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基于MHSA-LSTM的软测量建模及其在化工过程中的应用

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化工学报 2024年

作者：李文华叶洪涛罗文广刘乙奇广西科技大学自动化学院广西自动检测技术与仪器重点实验室(桂林电子科技大学) 广西汽车零部件与整车技术重点实验室(广西科技大学) 华南理工大学自动化科学与工程学院造纸与污染国家工程中心

化工过程数据的动态性和非线性等特性常使传统的软测量方法难以准确提取数据的动态和非线性特征，从而影响关键质量变量的预测精度和系统整体的控制优化。因此，文中提出了一种融合多头自注意力机制的长短期记忆网络(Multi-Head Self-At... 详细信息

化工过程数据的动态性和非线性等特性常使传统的软测量方法难以准确提取数据的动态和非线性特征，从而影响关键质量变量的预测精度和系统整体的控制优化。因此，文中提出了一种融合多头自注意力机制的长短期记忆网络(Multi-Head Self-Attention Mechanism Long Short-Term Memory Network，MHSA-LSTM)的软测量建模方法。首先，利用LSTM充分挖掘数据的时序特征，以便提取化工过程数据的动态变化信息；其次，使用多头自注意力机制对LSTM 隐藏层的输出特征进行加权，可有效地捕捉不同尺度特征向量的长期相关性，且能提高模型的长期记忆能力；然后将提取的特征向量与其对应的特征权重相乘得出加权结果输入至全连接层，可有效地提高关键质量变量预测的精度。最后，所提出方法在脱丁烷塔过程和硫回收单元进行仿真验证，结果表明所建模型的预测精度优于门控循环单元、LSTM以及融合自注意力机制的LSTM软测量模型。

关键词：软测量化工过程神经网络多头自注意力机制预测实验验证

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纯电动汽车低压电源管理优化策略研究

广西科技大学学报 2024年第2期35卷 56-64页

作者：彭忛罗文广广西科技大学自动化学院广西柳州545616 广西汽车零部件与整车技术重点实验室(广西科技大学) 广西柳州545616

随着汽车技术的不断发展,汽车的电气设备种类越来越多,电器消耗的电能占整车能量比重不断上升,对汽车低压电源管理提出更高要求。为满足用户日益增长的汽车电子设备用电需求,达到减少整车能量消耗、提高电池充电效率的目的,在对纯电动... 详细信息

随着汽车技术的不断发展,汽车的电气设备种类越来越多,电器消耗的电能占整车能量比重不断上升,对汽车低压电源管理提出更高要求。为满足用户日益增长的汽车电子设备用电需求,达到减少整车能量消耗、提高电池充电效率的目的,在对纯电动汽车负载进行分类的基础上,利用遗传算法对用于电量安全分级的低压电池荷电状态(state of charge,SOC)进行优化,并提出一种基于SOC的4级恒流低压锂电池充电管理策略;利用AVL-Cruise和MATLAB-Simulink软件联合仿真搭建车辆模型,采用不同工况进行仿真验证和对比分析。结果表明,低压锂电池电源管理策略能够满足纯电动汽车的电量安全性要求,在一定程度上提高了整车经济性;优化后的锂电池充电效率有一定的提高,充电时间也有所减少。

关键词：纯电动汽车低压电源管理系统锂电池遗传算法

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警犬战训定位系统在警犬追踪中的应用

中国工作犬业 2024年第1期 42-46页

作者：龚金咸罗文广广东省公安厅刑侦局 510050 广东省广州市公安局刑警支队 510410

警犬技术在维护社会治安和打击犯罪中起着不可替代的作用,警犬追踪是刑事案件侦破中的实用科目。传统的警犬追踪训练方法存在一些局限,如训练时间长、效果难以评估等。为了克服这些问题,警犬战训定位系统应运而生。该系统利用先进的定... 详细信息

警犬技术在维护社会治安和打击犯罪中起着不可替代的作用,警犬追踪是刑事案件侦破中的实用科目。传统的警犬追踪训练方法存在一些局限,如训练时间长、效果难以评估等。为了克服这些问题,警犬战训定位系统应运而生。该系统利用先进的定位技术和数据分析,可以实现对警犬追踪过程的实时监测和准确定位,为训练人员提供更多可量化的信息,从而提升警犬追踪训练的效率和质量。

关键词：警犬追踪警犬技术社会治安定位系统打击犯罪刑事案件侦破数据分析定位技术

基于优化模糊控制的混联式混合动力汽车的能量管理策略

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广西科技大学学报 2024年

作者：张雪覃永新蓝红莉罗文广广西科技大学自动化学院

制定合理有效的能量控制策略是混联式混合动力汽车设计研发的关键技术之一，对于提高整车能量利用率和节能减排具有重要意义。针对混联式混合动力系统的非线性与复杂性，本文提出一种基于优化模糊控制的能量管理策略，并设计出对应的模... 详细信息

制定合理有效的能量控制策略是混联式混合动力汽车设计研发的关键技术之一，对于提高整车能量利用率和节能减排具有重要意义。针对混联式混合动力系统的非线性与复杂性，本文提出一种基于优化模糊控制的能量管理策略，并设计出对应的模糊控制器来控制发动机的输出扭矩，以实现能量源之间的合理分配。为了改善模糊能量管理策略局限性，采用粒子群算法优化模糊控制隶属度函数的方法，将等效燃油消耗总量设置为粒子群算法的适应度函数，选取41个模糊控制的隶属度函数参数进行优化。通过Matlab/Simulink与Cruise的联合仿真计算，获得适应度函数的优化解。仿真结果表明，在WLTC和NEDC两种工况下采用优化的能量管理策略，在保证优良的车速跟随状态的同时，两种工况所产生的燃油消耗量相较于未优化时分别降低了32.60%和7.55%，从而提升了汽车的燃油经济性；同时优化后SOC变化趋势更加平缓，有效减缓电池衰退程度，可延长电池的使用寿命。

关键词：混联式混合动力汽车能量管理策略模糊控制粒子群算法

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基于扰动观测器的预设时间车辆编队控制

广西科技大学学报 2024年

作者：蒋佳耘叶洪涛罗文广文家燕广西自动检测技术与仪器重点实验室(桂林电子科技大学) 广西科技大学自动化学院广西汽车零部件与整车技术重点实验室(广西科技大学)

为了解决车辆编队控制系统的收敛性能处于渐近时间收敛或有限时间收敛范围内收敛性能差的问题，本文研究预设时间控制下的车辆编队系统。考虑模型参数不确定和外部环境扰动的影响，设计了一种基于扰动观测器的编队控制算法。首先，根据... 详细信息

为了解决车辆编队控制系统的收敛性能处于渐近时间收敛或有限时间收敛范围内收敛性能差的问题，本文研究预设时间控制下的车辆编队系统。考虑模型参数不确定和外部环境扰动的影响，设计了一种基于扰动观测器的编队控制算法。首先，根据车辆的运动学和动力学模型，将系统中存在的模型参数不确定和外部环境扰动视为复合干扰，通过设计的预设时间扰动观测器，实现扰动在预设时间内的准确估计。其次，在扰动观测器的基础上，设计了基于预设时间的车辆编队控制器，确保其能在预设时间内收敛，实现控制目标。最后，通过仿真验证所提出的控制策略的正确性和有效性。

关键词：扰动观测器预设时间领航者-跟随者协同控制

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蜣螂算法优化概率神经网络的变压器故障诊断

智慧电力 2024年第5期52卷 98-104页

作者：宗琳周晓华罗文广刘胜永张银吴雪颖广西科技大学自动化学院广西柳州545616

针对仅靠人工经验选取平滑因子的概率神经网络(PNN)变压器故障诊断模型存在诊断正确率偏低的问题,提出1种采用蜣螂算法(DBO)优化PNN平滑因子的变压器故障诊断模型。选取测试函数对DBO算法进行寻优测试,并与粒子群算法(PSO)、人工蜂群算... 详细信息

针对仅靠人工经验选取平滑因子的概率神经网络(PNN)变压器故障诊断模型存在诊断正确率偏低的问题,提出1种采用蜣螂算法(DBO)优化PNN平滑因子的变压器故障诊断模型。选取测试函数对DBO算法进行寻优测试,并与粒子群算法(PSO)、人工蜂群算法(ABC)、灰狼优化算法(GWO)对比,DBO在寻优精度、收敛速度和避免局部最优方面更具优势;采用DBO对PNN平滑因子寻优以建立DBO-PNN诊断模型,并与PSO-PNN、ABC-PNN和GWO-PNN模型进行诊断对比,结果表明DBO-PNN模型的诊断效果更好,正确率达96%。

关键词：变压器故障诊断蜣螂算法概率神经网络油中溶解气体分析

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基于图腾柱无桥PFC的控制策略研究

电子制作 2024年第14期32卷 26-29页

作者：陈自章罗文广邓端庆仲其达广西科技大学自动化学院广西柳州545616

图腾柱无桥PFC变换器因其较低的共模干扰以及较高的功率密度等优点被广泛应用于储能电源、汽车充电机以及不间断电源等场景。针对传统双闭环PI控制器存在的抗干扰性较差、响应较慢等问题,提出了一种基于电压环的模糊PI控制策略。然而,... 详细信息

图腾柱无桥PFC变换器因其较低的共模干扰以及较高的功率密度等优点被广泛应用于储能电源、汽车充电机以及不间断电源等场景。针对传统双闭环PI控制器存在的抗干扰性较差、响应较慢等问题,提出了一种基于电压环的模糊PI控制策略。然而,在设计模糊PI控制器过程中,其量化因子和比例因子的取值受人为主观因素较大,为进一步提高系统控制效果,提出了一种粒子群优化的模糊PI控制算法,通过粒子群算法迭代寻优的方式寻找量化因子与比例因子的最优值。实验结果显示,设计的粒子群优化的模糊PI控制器相较于模糊PI控制器和双闭环PI控制器表现出更好的控制效果。

关键词：图腾柱无桥PFC PI控制模糊控制粒子群算法

基于纳什均衡量子粒子群算法的分布式能源系统频率控制方法

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控制与信息技术 2024年第1期 31-39页

作者：易康罗文广王滔陈宇峰中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001

含风能、太阳能等可再生能源的分布式能源系统存在频率波动过大和混合储能难以控制的问题。为此,文章提出了一种基于纳什均衡量子粒子群算法(NEQPSO)的分布式能源系统频率控制方法。首先,建立了一种含新能源和混合储能的分布式能源系统... 详细信息

含风能、太阳能等可再生能源的分布式能源系统存在频率波动过大和混合储能难以控制的问题。为此,文章提出了一种基于纳什均衡量子粒子群算法(NEQPSO)的分布式能源系统频率控制方法。首先,建立了一种含新能源和混合储能的分布式能源系统模型,并将滑模控制器(SMC)与LADRC观测器的输出共同作用于LADRC的PD控制器,实现滑模线性自抗扰控制器(SM-LADRC)的改进;接着,采用NEQPSO对控制器参数进行优化,以获取最优控制器参数;最后,设置不同情况下的对比验证实验。实验结果表明,优化控制器的控制效果明显优于常规PID和PI控制的;NEQPSO的寻优能力明显优于粒子群算法(PSO)和遗传算法(GA)的;同时,由负荷实验和灵敏度验证实验结果可知,基于NEQPSO滑模线性自抗扰控制的分布式能源系统响应快速、抗扰能力更强、频率效果更好且具有良好的稳态性能。

关键词：分布式能源系统混合储能纳什均衡量子粒子群算法滑模线性自抗扰控制器

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基于扰动观测器的固定时间车辆编队控制

计算机工程与应用 2023年

作者：张意豪叶洪涛罗文广文家燕广西科技大学自动化学院广西自动检测技术与仪器重点实验室(桂林电子科技大学) 广西汽车零部件与整车技术重点实验室(广西科技大学)

考虑智能无人车在实际行驶中会受到外部自然环境及内部自身模型参数不确定的影响，使得对车辆编队系统的控制效果减弱，为此提出了一种具有扰动观测器的编队控制算法。首先使用车辆动力学和运动学模型进行建模，同时引入扰动观测器，可... 详细信息

考虑智能无人车在实际行驶中会受到外部自然环境及内部自身模型参数不确定的影响，使得对车辆编队系统的控制效果减弱，为此提出了一种具有扰动观测器的编队控制算法。首先使用车辆动力学和运动学模型进行建模，同时引入扰动观测器，可以让系统对复合扰动进行精确辨识。其次，采用固定时间理论设计跟随车的控制器，运用李雅普诺夫稳定性理论分别证明了两个控制器都能在固定时间内收敛，并接着证明了整个车辆编队控制系统都能在一个固定的时间范围内收敛。最后，通过仿真验证所提出的基于扰动观测器的固定时间车辆编队控制器的有效性。仿真结果表明，所提出的控制器可以使车辆编队在固定时间内快速收敛，且系统收敛时间与系统初始状态无关。

关键词：车辆编队协同控制固定时间编队控制领航跟随法