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具有共谐振支路的定频倍压型宽增益LLC谐振变换器

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电网技术 2024年第4期48卷 1681-1689页

作者：郭泓展潘健熊嘉鑫湖北工业大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430068 东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

宽增益和高性能是LLC谐振变换器应用于电动汽车、可再生能源系统等领域的关键,而传统变频控制下存在开关频率范围宽、电压调节性能差的问题。为此,基于倍压整流结构提出一种共谐振支路的改进型拓扑,设计了定频变占空比的调制策略。首先... 详细信息

宽增益和高性能是LLC谐振变换器应用于电动汽车、可再生能源系统等领域的关键,而传统变频控制下存在开关频率范围宽、电压调节性能差的问题。为此,基于倍压整流结构提出一种共谐振支路的改进型拓扑,设计了定频变占空比的调制策略。首先给出了变换器的拓扑介绍及工作原理;其次根据增益特性分析了电感比和品质因数对增益的影响,根据零电压导通(zero voltage conduction,ZVS)条件对参数进行了约束;最后比较了变换器性能。仿真及实验表明,该变换器可实现宽输出电压调节,具有良好的软开关性能。相比于传统变频控制,始终工作在最佳谐振频率点,电路中循环电流小。

关键词：谐振变换器宽电压共谐振定频软开关

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永磁同步电机交直轴电流解耦控制方法综述

中国电机工程学报 2024年第1期44卷 314-331,I0026页

作者：付兴贺顾胜东熊嘉鑫东南大学电气工程学院江苏省南京市210096

该文归纳整理永磁同步电机交直轴电流解耦控制方法,分析各种解耦方法的思想来源、脉络体系和演变过程,论证不同解耦方法的解耦本质和内在联系。从整体和局部视角出发,建立解耦问题的思维架构,概括出对角化解耦、抗干扰解耦和逆系统解耦... 详细信息

该文归纳整理永磁同步电机交直轴电流解耦控制方法,分析各种解耦方法的思想来源、脉络体系和演变过程,论证不同解耦方法的解耦本质和内在联系。从整体和局部视角出发,建立解耦问题的思维架构,概括出对角化解耦、抗干扰解耦和逆系统解耦3类方法。3类方法依次体现出模型依赖性降低、鲁棒性增强、算法复杂度提高的趋势,呈现出从“模型论”向“控制论”过渡的技术发展路线。讨论参数不确定条件下各种解耦控制方法的鲁棒性,指出将解耦方法与先进控制算法、扰动观测技术、系统辨识方法以及人工智能方法相结合,并充分利用已知的模型信息,有利于提升交直轴电流解耦效果,增强系统鲁棒性,减弱单一观测器、控制器、滤波器等的设计难度与参数整定要求,有助于实现系统全局最优。最后,对永磁同步电机交直轴电流解耦问题的关键技术、应用与发展做出展望。

关键词：永磁同步电机电流解耦鲁棒性观测器传递函数

考虑多维要素的城市复杂隧道可变限速模型研究

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考虑多维要素的城市复杂隧道可变限速模型研究

作者：熊仁鑫重庆交通大学

学位级别：硕士

随着城市化进程加快,城市隧道的建设规模和复杂性均显著提升。然而,城市复杂隧道受其道路线形、匝道设置等因素的影响,隧道内的交通状态发生急剧变化,这种复杂的变化不仅使隧道通行效率大大降低,更易诱发交通拥堵,甚至增加交通事故的风... 详细信息

随着城市化进程加快,城市隧道的建设规模和复杂性均显著提升。然而,城市复杂隧道受其道路线形、匝道设置等因素的影响,隧道内的交通状态发生急剧变化,这种复杂的变化不仅使隧道通行效率大大降低,更易诱发交通拥堵,甚至增加交通事故的风险。可变限速控制以其广泛的适用性和显著的效果,在预防交通事故和缓解交通拥堵方面均显示出较好的应用前景。因此,剖析多维要素对行车速度的影响机理并构建适应城市复杂隧道的分区段可变限速模型,对于确保隧道交通安全、提升隧道交通效率具有显著的意义。本文旨在解决传统静态限速区段划分在交通流量时变性考虑上的不足,利用高可置信度仿真模型搭建城市复杂隧道交通流仿真环境,提出城市复杂隧道限速区段动态划分方法;为提高城市复杂隧道的通行效率,突破传统可变限速模型在特定环境下的应用限制,从效率的角度出发,选取行程时间和通行车辆数指标构建城市复杂隧道多区段可变限速模型,通过实例对比可变限速控制与固定限速下隧道的通行效率,验证其模型有效性,此模型能够精细化分区段管控隧道交通运行状态,最大限度地提升隧道的通行效率与安全性。本文研究主要内容及成果如下:(1)城市复杂隧道交通特征分析。本文基于已建的城市复杂隧道基本信息,统计16个一线城市复杂隧道,通过分析其几何条件、匝道设置等基本信息提出城市复杂隧道定义;从道路条件、交通条件、环境条件等多个维度剖析城市复杂隧道基本特征,发现城市复杂隧道具有线路长、曲线半径小、交通量大、交通运行状态不稳定等特征。(2)城市复杂隧道行车速度影响因素分析。结合城市复杂隧道现状分析,从道路条件、交通条件、环境条件三个维度选取城市复杂隧道行车速度的7个影响因素,采用模糊层次分析法及熵值法方法计算各影响因素的权重,筛选出行车速度影响因素的主要影响因素;通过建立高可置信度的城市复杂隧道仿真模型,利用控制变量法分别从单因素、双因素、多因素等方面量化评估各因素和行车速度之间的影响关系。(3)城市复杂隧道限速区段划分方法研究。本文基于道路线形和匝道设置对城市复杂隧道进行限速区段初步划分,将具有共同属性的路段划分为一个限速区;基于高可置信度的城市复杂隧道仿真模型,分析其车辆行驶轨迹,识别速度突变点,计算不同弯道路段和分合流区段影响区的长度,对限速区段进行整合再划分。(4)考虑多维要素的城市复杂隧道可变限速模型构建。基于不同城市复杂隧道行车速度影响因素组合下的速度仿真数据,建立分区段限速值计算模型;以主线通行车辆数最大与总行程时间最小为目标函数,构建多区段限速值协调控制模型,利用智能优化算法求解,最终确定各区段限速值。(5)模型验证及仿真分析。以曾家岩隧道为研究对象,运用VISSIM仿真软件,模拟隧道交通运行状态,采用粒子群算法对多目标模型进行求解,输出行程时间、通行车辆数、延误、速度标准差等指标数据,仿真结果表明平峰和高峰状态下本文建立的可变限速模型均能有效改善隧道通行效率,提升隧道行车安全。

关键词：城市复杂隧道影响因素限速区段划分可变限速模型

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ArUco辅助的爬壁机器人自主定位方法

机器人 2024年第1期46卷 27-35,44页

作者：张文杨耀鑫黄天帜孙振国清华大学机械工程系北京100084

针对现有的爬壁机器人定位技术在纹理特征不明显、环境相对封闭、存在强磁干扰等特殊环境下的不足,提出利用机载鱼眼相机观测固定于地面的ArUco码的全新定位方案并实现了基于该定位方案的惯性测量单元/编码器/鱼眼相机多传感器融合的自... 详细信息

针对现有的爬壁机器人定位技术在纹理特征不明显、环境相对封闭、存在强磁干扰等特殊环境下的不足,提出利用机载鱼眼相机观测固定于地面的ArUco码的全新定位方案并实现了基于该定位方案的惯性测量单元/编码器/鱼眼相机多传感器融合的自主定位方法A-IEF。该方法首先识别ArUco码,并根据其在鱼眼图像中的位置筛选关键帧;然后,研究了固定于地面的ArUco码的角点在鱼眼图像中的重投影规律,并结合机器人姿态约束进行重定位优化;其次,在关键帧区间内,推导了角点重投影误差关于机器人位置和姿态增量的雅可比矩阵;接着,设计了基于ES-EKF(误差状态扩展卡尔曼滤波)的多信息融合方法,以编码器估计的位移误差及ArUco角点重投影误差作为观测量,实现对机器人航向角和位置的修正;最后,在大型钢制构件上进行测试,试验结果表明,本文方法具有更高的定位精度,其中位置估计精度保持在0.06 m以内,航向角估计精度保持在3.7°以内,相较于ArUco-rectified、航位推测法等定位算法,位置误差降低约47%,航向角误差降低约68%,并能够实现在弱光照环境中的定位。

关键词：多传感器融合误差状态扩展卡尔曼滤波爬壁机器人位姿估计 ArUco码

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超级电容参与风电调频的动态响应优化策略

电力系统自动化 2024年第17期48卷 46-55页

作者：黎静华敖国进宋诚鑫兰飞广西电力系统最优化与节能技术重点实验室(广西大学) 广西壮族自治区南宁市530004

随着风电渗透率的不断提高,电力系统逐步呈现低惯量的特征。低惯量系统在故障时的频率变化率(RoCoF)和最大频率偏差显著增大,传统频率控制方法效果减弱,频率的安全、稳定面临挑战。针对上述问题,先于一次调频动作的快速频率响应(FFR)已... 详细信息

随着风电渗透率的不断提高,电力系统逐步呈现低惯量的特征。低惯量系统在故障时的频率变化率(RoCoF)和最大频率偏差显著增大,传统频率控制方法效果减弱,频率的安全、稳定面临挑战。针对上述问题,先于一次调频动作的快速频率响应(FFR)已成为解决低惯量系统频率稳定问题的重要手段。首先,建立风-火-储电力系统频率响应模型,分析FFR调频资源对低惯量系统频率响应的影响;其次,基于模糊逻辑推理,提出了一种超级电容参与风电调频的储能动态响应优化策略以控制储能,使其能够动态响应系统频率变化,在频率跌落期遏制频率跌落,在频率恢复期调控储能恢复功率以维持荷电状态稳定;最后,对提出的控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,所提策略能够利用超级电容快速动态响应系统频率变化,从而为低惯量系统提供功率支撑,弥补风电调频的不足,相较传统的风电机组虚拟惯量控制策略,在减小最大RoCoF及抑制最大频率偏差效果上均有大幅提升。

关键词：低惯量系统快速频率响应超级电容风力发电模糊逻辑控制频率调节惯性常数

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解密全球河川径流季节性对气候变化的响应机制

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科学通报 2024年第25期69卷 3686-3688页

作者：刘俊国王泓来和鑫华北水利水电大学水利学院郑州450046 河南省水圈与流域水安全重点实验室郑州450046 南方科技大学环境科学与工程学院深圳518055

地球水循环犹如我们身体内不断流动的血液,为地球上的生灵创造了生机.河川径流作为水循环的主要环节,为人类和生态系统提供了宝贵的水资源,并在调节洪涝灾害方面扮演着重要角色.河川径流是衡量人类和环境可用水资源量的重要指标.人类活... 详细信息

地球水循环犹如我们身体内不断流动的血液,为地球上的生灵创造了生机.河川径流作为水循环的主要环节,为人类和生态系统提供了宝贵的水资源,并在调节洪涝灾害方面扮演着重要角色.河川径流是衡量人类和环境可用水资源量的重要指标.人类活动通过修建水库等水利工程可以直接调控河川径流,同时也能通过改变气温、降水、土壤湿度、融雪状况或土地利用方式间接地影响径流.

关键词：水循环洪涝灾害河川径流土壤湿度对气候变化的响应生态系统水资源量水利工程

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基于ROS响应性的纳米载药系统治疗细菌感染研究进展

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医药导报 2024年

作者：熊楚豫雷志鑫孙涛垒武汉理工大学化学化工与生命科学学院神经退行性疾病纳米医药湖北省重点实验室武汉理工大学材料学院材料复合新技术国家重点实验室

现阶段迫切需要开发新的抗菌药物或抗菌材料来治疗耐药细菌感染性疾病，基于活性氧（ROS）响应性的纳米载药系统对于细菌感染治疗具有非常重要的意义。本文综述了聚合物类、无机物类、复合材料类ROS响应纳米载药系统，讨论了ROS响应纳... 详细信息

现阶段迫切需要开发新的抗菌药物或抗菌材料来治疗耐药细菌感染性疾病，基于活性氧（ROS）响应性的纳米载药系统对于细菌感染治疗具有非常重要的意义。本文综述了聚合物类、无机物类、复合材料类ROS响应纳米载药系统，讨论了ROS响应纳米载药系统与光热治疗、光动力治疗、声动力治疗、气体治疗的协同治疗，展望了该系统治疗细菌感染性疾病的新趋向。

关键词：纳米载药系统细菌感染活性氧响应

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液体推进剂晃动力效应传递函数模型及其应用

北京航空航天大学学报 2024年

作者：廖雨舟张曙光韩鹏鑫熊知越中国运载火箭技术研究院空天业务部北京航空航天大学交通科学与工程学院

面向液体推进剂小幅晃动引发运载器不良耦合运动的预测和控制需要，基于液体晃动数值计算结果，开展了晃动力效应的传递函数模型辨识研究。对返回阶段水平飞行运载器内置的平放煤油贮箱示例，根据其飞行阶段关注的转动运动范围，建立力... 详细信息

面向液体推进剂小幅晃动引发运载器不良耦合运动的预测和控制需要，基于液体晃动数值计算结果，开展了晃动力效应的传递函数模型辨识研究。对返回阶段水平飞行运载器内置的平放煤油贮箱示例，根据其飞行阶段关注的转动运动范围，建立力效应传递函数描述模型，在此基础上进行晃动抑制设计，以期增加晃动阻尼并削弱晃动对飞行的影响。结果表明，传递函数辨识结果能够捕获液体推进剂晃动力效应，可以用于运载器飞行特性预测和晃动抑制设计。

关键词：液体推进剂液体晃动运载器传递函数力效应模型晃动抑制

计及网络动态特性的电-热互联系统仿射优化法

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4715-4731,I0010页

作者：陈飞雄蔡明杰郭奕鑫邵振国福建省电器智能化工程技术研究中心(福州大学电气工程与自动化学院) 福建省福州市350108

热网动态特性带来能量传输延时的同时,使得空间上的源荷不确定性对系统造成的影响存在时序上的先后差异,导致电-热互联系统日前调度转变为复杂的时空耦合问题。为此,该文提出一种计及网络动态特性的仿射优化法。首先,利用流量分段法与... 详细信息

热网动态特性带来能量传输延时的同时,使得空间上的源荷不确定性对系统造成的影响存在时序上的先后差异,导致电-热互联系统日前调度转变为复杂的时空耦合问题。为此,该文提出一种计及网络动态特性的仿射优化法。首先,利用流量分段法与节点网络模型,构建计及能量传输延时且适用于环网的热网动态模型。在此基础上,利用仿射算法与牛顿-拉夫逊能流计算原理,通过线性化建模方式与模型凸化方法,构建仿射凸优化模型。其次,利用仿射优化法解决电-热互联系统不确定性优化调度问题,实现对源荷不确定性传播轨迹的跟踪及其影响的量化分析。最后,33节点电-热互联系统仿真算例证明,所提方法能够揭示网络动态特性下源荷不确定性影响机理,并获得具有低保守性、高经济性的调度方案。

关键词：电-热互联系统热网动态特性不确定源跟踪仿射算法日前调度

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