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[发明专利]X型对称H桥三电平Buck变换控制方法及实施装置-CN201010269491.1有效
发明人：张云;夏长亮;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2010-09-01 - 公布日： 2011-01-19 - 主分类号： H02M3/07 文献下载
摘要：本发明涉及功率变换技术领域。为提供高效、低成本电平Buck直流变换方法及实施装置，本发明采取的技术方案是：X型对称H桥三电平Buck变换器控制方法及实施装置，输入直流电源经过两个容量值相等的串联电容分成三个电平；X型对称H桥左半桥的上桥臂由两个功率开关串联，通过一个箝位二极管与直流输入侧的串联电容的中点相连，下桥臂为一个高耐压功率二极管；右半桥与左半桥为X型对称半桥；左右半桥的输出端均可输出三电平电压，其差即为X型对称H桥输出的三电平窄脉冲直流电压，左右半桥的输出端经过由滤波电感、滤波电容串联的滤波电路，在滤波电容两端得到稳定的直流输出电压，为负载提供能量。本发明主要应用于稳定的直流输出电压。
对称电平 buck 变换控制方法实施装置

[发明专利]一种新型的升压斩波电路级联结构-CN201010170204.1有效
发明人：夏长亮;王志强;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2010-05-12 - 公布日： 2010-10-13 - 主分类号： H02M3/155 文献下载
摘要：本发明属于电力电子技术领域，涉及一种新型的升压斩波电路级联结构，包括升压斩波电路、接在升压斩波电路输出端的滤波储能电容，所述级联结构组成的升压斩波电路，包括n个按照常规电路搭建的升压斩波电路单元以及连接在升压斩波电路单元之间的级联用二极管和换流用功率开关管，n个升压斩波单元的输出端采用串联方式，每个单元的输出端均通过一个换流用功率开关管串联连接。本发明具有结构简单，扩展性强的优点。
一种新型升压电路级联结构

[发明专利]一种级联型升压斩波电路的控制方法-CN201010189949.2有效
发明人：夏长亮;王志强;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2010-06-02 - 公布日： 2010-10-06 - 主分类号： H02J3/38 文献下载
摘要：本发明属于电机控制领域，涉及一种级联型升压斩波电路的控制方法，该方法所涉及的级联型升压斩波电路由普通升压斩波电路、以及连接在升压斩波电路单元之间的级联用二极管和换流用功率开关管组成；本发明针对采用级联型升压斩波电路为调速环节的永磁风力发电系统，提出一种控制方法，该方法采用转速电流双闭环结构，通过对输出占空比的判断给定换流信号，实现级联升压斩波电路运行状态的改变，从而扩展调速范围。本发明采用传统的转速电流双闭环形式，不增加复杂的控制算法，仅采用PI控制算法，便于处理器运行，具有方法简单，可靠性高的特点。
一种级联升压电路控制方法

[发明专利]双馈风力发电机多目标混合粒子群优化设计方法-CN201010168820.3有效
发明人：夏长亮;乔照威;王慧敏;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2010-05-11 - 公布日： 2010-09-15 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明属于电机优化设计领域，涉及一种双馈风力发电机多目标混合粒子群优化设计方法：(1)确定双馈风力发电机的约束条件和待优化的设计变量，并建立子目标函数方程，构成多目标函数；(2)以待优化的设计变量构造变量空间，根据目标值优劣构造种群的非支配解集；(3)利用Pareto占优机制，进行非支配解集排序，以非支配解为核心确定种群小生境，建立粒子速度更新机制，最终获得双馈风力发电机最优设计方案；(4)按照最优设计方案制造样机，检验电机实际运行指标并与设计方案给出的指标比较，如其超出运行指标要求范围，调整性能设计方案。本发明提出的电机优化设计方法，能够提高风力发电系统整体经济效益和风能利用率。
风力发电机多目标混合粒子优化设计方法

[发明专利]一种基于球面规划的永磁球形电动机定子绕组通电方法-CN200910069443.5有效
发明人：夏长亮;郭辰;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2009-06-26 - 公布日： 2010-09-01 - 主分类号： H02P6/00 文献下载
摘要：本发明属于永磁球形电动机电流控制的技术领域，涉及一种基于球面规划的永磁球形电动机定子绕组通电方法，首先提出了针对3层54个定子绕组的永磁球形电动机的静态转矩模型，然后，根据定子绕组的分布对球面区域进行了规划，划分出72个球面子区域，用以对检测出来的转子位置状态进行归类。对各个子区域中的定子绕组进行标号，设计出了不同状态下定子绕组的通电规则，在各种状态下，54个定子绕组都有18个同时通电。根据永磁球形电动机动力学控制中的期望转矩和永磁球形电动机的静态转矩模型，求解出了18个定子绕组所通的电流值。应用本发明的通电策略，便于对永磁球形电动机进行分辨率较高的连续控制，能够实现各种复杂的连续轨迹跟踪。
一种基于球面规划永磁球形电动机定子绕组通电方法

[发明专利]三电平Boost变换器升压电感的选值方法-CN201010138180.1有效
发明人：夏长亮;谷鑫;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2010-04-02 - 公布日： 2010-07-28 - 主分类号： H02M3/06 文献下载
摘要：本发明属于直流变换器设计领域，涉及一种三电平Boost变换器升压电感的选值方法，包括如下步骤：确定三电平Boost变换器的预期工作模式，为连续导电模式还是不连续导电模式，若为连续导电模式，则确定工作模式是电感独立供能模式还是电感-电容供能模式，给出计算不连续导电模式和连续导电模式的临界电感值的公式和计算电感独立供能模式与电感-电容供能模式间的临界电感的公式；根据临界电感公式、变换器的工作模式及相关参数确定升压电感取值。根据本发明给出的方法，可合理地选取升压电感的感值，从而有效地避免由于电感过小无法满足变换器设计要求或电感过大造成的材料浪费。
电平 boost 变换器升压电感方法

[发明专利]多物理场混合驱动三自由度球形电机-CN201010126231.9有效
发明人：夏长亮;李斌;史婷娜;李洪凤;李桂丹 -专利权人：天津大学
申请日： 2010-03-17 - 公布日： 2010-07-14 - 主分类号： H02N2/00 文献下载
摘要：本发明属于电机制造技术领域，涉及一种多物理场混合驱动三自由度球形电机，包括支撑部分、定子和球形转子三部分。支撑部分包括底座，固定在底座上的球形定子壳，定子壳顶端开设有圆孔；定子壳上半球沿与赤道平行方向均匀分布一层或一层以上的绕组安装孔；定子包括定子绕组和超声振子，定子绕组由绕组轴和线圈构成，绕组轴的直径略小于绕组安装孔内径，其顶部穿过压缩弹簧置于绕组安装孔内；超声振子固定在底座上，其上端为内锥形，与球形转子相配合；球形转子沿赤道平行方向均匀嵌入多层永磁体磁极。本发明的电机结构可靠，改善了电机的转矩特性，提高了电机控制系统设计的灵活性。
物理混合驱动自由度球形电机

[发明专利]直驱式风电系统中三电平逆变器中点电位漂移抑制方法-CN201010138389.8有效
发明人：夏长亮;谷鑫;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2010-04-02 - 公布日： 2010-06-30 - 主分类号： H02M7/44 文献下载
摘要：本发明属于大容量直驱式永磁同步风力发电系统能量转换装置控制领域，涉及一种三电平逆变器中点电位漂移抑制方法，包括下列步骤：确定三电平Boost变换器的工作模式，计算临界电感值，并确定升压电感取值；采集直驱式风电系统的发电机转速信号和三电平Boost变换器直流侧两个电容电压信号；微控制器根据实际转速与参考转速的差值进行PI调节后输出三电平Boost变换器升压比的参考值d*；对直流侧两个电容电压信号求差后与0的差值进行另一路的PI调节后输出开关信号间的相差的参考值θ*；计算两个开关器件各自的导通和关断时刻，控制两个开关器件的导通和关断。本发明在没有增加调节中点电位的电路的前提下，能有效地抑制三电平逆变器直流侧中点电位漂移。
直驱式风电系统电平逆变器中点电位漂移抑制方法

[发明专利]基于博弈论的电机优化设计方法-CN200810153428.4有效
发明人：夏长亮;陈炜;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2008-11-26 - 公布日： 2009-09-02 - 主分类号： H02K15/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于博弈论的电机优化设计方法，包括下列步骤：(1)确定电机设计中的待优化变量，建立分目标函数方程和约束方程；(2)确定非劣解集，并将其作为博弈论中的策略集；(3)将优化目标作为博弈方，分目标函数及望目特征作为各博弈方的效用，按照与各个分目标函数的相关性将设计变量分解为各博弈方的策略，按照上述步骤将电机最佳设计方案求解问题转化成一个博弈问题，其中各博弈方可以互相合作，目的就是要尽可能增大各方的效用(4)采用合作博弈的方法从纳什均衡解出发综合优化各优化目标得出总体最优解。本发明充分考虑不同优化目标之间的关系，搜索综合最优解，缩短了电机设计周期、降低了开发难度，为电机优化设计实现智能化奠定了基础。
基于博弈论电机优化设计方法

[发明专利]一种基于神经网络的永磁球形电动机逆运动学求解方法-CN200910068314.4有效
发明人：夏长亮;郭辰;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2009-03-31 - 公布日： 2009-09-02 - 主分类号： G06N3/02 文献下载
摘要：本发明属于永磁球形电动机逆运动学求解的技术领域，涉及一种基于神经网络的永磁球形电动机逆运动学求解方法：推导求得永磁球形电动机的正向运动学模型；采用前馈神经网络对永磁球形电动机逆运动学进行建模，输入层有三个神经元，分别输入永磁球形电动机转子位置在笛卡尔空间中的三个坐标值；输出层也有三个神经元，分别输出永磁球形电动机三个欧拉角的数值。隐含层的神经元数目待定；根据永磁球形电动机的正运动学模型得到用于对此前馈神经网络进行训练的训练样本；采用Levenberg-Marquardt优化算法，用训练样本对前馈神经网络进行训练，确定该神经网络的结构，本发明提出的方法，能避开复杂的正运动学求逆运算。
一种基于神经网络永磁球形电动机运动学求解方法

[发明专利]基于四开关逆变桥的电机单电流传感器控制方法及装置-CN200810154695.3无效
发明人：夏长亮;李志强;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2008-12-30 - 公布日： 2009-06-10 - 主分类号： H02P6/06 文献下载
摘要：本发明涉及电机控制技术领域，提供一种基于四开关逆变桥的电机单电流传感器控制装置，通过采用电流、速度双闭环的电机控制方式，产生基于四开关逆变桥的三相永磁无刷直流电机运行所需的梯形波电流波形，电机a相和b相绕组连接到四开关逆变桥的两个桥臂，c相绕组接到两个串联电容的中点，所述的控制装置包括微控制器、与微控制器相连的驱动电路和位置传感器，所述的驱动电路通过四开关逆变桥与受控电机相连，控制装置还包括连接在四开关逆变桥的两个串联电容的中点与电机绕组之间的单相电流传感器，其所采集的c相电流信号被送入微控制器。本发明同时提供一种控制方法。本发明具有结构简单，易于实现，在节省成本的同时保持了良好的动、静态性能。
基于开关逆变桥电机电流传感器控制方法装置

[发明专利]基于模糊专家系统多目标粒子群的电机优化设计方法-CN200810153138.X有效
发明人：夏长亮;陈炜;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2008-11-18 - 公布日： 2009-05-06 - 主分类号： H02K15/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于模糊专家系统多目标粒子群优化算法的电机优化设计方法，采用基于目标距离的多目标粒子群优化算法进行电机优化设计，利用模糊专家系统引入电机设计专家经验根据粒子目前各目标适应度引导粒子群向最优解集运动，最终获得电机设计的最优解集。本发明利用专家经验引导粒子群向最优解集运动，削弱随机选取的初始解对求解结果的影响，提高多目标粒子群优化算法求解的精度和速度，加快开发周期。
基于模糊专家系统多目标粒子电机优化设计方法

[发明专利]基于神经网络辨识器的永磁球形电动机力学解耦控制方法-CN200810053828.8有效
发明人：夏长亮;郭辰;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2008-07-11 - 公布日： 2009-02-18 - 主分类号： G05B13/02 文献下载
摘要：本发明属于永磁球形电动机动力学控制技术领域，涉及一种球形电动机力学解耦控制方法，该方法包括伺服控制器，还包括按照下列步骤建立的神经网络前馈控制器：建立球形电动机的动力学方程；建立两层神经网络辨识器，所述神经网络辨识器的输入信号为球形电动机输出的位置角向量θ(α，β，γ)，输出信号为前馈补偿力矩向量(τ_nα，τ_nβ，τ_nγ)^T；采用带有附加动量的权值调节公式训练所述的神经网络辨识器；对神经网络辨识器进行在线辨识，实现力矩向量(τ_nα，τ_nβ，τ_nγ)^T的前馈补偿。本发明提供的方法能够有效减弱模型估计误差和系统外部扰动影响。
基于神经网络辨识永磁球形电动机力学控制方法

[发明专利]电磁调压式多自由度球形超声波电机-CN200810052908.1有效
发明人：夏长亮;李斌;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2008-04-25 - 公布日： 2008-09-17 - 主分类号： H02N2/00 文献下载
摘要：本发明属于超声波电机制造技术领域，涉及一种电磁调压式多自由度球形超声波电机，包括机壳、带有输出轴的球转子和固定在机壳上的定子，在所述的球转子外套有耐磨圆环，在所述圆环的表面设置有多个永磁磁片，在机壳上还固定有多对电磁极，每个电磁极由铁芯和缠绕铁芯的绕组线圈构成，电磁极的对数与所述磁片极对数相同，位置与所述磁片相对应，通过改变电磁极绕组线圈的电流来调节永磁磁片和电磁极之间的作用力。本发明的多自由度球形超声波电机，结构更为可靠，转子预压力可控，改善了电机的运行特性，提高电机控制系统设计的灵活性。
电磁调压自由度球形超声波电机

[发明专利]永磁无刷直流电机无齿轮电梯曳引装置-CN200710057326.8有效
发明人：夏长亮;陈炜;史婷娜 -专利权人：天津大学
申请日： 2007-05-11 - 公布日： 2008-06-25 - 主分类号： B66B11/04 文献下载
摘要：本发明属于电梯拖动控制技术领域，涉及一种永磁无刷直流电机无齿轮电梯曳引装置，该种电梯曳引装置包括永磁无刷直流电机、绳轮、电磁制动器、制动盘、控制器，其中，制动盘和绳轮安装在永磁无刷直流电机的转子轴上；永磁无刷直流电机由转子和定子组成，转子表面粘贴径向充磁永磁体，定子采用集中绕组，用于驱动绳轮，提供拖动轿厢所需要的转矩；绳轮，通过与钢丝绳之间的摩擦力矩牵引轿厢上下运动；制动臂受电磁制动器控制，用于在停电等情况下让绳轮停止转动；控制器，用于控制永磁无刷直流电机四象限运行。本发明提供的电梯曳引装置具有高效率、低成本、体积小、出力大、调速范围大、安全可靠等优点。
永磁直流电机齿轮电梯装置

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