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一种基于地图辅助的自动驾驶视-惯融合定位方法

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交通运输系统工程与信息 2022年第2期22卷 117-126页

作者：程君张立炎陈启宏武汉理工大学自动化学院武汉430070

视觉同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)方法广泛应用于自动驾驶领域。传统的方法利用车载摄像头表征车辆周围环境,同时估计自身位置,当车辆运动过快时,定位精度和鲁棒性会下降。针对此问题,本文提出一种地图... 详细信息

视觉同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)方法广泛应用于自动驾驶领域。传统的方法利用车载摄像头表征车辆周围环境,同时估计自身位置,当车辆运动过快时,定位精度和鲁棒性会下降。针对此问题,本文提出一种地图辅助的视-惯融合定位方法。该方法在ORB-SLAM2(Oriented FAST and Rotated BRIEF SLAM2)的基础上拓展地图保存功能,将建图和定位拆分为两个独立模块,车辆首先以较慢的速度构建并保存具有视觉特征的地图,然后,在第2次运行时车载计算机调用预先保存的地图实现精确且稳定的定位性能。由于构建地图阶段采用了图优化算法融合惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)的信息,地图误差得到有效校正。在KITTI数据集场景和实际场景中验证了所提方法的良好性能。实验结果表明,所提方法在4,8,16 m·s^(-1)驾驶速度下的定位精度分别为2.59,2.61,2.73 m,图像失帧率和路径丢失率分别为3.76%和1.38%,3.89%和1.69%,4.27%和1.84%。相比原始的ORB-SLAM2方法,系统定位精度和鲁棒性均得到了提高。

关键词：智能交通地图辅助定位视觉-惯性融合自动驾驶

基于混合逻辑动态法的污水处理除氮过程的优化控制

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化工学报 2004年第4期55卷 603-607页

作者：张立炎马龙华钱积新浙江大学系统工程研究所浙江杭州310027

应用混合逻辑动态系统法 (MLD) ,对活性污泥 1号模型 (ASM1)进行了简化 ,利用有关活性污泥法的专家经验 ,建立了连续进水间歇曝气活性污泥法除氮动态模型 .再采用预测控制的方法对该过程进行优化控制 ,通过仿真结果可知 :将MLD法应用到... 详细信息

应用混合逻辑动态系统法 (MLD) ,对活性污泥 1号模型 (ASM1)进行了简化 ,利用有关活性污泥法的专家经验 ,建立了连续进水间歇曝气活性污泥法除氮动态模型 .再采用预测控制的方法对该过程进行优化控制 ,通过仿真结果可知 :将MLD法应用到活性污泥法建模和优化控制中 ,可以更加深入地挖掘相关的专家经验知识 ,并将这些专家经验知识和连续变量模型相结合 ,使模型更加精确 ,控制和优化的效果更好 .为污水处理领域研究提供了一条新的途径 .

关键词：混杂系统混合逻辑动态系统法(MLD) 活性污泥法(ASP) 预测控制混合整数二次规划(MIQP)

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三相四桥臂并网逆变器的无差拍比例谐振控制

电力电子技术 2022年第5期56卷 105-108页

作者：饶友杰陈启宏张立炎周克亮武汉理工大学自动化学院湖北武汉430020

在三相并网逆变器中,无差拍控制简单实用、动态响应速度快,但是难以实现零稳态误差控制,并且会导致并网电流谐波含量增大。针对以上问题,利用比例谐振(PR)控制器对于特定频率谐波抑制能力强的优势,采用无差拍控制器复合PR控制器控制并... 详细信息

在三相并网逆变器中,无差拍控制简单实用、动态响应速度快,但是难以实现零稳态误差控制,并且会导致并网电流谐波含量增大。针对以上问题,利用比例谐振(PR)控制器对于特定频率谐波抑制能力强的优势,采用无差拍控制器复合PR控制器控制并网电流,可以在保证动态响应速度的前提下大大减小系统稳态误差。首先建立三相四桥臂并网逆变器模型,然后利用电流权重控制方法将系统降为一阶系统。根据内模原理设计了PR控制器,对高次谐波进行谐振补偿,降低了并网电流总谐波畸变率(THD)含量。实验结果表明所提控制策略可以取得较快的动态响应速度和较好的稳态性能。

关键词：并网逆变器无差拍比例谐振稳态误差

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盲区小的燃料电池并网系统孤岛检测方法

电力系统自动化 2017年第6期41卷 98-104页

作者：张立炎吴俊陈启宏全书海武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070

为保护系统及人身安全、保障用户供电质量,燃料电池并网系统必须具备孤岛检测功能。文中提出一种检测速度快、盲区小的新型孤岛检测方法——ASMS_Q法。该方法对滑模频率偏移法进行改进,在偏离工频较大区域加入加速增益,并结合q轴无功电... 详细信息

为保护系统及人身安全、保障用户供电质量,燃料电池并网系统必须具备孤岛检测功能。文中提出一种检测速度快、盲区小的新型孤岛检测方法——ASMS_Q法。该方法对滑模频率偏移法进行改进,在偏离工频较大区域加入加速增益,并结合q轴无功电流扰动法,在电网断开后,进行更快速地频率扰动,使其超出正常范围,达到过/欠频保护。而且电网正常工作时,给电网注入扰动量很小,对逆变器输出电能质量没有影响。在Q_f-f_0和Q_(f_0)-C_(norm)坐标系下,对比分析了ASMS_Q法及两种传统方法的盲区。仿真和实验结果表明,ASMS_Q法比传统的主动式检测方法盲区更小,检测速度更快,适用于高品质因素的负载。

关键词：燃料电池并网系统逆变器孤岛检测滑模频率偏移法无功电流扰动法盲区

电动汽车双向DC-DC变换器约束模型预测控制研究

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电工技术学报 2018年第A2期33卷 489-498页

作者：肖智明陈启宏张立炎武汉理工大学自动化学院武汉430070

为了提高电动汽车中双向DC-DC变换器的响应速度与可靠性,针对交错并联双向DC-DC变换器,提出基于粒子群算法优化的约束模型预测控制(MPC)。基于系统传递函数,建立双向DC-DC变换器Buck模式下的预测模型,分析约束模型预测控制算法的原理,... 详细信息

为了提高电动汽车中双向DC-DC变换器的响应速度与可靠性,针对交错并联双向DC-DC变换器,提出基于粒子群算法优化的约束模型预测控制(MPC)。基于系统传递函数,建立双向DC-DC变换器Buck模式下的预测模型,分析约束模型预测控制算法的原理,在约束条件中加入控制变量的约束。将粒子群优化算法用于求解约束预测控制优化问题,提高优化问题的求解速度。利用Matlab/Simulink进行仿真,并搭建实验平台进行实验,分析对比约束预测控制与PI控制以及无约束预测控制的仿真和实验效果。仿真和实验结果表明:采用约束模型预测控制的变换器拥有更好的动态响应性能和稳态性能,该算法是可行与有效的。

关键词：双向DC-DC变换器电动汽车模型预测控制粒子群算法

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三相四桥臂并网逆变器约束模型预测控制

电网技术 2018年第2期42卷 555-563页

作者：陈启宏罗潇汝张立炎武汉理工大学自动化学院

提出了基于并行神经网络优化的约束模型预测控制（model predictive control,MPC）,应用于光伏并网逆变器中,提高光伏发电并网电能质量。建立了三相四桥臂逆变器的精确模型,分析约束模型预测控制算法的原理,在约束条件中加入输出变量和... 详细信息

提出了基于并行神经网络优化的约束模型预测控制（model predictive control,MPC）,应用于光伏并网逆变器中,提高光伏发电并网电能质量。建立了三相四桥臂逆变器的精确模型,分析约束模型预测控制算法的原理,在约束条件中加入输出变量和控制变量的约束,突破有限子集和无约束预测控制方法的限制。将并行神经网络递归优化算法用于求解约束预测控制优化问题中,提高单步优化问题的求解速度。利用FPGA的并行计算能力,在FPGA中运行神经网络在线优化求解,实现预测控制算法的实时运行。实验结果表明：采用该算法的并网逆变器输出电流偏差小,总谐波畸变率小,可以提高并网电能质量,验证了该算法的可行性和有效性。

关键词：并网逆变器约束模型预测控制神经网络优化现场可编程阵列实时控制

面向微电网三相电压不平衡补偿的逆变器并网控制

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电力系统自动化 2017年第8期41卷 38-44页

作者：王吉彪陈启宏刘莉张立炎全书海武汉理工大学自动化学院湖北省武汉市430070

随着微电网规模的日益扩大,单相、三相负载混用日益增多,微电网单相电压不平衡现象日益严重。为了解决这个问题,针对三相四桥臂逆变器三相输出可解耦独立控制的特点,提出并网逆变器三相输出可控互联、各相输出功率根据电压不平衡度进行... 详细信息

随着微电网规模的日益扩大,单相、三相负载混用日益增多,微电网单相电压不平衡现象日益严重。为了解决这个问题,针对三相四桥臂逆变器三相输出可解耦独立控制的特点,提出并网逆变器三相输出可控互联、各相输出功率根据电压不平衡度进行自适应调节的控制方案。在建立其平均等效模型及不平衡状态转移模型的基础上,对逆变器三相输出电流进行分级控制,实现对微电网不平衡电压的补偿。利用MATLAB/Simulink进行了仿真,并构建实验平台进行了实验。仿真和实验结果表明,所提出的补偿方法具有很好的补偿效果。

关键词：微电网三相四桥臂逆变器电压不平衡度自适应调节

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燃料电池空气供应系统建模与动态仿真的研究

系统仿真学报 2008年第4期20卷 850-854页

作者：张立炎潘牧全书海武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

采用"控制体"的方法建立燃料电池堆空气供应系统的供应管腔、阴极和回流管腔模型,并采用神经网络方法对风机特性测试数据进行拟合,建立风机转速、出口压力和风量的关系模型。运用Simulink仿真工具建立仿真模型,研究风机转速和回流管腔... 详细信息

采用"控制体"的方法建立燃料电池堆空气供应系统的供应管腔、阴极和回流管腔模型,并采用神经网络方法对风机特性测试数据进行拟合,建立风机转速、出口压力和风量的关系模型。运用Simulink仿真工具建立仿真模型,研究风机转速和回流管腔系数对氧气供应的影响,并对电堆电流阶跃变化对氧气供应的影响进行仿真。仿真结果和实验测试数据相符,表明所建模型是有效的,可以指导电堆阴极结构的设计和空气供应系统控制方法的研究。

关键词：质子交换膜燃料电池模型风机神经网络动态分析

三相四桥臂并网逆变器重复控制积分抗饱和策略

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电工技术学报 2019年第17期34卷 3631-3639页

作者：谭翠兰邢彦一陈启宏张立炎武汉理工大学自动化学院武汉430070 江汉大学物理与信息工程学院武汉430056

在新能源并网逆变器中,基于内模原理的重复控制器被广泛应用,但是由于受到功率管开关特性和直流母线电压的约束,重复控制器存在积分饱和现象,严重影响供电质量。为提高三相四桥臂并网逆变器的并网电流质量,基于模型恢复积分抗饱和方法,... 详细信息

在新能源并网逆变器中,基于内模原理的重复控制器被广泛应用,但是由于受到功率管开关特性和直流母线电压的约束,重复控制器存在积分饱和现象,严重影响供电质量。为提高三相四桥臂并网逆变器的并网电流质量,基于模型恢复积分抗饱和方法,研究重复控制器积分抗饱和策略。首先,设计了具有积分作用的重复控制器;其次,根据被控对象的数学模型设计了重复控制积分抗饱和补偿器,对控制量和输出反馈量分别进行补偿,控制量补偿引入控制量饱和偏差,并采用线性二次型最优控制方法优化偏差系数;最后,通过仿真和实验验证了重复控制积分抗饱和策略在动态和稳态饱和情况下均能有效改善系统性能。

关键词：三相四桥臂逆变器重复控制执行器饱和模型恢复积分抗饱和