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[发明专利]一种具有角频率自反馈的信号跟踪滤波器-CN202211273011.8有效
发明人：张海峰;卫庚奎;郑世强;毛琨;陈宝栋;邓丽蓉;刘壮 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-10-18 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： H03H17/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有角频率自反馈的信号跟踪滤波器，包括：同频信号提取模块、相位跟踪补偿模块、PI反馈控制模块。同频信号提取模块用于从输入信号中提取基频分量，基频信号为输出信号；相位跟踪补偿模块基于输出信号与输入信号获得脉冲控制信号，并通过脉冲控制信号获得直流控制信号；PI反馈控制模块基于直流控制信号获得同频提取器的跟踪频率，反馈至输入端。本发明可以在没有角频率输入的情况下对采集到的信号进行处理，滤除信号中的高次谐波，提取出基频信号并进行相位补偿，实现对基频信号的精确跟踪，可以广泛应用于复杂信号处理过程。
一种具有角频率反馈信号跟踪滤波器

[发明专利]一种大惯量负载永磁电机无位置传感器控制的可靠启动系统-CN202310711455.3在审
发明人： 陈宝栋;李少琪;孙沛儒;文通;张海峰 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-06-15 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： H02P21/22 文献下载
摘要：本发明涉及一种大惯量负载永磁电机无位置传感器控制的可靠启动系统，属于永磁同步电机的控制领域。根据电机的总转矩需求，动态地调整输入参考频率的高效启动；为了确定电机的总转矩需求，采用基于电压电流模型的磁链观测器，针对计算磁链过程中存在的积分误差和电流采样误差，提出一种非线性磁链观测器，对误差进行校正，从而精确估计总转矩需求；将总转矩需求与额定电流下最大安全转矩对比，通过单向比例控制器动态调整输入参考频率，将转子限制在安全区内，直至将转子拖动至目标转速；为了实现从位置开环到闭环的平滑切换，采用基于虚拟坐标系角度误差补偿的切换方案。基于本系统，无位置传感器控制的永磁同步电机在带大惯量负载时也能实现快速、可靠地启动。
一种惯量负载永磁电机位置传感器控制可靠启动系统

[发明专利]透射光吸收阵列式原子磁强计气室温度控制装置与方法-CN202310546609.8在审
发明人：宋欣达;甘羽杉;韩邦成;索宇辰;陈宝栋;吴震东 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-05-16 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G01R33/032 文献下载
摘要：本发明公开了透射光吸收阵列式原子磁强计气室温度控制装置与方法。本发明装置包括碱金属气室，其内部充满碱金属原子、惰性气体和缓冲气体；光路系统，提供用于极化碱金属原子至SERF态和检测气室内部温度的激光，包括激光器、λ/2波片、PBS、准直器等；无磁电加热系统，对碱金属气室进行加热，并且不引入磁场噪声；磁补偿系统，补偿磁屏蔽桶内的剩磁，信号检测处理系统，用于检测和处理透过气室的光信号；闭环控制系统，控制气室内部温度。本发明方法简单方便，可以快速控制气室内部温度，不引入磁场噪声，对提升原子磁强计性能有重要影响，适用于小型化、集成化的阵列式原子磁强计。
透射光吸收阵列原子磁强计温度控制装置方法

[发明专利]一种弱磁传感器自动磁补偿方法-CN202310551558.8在审
发明人：宋欣达;段诏新;韩邦成;龙腾跃;贾乐;陈宝栋 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-05-16 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： G01R33/032 文献下载
摘要：一种弱磁传感器自动磁补偿方法，根据光强信号值控制补偿磁场强度，搜索光强信号极值点即磁场零点从而实现自动磁补偿，包括依据斐波那契数列法设计的沿抽运光束方向的磁场补偿算法和依据Nelder‑Mead单纯形法设计的垂直于抽运光束方向的平面磁场补偿算法。自动磁补偿方法的步骤为先根据斐波那契数列法控制沿抽运光束方向的补偿磁场强度，将该方向磁场补偿到误差范围内；再根据Nelder‑Mead单纯形法控制垂直于抽运光束方向的平面补偿磁场强度，将该平面磁场补偿到误差范围内，完成三轴自动磁补偿。本发明算法简便高效，既可以提升弱磁传感器磁补偿速度，又可以提高磁补偿速度稳定性，可用于阵列式弱磁传感器应用。
一种传感器自动补偿方法

[发明专利]一种无刷直流电机的换相方法及系统-CN202310478887.4在审
发明人：王坤;袁瑞;邓丽蓉;卫庚奎;张海峰;陈宝栋;毛琨;郑世强 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： H02P21/00 文献下载
摘要：本申请公开了一种无刷直流电机的换相方法及系统，方法包括以下步骤：获取无刷直流电机三相绕组的初始相电压，并对初始相电压进行滤波，得到滤波后相电压信号；基于滤波后相电压信号进行相位超前变换，得到相位超前角度和超前变换后信号；基于超前变换后信号和滤波后相电压信号的相位关系，得到换相误差量和换相误差角度；校正换相误差量，得到校正后相电压信号；基于校正后相电压信号确定换相信号，并基于换相信号控制无刷直流电机完成换相。本申请通过对三相电压信号进行处理，将由低通滤波器和软硬件带来的滞后角度补偿回去，实现信号相位超前并还原成原始电压信号，之后再进行过零点检测得到换相信号，实现高精度的换相。
一种直流电机方法系统

[发明专利]一种基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统-CN202310280822.9在审
发明人： 陈宝栋;卫庚奎;杨全耀;钟清;邓丽蓉 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2023-03-22 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： H02P21/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于虚拟偶次分数阶重复控制器的高速电机谐波抑制系统，提出了虚拟基频的定义，并设计偶次谐波重复控制器，仅对虚拟基频的偶次谐波进行控制，可以提高控制频率，增强动态性能；采用基于二阶拉格朗日插值的分数阶延时环节，对延时系数的小数部分进行拟合，减小系统谐振频率与实际谐波频率的偏差，提高谐波抑制精度；其次，采用具有线性相位的低通滤波器，并将低通滤波器移出重复控制内模，可精确补偿滞后的相位并减小电流谐波在高频段的跟踪误差。本发明可以加快谐波抑制的动态响应、提高谐波抑制的准确性以及增强系统的鲁棒性，从而有效地降低电机损耗。该系统不仅可以用于常规转速的电机，更适合用于高速及超高速电机的谐波抑制。
一种基于虚拟分数重复控制器高速电机谐波抑制系统

[发明专利]一种圆柱径向匀强磁场线圈设计方法-CN202211205715.1在审
发明人：宋欣达;崔宏宇;索宇辰;陈宝栋;龙腾跃 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2022-09-30 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G06F30/10 文献下载
摘要：一种圆柱径向匀强磁场线圈设计方法，通过将该圆柱径向匀强磁场线圈沿x‑o‑y平面等分为上、下两部分，同时确定表面电流密度表达式，推导目标场点的径向磁场表达式，选取流函数的最小曲率作为约束线圈的罚函数，设定正则化参数λ，利用Tikhonov正则化方法求解电流密度表达式中待定系数Pmn、Qmn的值，得到圆柱表面的电流密度分布，采用流函数离散化法将连续电流密度离散化，得到该圆柱径向匀强磁场线圈的实际电流走线形状，能够实现具有高均匀度特性的小型化线圈设计，解决SERF原子磁强计中磁场高均匀度与线圈小体积的矛盾。
一种圆柱径向磁场线圈设计方法

[实用新型]一种基于绿色建筑的智能化监控-CN202221616269.9有效
发明人： 陈宝栋 -专利权人：浙江轩晟科技有限公司
申请日： 2022-06-27 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： F16M13/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种基于绿色建筑的智能化监控，包括安装板，所述安装板顶部靠近右侧中心处固定连接有两个支撑板，两个所述支撑板相邻的一侧靠近顶部中心处共同活动连接有螺纹杆，本实用新型通过驱动齿轮、从动齿轮、长齿轮、齿条板、连接轴、转轴、固定罩以及电机各部件之间的相互配合使用，使得该基于绿色建筑的智能化监控，通过便捷带动支撑杆往复的左右转动，使得支撑杆能够带动摄像头往复的左右转动进行监控工作，达到了能够大范围的绿色建筑进行监控的效果，避免摄像头只是单一的对一个方向进行监控工作，使得摄像头能够转动起来对更大的范围进行监控工作，从而在一定程度上提高该装置的实用性。
一种基于绿色建筑智能化监控

[发明专利]无位置传感器磁悬浮飞轮电流自校正控制装置及方法-CN202110580832.5有效
发明人：毛琨;闫袁琳;郑世强;张海峰;陈宝栋;杨全耀 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-05-26 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： H02P21/13 文献下载
摘要：本发明涉及一种无位置传感器磁悬浮飞轮电流自校正控制装置及方法，将在线辨识的永磁同步电机电参数，实时更新到电流环PI控制器中，达到自校正的目的，同时更新转子位置信息观测器的电参数以提高其估算精度。该方法包括：步骤一，利用变正则因子的仿射投影分步算法在线辨识永磁同步电机电参数，并实时更新到电流环PI控制器和转子位置信息观测器；步骤二，电压前馈解耦的电流环PI控制器，实时更新电参数以实现自校正；步骤三，转子位置信息观测器利用滑模观测器对α轴和β轴的扩展反电动势进行估算，结合归一化锁相环获取电机的估算转速和估算位置信息。本方法不仅能提高无位置传感器磁悬浮飞轮系统的控制性能，还能提高转速和位置的估算精度。
位置传感器磁悬浮飞轮电流校正控制装置方法

[发明专利]高速无刷直流电机的换相误差补偿系统及方法-CN202110630776.1有效
发明人：金浩;刘刚;郑世强;陈宝栋;张海峰 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： H02P6/182 文献下载
摘要：本发明实施例提供了一种高速无刷直流电机的换相误差补偿系统及方法。该换相误差补偿系统包括：包括：悬空相端电压获取电路、重构端电压获取电路、直流电压获取电路和处理器；悬空相端电压获取电路的输入端与高速无刷直流电机的三相绕组电连接，悬空相端电压获取电路的输出端与重构端电压获取电路的输入端电连接，重构端电压获取电路的输出端与直流电压获取电路的输入端电连接，直流电压获取电路的输出端与处理器的输入端电连接。该换相误差补偿系统能够提高高速无刷直流电机的换相误差补偿的精度。
高速直流电机误差补偿系统方法

[发明专利]高速无刷直流电机的换相系统及换相方法-CN202011529975.5有效
发明人：刘刚;金浩;郑世强;陈宝栋;张海峰 -专利权人：北京航空航天大学宁波创新研究院;北京航空航天大学
申请日： 2020-12-22 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： H02P6/14 文献下载
摘要：本发明实施例公开了一种高速无刷直流电机的换相系统及换相方法。换相系统包括使能信号发生电路、窗口发生电路、反馈量获取电路和控制电路；反馈量获取电路的输入端分别与电机的三相绕组和中性点电连接，反馈量获取电路的使能端与使能信号发生电路的输出端电连接，反馈量获取电路的控制端与窗口发生电路的输出端电连接；反馈量获取电路用于根据使能信号、窗口信号、三相端电压和中性点电压形成重构悬空相反电动势，并获取反馈量；控制电路的反馈输入端与反馈量获取电路的输出端电连接，控制电路的信号输入端与虚拟霍尔信号电连接，控制电路的输出端与窗口发生电路的输入端电连接；控制电路，用于根据反馈量和虚拟霍尔信号产生换相信号。
高速直流电机系统方法

[发明专利]基于SiC MOSFET损耗模型的开关过热保护方法-CN202111483064.8有效
发明人：毛琨;刘壮;张海峰;陈宝栋;周冲;杨全耀 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-12-07 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： H02H7/22 文献下载
摘要：本发明公开了基于SiC MOSFET损耗模型的开关过热保护方法，开关为SiC MOSFET，包括以下步骤：构建所述SiC MOSFET的损耗模型，通过采集所述SiC MOSFET的采样电信号，估算所述SiC MOSFET的损耗；基于器件损耗和稳态热网络，通过采集高速/超高速电机控制器上开关器件的散热器的表面温度，估算SiC MOSFET的结温，并与预设的保护阈值进行比较，根据比较结果，对SiC MOSFET进行过热保护；系统包括DSP控制芯片、栅极驱动芯片、三相两电平逆变器、信号采样电路、散热及测温模块，DSP控制芯片用于执行开关过热保护方法；本发明避免器件因过热而失效甚至发生爆炸，危害系统的安全运行。
基于 sic mosfet 损耗模型开关过热保护方法

[发明专利]无刷直流电机的换相误差补偿系统及换相误差补偿方法-CN202110578352.5有效
发明人：金浩;刘刚;郑世强;张海峰;陈宝栋 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-05-26 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： H02P6/12 文献下载
摘要：本公开提供一种无刷直流电机的换相误差补偿系统及换相误差补偿方法。该系统包括：目标电压获取电路、直流电压获取电路、换相误差类型获取电路和数字处理器；目标电压获取电路的第一输入端与定子绕组的虚拟中性点电连接，目标电压获取电路的第二输入端和母线中点电连接，直流电压获取电路的输入端与目标电压获取电路的输出端电连接；换相误差类型获取电路的输入端与直流电压获取电路的输出端电连接；换相误差类型获取电路用于确定换相误差的类型信号，类型信号包括高电平信号或者低电平信号；数字处理器的通用输入输出接口与换相误差类型获取电路的输出端电连接，产生换相误差补偿量。该系统利用数字处理器的通用输入输出接口实现换相误差补偿。
直流电机误差补偿系统方法

[发明专利]一种磁悬浮永磁电机用方波与正弦波一体化控制系统-CN202110087465.5有效
发明人： 陈宝栋;毛琨;郭傲;张旨;杨伟伟;郑世强 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-01-22 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： H02P23/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种磁悬浮永磁电机用方波与正弦波一体化控制系统，包括核心控制部分、功率驱动部分、转子位置检测部分、电机能量回馈部分以及电源管理部分；核心控制部分包括DSP控制单元、信号输入输出接口、通信接口；功率驱动部分包括IGBT单元及驱动电路，转子位置检测部分包括线反电势过零点检测、电压电流采样电路，电机能量回馈部分包括宽电压范围输入的Buck控制单元，电源管理部分包括交流电转直流电的整流模块、直流电转直流电的电源隔离模块；本发明在同一个硬件系统中实现方波控制与正弦波控制两种功能，一体化设计结构紧凑，提高电机控制系统的集成度；功能全面，能增强可靠性；易于调试，实现灵活，有效地拓宽单一功能电机控制系统应用范围。
一种磁悬浮永磁电机方波正弦波一体化控制系统

[发明专利]母线电流分解电路、换相误差补偿系统、方法以及电机-CN202110676010.7有效
发明人：金浩;刘刚;郑世强;张海峰;陈宝栋 -专利权人：北京航空航天大学
申请日： 2021-06-18 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： H02P6/14 文献下载
摘要：本公开涉及母线电流分解电路、换相误差补偿系统、方法以及电机，该分解电路包括：电流采样模块、信号放大模块、线路切换模块、两路低通滤波支路以及信号整合模块；电流采样模块接入待检测母线电流，并将母线电流转换为初始电压信号；信号放大模块放大初始电压信号；线路切换模块通过开关切换将初始电压信号分解为第一分解电压和第二分解电压，第一分解电压对应前半周期的母线电流，第二分解电压对应后半周期的母线电流；两路低通滤波支路分别对应地滤波第一分解电压和第二分解电压；信号整合模块基于第一分解电压和第二分解电压通过包括积分的数据处理，得到对应的第一分解电流和第二分解电流，并得到母线电流反馈量和换相误差反馈量。
母线电流分解电路误差补偿系统方法以及电机

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