距时,误差可以比未扩边时的误差减小89.91%.实测数据延拓结果表明该方法是有效的.