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基于电压型磁链观测器的异步电机直接转矩预测控制

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基于电压型磁链观测器的异步电机直接转矩预测控制

作者：周志康湖南大学

学位级别：硕士

异步电机具有结构简单、噪声小、成本低、稳定性好等优点,一直以来都是传动控制领域的研究热点。交流调速控制领域从压频比控制、转差频率控制发展到矢量控制、直接转矩控制,其控制效果越来越优良。直接转矩控制以其结构简单、对电机参... 详细信息

异步电机具有结构简单、噪声小、成本低、稳定性好等优点,一直以来都是传动控制领域的研究热点。交流调速控制领域从压频比控制、转差频率控制发展到矢量控制、直接转矩控制,其控制效果越来越优良。直接转矩控制以其结构简单、对电机参数依赖小、快速动态响应等优点,成为交流传动领域发展迅速的一种高性能控制技术。然而,其在低速时磁链、转矩脉动较大,以及定子磁链准确度不高等问题一直阻碍着异步电机直接转矩控制技术在工业领域的广泛应用。异步电机直接转矩控制是直接将磁链和电磁转矩作为控制变量,故定子磁链的准确观测关系到控制性能的好坏。定子磁链观测的主要问题是低速动静态性能较差,为进一步分析问题原因,对传统定子磁链观测器进行深入研究。分析直流漂移、截止频率、定子角频率等因素对基于传统低通滤波器的电压模型磁链观测器的影响。理论推导了低通滤波改进纯积分算法,在此基础上对低通滤波器进行幅值和相位的补偿,考虑到截止频率附近的动态性差问题,提出可编程的截止频率低通滤波算法,分析定子角频率误差对磁链观测性能的影响,针对定子角频率误差进行补偿从而提出一种改进的可编程低通滤波器算法。在MATLAB/Simulink上建立异步电机直接转矩控制模型,通过仿真对文中涉及的优化低通滤波器理论推导进行了分析论证。转矩脉动大是直接转矩控制面临的另一技术难点,传统的直接转矩控制存在磁链和转矩滞环宽度使得系统存在转矩脉动。然而通过减小滞环宽度来抑制转矩脉动的方法,会相应的提高开关频率,导致开关损耗增大,使得控制系统负荷加大。针对脉动大问题,本文将预测算法引入直接转矩控制系统中,分析原有的预测电流控制策略,并在此基础上,提出基于转子磁链近似来选取最佳空间电压矢量,分析得到该方法能保持恒定开关频率的前提下,起到降低转矩脉动的效果。通过Simulink仿真平台验证了方法的正确性和可行性。最后,通过搭建基于DSP芯片的驱动系统实验平台,详细介绍了硬件电路设计,阐述了运用C语言进行的模块化软件开发,以及各个中断和功能的流程框图。通过实验数据和实验波形进一步验证了本文所提出的控制算法的优越性。

关键词：直接转矩控制可编程低通滤波器滚动优化

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脉冲激光荧光检测电路中的防干扰措施

激光杂志 1989年第3期10卷 128-130页

作者：刘格李赤舟周志康重庆市光学机械研究所

本文介绍了脉冲激光荧光检测电路调试过程中,为克服干扰而采用的具有实用价值的几个具体措施。

关键词：脉冲激光荧光抗干扰检测

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基于深度学习的图像深度估计算法的研究

基于深度学习的图像深度估计算法的研究

作者：周志康东南大学

学位级别：硕士

由二维图像提取出图像场景的深度信息是计算机视觉中的经典问题。准确的深度信息能够更好的让我们理解场景的三维结构,了解场景中物体之间的三维关系。深度信息在自动驾驶、AR、VR、机器人导航等具有重要的应用价值。在景深估计算法中,... 详细信息

由二维图像提取出图像场景的深度信息是计算机视觉中的经典问题。准确的深度信息能够更好的让我们理解场景的三维结构,了解场景中物体之间的三维关系。深度信息在自动驾驶、AR、VR、机器人导航等具有重要的应用价值。在景深估计算法中,利用传统的双目立体匹配算法存在着精度和实时性不能共存的矛盾,同时也存在着只能适用于特定场景的问题。近年来,随着人工神经网络的发展,尤其是卷积神经网络在图像上的应用使得景深提取取得了飞速的发展,众人提出的各种各样的有监督神经网络算法,使得其在实时性和精度都能够达到很好的效果,然而现阶段依然存在的问题是:带有景深图像的数据集严重不足且应用场景有限。因此,利用深度学习中的无监督景深估计的方法来实现对图像景深的高标准提取则是本文的研究重点。基于以上分析,本文主要针对基于深度学习对景深估计算法研究,主要研究内容和创新点如下:1、图像深度估计的深度学习框架相关原理。其中包括了人工神经网络原理与卷积神经网络的基本原理,卷积神经网络的基本结构、工作原理与优化过程,传统双目立体匹配的基本内容、工作原理和视点扩增的原理,以及利用深度学习对图像估计的不同的框架设计原理。2、研究了双目无监督深度估计算法。针对目前大多数效果较好的带有深度图的数据集的网络框架应用场景有限和数据集相对有限的限制下的情况下,本文提出了无监督双目图像估计算法,其中包括了无监督网络的设计原理、框架结构细节和效果图像以及在现实校园场景下和三维动画的应用效果图像。其中无监督算法的核心思路是利用左视图和通过网络估计的深度图像重建出来右视图,再与原右视图来计算损失,之后通过不断减小这个损失来优化网络。3、提出了基于深度学习对深度图像的优化算法。针对于当前不管是传统的立体匹配算法还是深度学习算法得到的深度图像都存在边缘处错误点和对比度差的情况,利用语义分割网络来实现对深度图像的优化算法,其中主要包含了利用语义分割算法将原RGB图像分割成不同区域,再将对应区域索引到对应我们所要处理深度图像区域然后处理该区域的错误点问题,之后再对其深度图像的不同区域进行不同的算法处理,从而实现对边缘模糊的问题以及错误点问题的解决,提高深度图像的对比度。同时也论证了对抗神经网络对深度估计及优化的可行性进行分析并且比较了传统算法Guilded Filter和TV（Total Variation）算法对深度图像处理的效果。

关键词：双目立体匹配景深估计算法卷积神经网络无监督学习景深优化

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柔性ZnO薄膜光学特性应变调控研究

柔性ZnO薄膜光学特性应变调控研究

作者：周志康华中科技大学

学位级别：硕士

柔性器件由于具有优异的力学性质,使得越来越多的器件开始向柔性化方向发展。ZnO作为一种宽禁带半导体材料,其可见光范围透明性好,掺杂后导电性高,被广泛地应用于柔性晶体管等柔性器件中。一方面,这些基于ZnO薄膜的器件在制备和使用过... 详细信息

柔性器件由于具有优异的力学性质,使得越来越多的器件开始向柔性化方向发展。ZnO作为一种宽禁带半导体材料,其可见光范围透明性好,掺杂后导电性高,被广泛地应用于柔性晶体管等柔性器件中。一方面,这些基于ZnO薄膜的器件在制备和使用过程中经常受到拉伸,弯曲等力学作用,对薄膜器件的稳定性、可靠性具有重要影响。同时利用这些力学响应行为对材料特性进行调控,可以改善薄膜的性质,进而提高器件性能。本文以拉伸、弯曲等应变加载的方法对柔性ZnO薄膜光学性质进行调控,结合实验与理论计算结果,对柔性ZnO薄膜光学性质展开研究。主要的研究内容如下:（1）研究了柔性ZnO薄膜的测量与表征方法。阐述了XRD测量的原理,以及利用XRD测量获得薄膜应变的方法。进一步完善了基于穆勒矩阵光谱的各向异性薄膜光学特性模型与表征方法,并运用所提方法成功提取了柔性基底PET的光学常数。（2）通过单向拉伸的方法,对加载条件下磁控溅射生长柔性ZnO薄膜光学性质开展表征实验研究。首先,利用自制应变-椭偏光学测量实验装置研究了柔性基底PET的应变-光学特性,揭示了应变加载影响分子取向排列进而作用于基底光学各向异性的机理,为后续ZnO薄膜光学表征提供了基础。其次,利用XRD对ZnO薄膜拉伸过程开展原位测量分析,获取ZnO薄膜在拉伸作用下的应力应变。最后应用应变-椭偏光学测量实验装置对拉伸过程中ZnO薄膜的光学性质进行原位测量,得到ZnO薄膜折射率随拉伸应变的变化关系。（3）弯曲应变对ZnO薄膜的光学常数和光学带隙的调控作用研究。利用磁控溅射技术在预弯曲的柔性基底上生长ZnO薄膜,使薄膜内产生可调应变。使用穆勒矩阵椭偏仪获得了弯曲应变下ZnO薄膜的光学常数和光学带隙,给出了应变与折射率以及应变与光学带隙之间的关系,进一步分析阐明了弯曲应变对ZnO薄膜的调控作用与机理。利用第一性原理计算方法对单轴应变下ZnO的能带结构、能带宽度以及光学常数进行了研究。理论计算结果与实验结果的一致性,很好地证明了实验结果的准确性、可靠性。本文的实验现象和理论计算结果可以为力学行为对柔性薄膜器件在制备过程以及使用过程中的影响提供实验及理论指导思路,促进应变工程在柔性纳米薄膜光电性能调控中的研究应用,从而提高柔性薄膜器件的可靠性、稳定性,改善柔性器件的使用性能。

关键词：柔性ZnO薄膜应力应变光学性质调控作用第一性原理计算

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无线中继网络中的资源分配算法研究

无线中继网络中的资源分配算法研究

作者：周志康南京邮电大学

学位级别：硕士

最近,移动互联网技术迎来了巨大的发展,巨大的数据量迫切需要更加有效的无线传输技术。人们已经证明,在下一代无线网络中,无线中继技术可以为用户提供更加可靠的传输质量并扩大小区覆盖范围。中继系统中资源分配的结果直接决定系统资源... 详细信息

最近,移动互联网技术迎来了巨大的发展,巨大的数据量迫切需要更加有效的无线传输技术。人们已经证明,在下一代无线网络中,无线中继技术可以为用户提供更加可靠的传输质量并扩大小区覆盖范围。中继系统中资源分配的结果直接决定系统资源利用效率以及系统的性能。本文对无线中继网络中的资源分配算法进行了研究,分别从多中继选择、功率分配和子载波配对等方面提出了资源分配优化算法。本文主要的研究内容及创新点如下：(1)针对多中继场景下的放大转发协作通信网络,在各用户功率以及总功率分别受限条件下,以最小化系统中断概率为目标,提出了一种多中继选择和功率分配联合算法。在选择中继时,该算法不仅考虑了信道质量,还考虑了各中继的功率输出能力,更加符合实际通信场景,同时,该算法引入排序思想,并通过迭代的方法进行中继选择,大大降低了复杂度。在功率分配方面,该算法通过简单的功率再分配大大减小了搜索最优中继集过程的算法复杂度。仿真结果表明本文提出的多中继选择算法与基于中断概率上界的最优功率分配穷举遍历算法性能相近,而复杂度大大减小。(2)在双向认知无线中继网络中,提出了一种低复杂度的功率分配算法。在各节点功率受限条件下,为了最大化次用户系统容量同时保证整个通信过程中主用户的服务质量,本文首先构建了系统容量优化模型,然后提出一种基于柯西-施瓦茨不等式的次优功率分配方法。不同于传统中继网络资源分配算法,该功率分配算法基于柯西-施瓦茨不等式,避免使用迭代方法,大大降低了计算复杂度。仿真结果表明,本文提出的功率分配算法性能优于最优单中继算法和平均功率分配算法,并且达到了与基于内点法的最优功率分配算法十分接近的性能。(3)在多中继OFDM网络中,以最大化系统容量为目标提出了一种功率分配和子载波配对联合算法。该算法中源节点和中继节点之间进行子载波配对,并且一个子载波对可以被多个中继转发,以此来获得分集增益,同时允许源节点在第二个传输时隙重新发送其在第一个时隙发送的信息,这在直达信道较好的情况下可以为系统提供额外的分集增益。通过定义等效信道增益并应用本文提出的基于柯西-施瓦茨不等式的功率分配算法,对原最优化模型进行了简化以求得最优解。此外,本文对最优算法进行了简化,提出了一种次优算法,该次优算法避免了大量等效信道增益的计算,在降低算法复杂度的同时能提供与最优算法近似相等的性能。仿真结果表明,本文提出的算法性能优于传统的有分集增益或是无分集增益的算法。(4)提出了一种OFDM多中继网络中能量效率的优化算法,在满足系统最小传输速率的前提下,构建了包含子载波配对以及功率分配的系统能效优化模型。该模型是一个典型的非线性混合整数规划问题,这类问题通常求解非常复杂。本文通过定义等效信道增益,将复杂的最优化问题简化为准凸规划问题,并通过Dinkelbach方法、匈牙利算法以及次梯度算法来求得最优解,大大减小了计算复杂度。仿真结果表明,本文提出的算法能在保证满足系统最小传输速率要求的情况下,提高系统的能量效率,并且具有很好的全局收敛性。

关键词：正交频分复用中继网络功率分配子载波配对能量效率

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激光荧光光谱在家蚕遗传学中的应用

激光杂志 1992年第3期13卷 146-150页

作者：周志康伍永瑜重庆市光学机械研究所四川省蚕桑研究所

本文首次将激光荧光光谱用于家蚕遗传学,发现荧光光谱可作为家蚕的一种遗传性状。光谱作为遗传性状,同时包含了质量性状和数量性状,具有丰富的遗传信息。

关键词：激光荧光光谱家蚕遗传学

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异步电机混合型滑模磁链观测器分析与验证

中国机械工程 2015年第19期26卷 2646-2651页

作者：李孟秋周志康廖武彭婧湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心长沙410082

在异步电机直接转矩控制中,磁链的观测是精确控制电机的一个重要环节。针对两类无速度传感器滑模观测器,从收敛性和参数敏感性两方面进行了深入的分析,并比较各自的优缺点。结合工程实际需要提出了一种混合型滑模磁链观测器算法。所提... 详细信息

在异步电机直接转矩控制中,磁链的观测是精确控制电机的一个重要环节。针对两类无速度传感器滑模观测器,从收敛性和参数敏感性两方面进行了深入的分析,并比较各自的优缺点。结合工程实际需要提出了一种混合型滑模磁链观测器算法。所提出的磁链观测器在控制中能消除初始磁链误差,又具有较好的鲁棒性。MATLAB仿真和实验结果论证了该方法的正确性和有效性。

关键词：直接转矩控制异步电机滑模磁链观测器无传感器

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葡萄糖基水热炭构建Co―N―C催化剂及其硝基苯催化加氢反应性能

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新型炭材料（中英文） 2023年第3期38卷 555-565页

作者：杨雨卜钰龙兴霖周志康王静蔡进军湘潭大学化工学院湖南湘潭411105

硝基苯选择性加氢反应是生产苯胺的重要方法,其关键在于开发一种具有高效选择性且低成本的绿色催化剂。本文基于葡萄糖水热炭化得到水热炭前驱体,结合尿素和硝酸钴一步高温热解制备了一种高度分散的富含Co纳米颗粒的氮掺杂多孔炭材料,... 详细信息

硝基苯选择性加氢反应是生产苯胺的重要方法,其关键在于开发一种具有高效选择性且低成本的绿色催化剂。本文基于葡萄糖水热炭化得到水热炭前驱体,结合尿素和硝酸钴一步高温热解制备了一种高度分散的富含Co纳米颗粒的氮掺杂多孔炭材料,将其作为催化剂用于硝基苯加氢反应。详细研究了热解温度对催化剂结构和催化活性的影响,证实了催化活性主要受催化剂的比表面积、Co掺杂量及其Co-Nx配位效应的影响。结果表明,将含10%Co源制备的前驱体800℃热解得到的催化剂(Co@NCG-800)表现出优异的硝基苯催化加氢性能,在以异丙醇为溶剂、100℃和1 MPa氢压下反应2.5 h时可实现硝基苯的转化,苯胺选择性高达99%。催化剂循环使用6次后的硝基苯转化率和苯胺选择性几乎保持不变。优异的循环稳定性能可归因于多孔炭材料中的氮元素和Co纳米颗粒的强相互作用,同时磁性Co纳米颗粒使得催化剂具有较好的分离特性和重复使用性。

关键词：生物质葡萄糖水热炭化 Co-N-C催化剂硝基苯加氢

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