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混合驱动型永磁风力机的非线性控制研究

混合驱动型永磁风力机的非线性控制研究

作者：邹阿配西安理工大学

学位级别：硕士

实现最大功率追踪(MPPT)和变速恒频(VSCF)是风力发电的两个根本问题。本文以混合驱动型永磁风力发电机为研究对象,研究了该类型的风力机实现上述两个关键技术的非线性动力学与控制问题,完成了如下的工作:首先,建立了混合驱动永磁伺服电... 详细信息

实现最大功率追踪(MPPT)和变速恒频(VSCF)是风力发电的两个根本问题。本文以混合驱动型永磁风力发电机为研究对象,研究了该类型的风力机实现上述两个关键技术的非线性动力学与控制问题,完成了如下的工作:首先,建立了混合驱动永磁伺服电机永磁气隙-气动双耦合的非线性模型,分析了参数变化时,系统出现混沌现象的发生机理与发生条件,设计了无源控制器,以实现消除混沌运动的目的。其次,建立了以混合驱动系统为核心的考虑联轴器刚度和阻尼的动力学模型。在此基础上,进一步研究建立了空气动力学模型、主发电机模型、永磁伺服电机控制模型、风速模型、桨距角控制系统模型等。为了简化问题,突出空气动力学的非线性特性,其余模型均通过简化分析与假设建立了线性模型,只保留空气动力学非线性特性,得到了整体混合驱动发电系统的非线性模型。第三,针对上述系统非线性模型,运用模糊控制的知识,提出了高风速时功率平衡的控制策略,并设计了模糊PID控制器,仿真结果表明控制系统很好的实现了控制目标。第四,基于反馈线性化控制理论,设计了混合驱动永磁风力机系统非线性方程的反馈线性化模型,并求出最终的非线性反馈控制律,仿真结果表明控制系统实现了系统的控制目标。

关键词：风力机混合驱动混沌无源控制模糊PID 反馈线性化

一种基于解耦旋转锚框匹配策略的谷粒检测方法

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广东农业科学 2022年第12期49卷 143-150页

作者：王宏乐王兴林李文波邹阿配叶全洲刘大存华南理工大学环境与能源学院广东广州510006 深圳市丰农控股有限公司广东深圳518055 深圳市宇众物联科技有限公司广东深圳518126 深圳市丰农数智农业科技有限公司广东深圳518055

【目的】基于计算机视觉技术建立水稻考种中谷粒计数与粒径的检测方法,节省考种人力成本,提升效率,有利于数字化育种体系建立。【方法】通过对比基于YOLOv5l骨架结构的水平框目标检测策略与基于ResNet101和DarkNet53骨架结构的旋转框检... 详细信息

【目的】基于计算机视觉技术建立水稻考种中谷粒计数与粒径的检测方法,节省考种人力成本,提升效率,有利于数字化育种体系建立。【方法】通过对比基于YOLOv5l骨架结构的水平框目标检测策略与基于ResNet101和DarkNet53骨架结构的旋转框检测策略,同时比较旋转框检测策略预测的水稻谷粒长宽比值与实际测量值之间的差异,验证该方法的可行性。【结果】旋转框的目标检测模型计算得到的水稻谷粒长宽比与实测值无显著差异,两者的均方根误差为0.91~2.29;而水平框的目标检测模型计算的长宽比显著小于实测值,且均方根误差值(9.38~9.45)比旋转框的目标检测模型更大。基于水平框的目标检测策略与基于旋转框的检测策略在谷粒计数的精度几乎相当,但水平框检测模型无法实现水稻谷粒长宽比的准确计算,而使用旋转框的目标检测策略能够较为准确计算谷粒长宽比。【结论】基于解耦旋转锚框匹配策略可对水稻谷粒进行准确计数,相比传统水平框的目标检测策略,可降低检测中的背景噪声和密集堆积物体的漏检情况,同时快速准确计算水稻谷粒长宽比。该方法可以进一步应用到水稻品种识别中的谷粒长短和大小的计算,以及种子质量检测及品种鉴定等数字化育种场景中。

关键词：水稻谷粒检测旋转框长宽比目标检测计算机视觉

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贵州大厂锑矿水化学特征及污染来源分析

安全与环境工程 2024年

作者：张斌康鸿源周伟青谢配红贵州省地质矿产勘查开发局一〇六地质大队中国地质大学(武汉)环境学院

掌握锑矿开采活动影响下的水文地球化学特征，厘清污染特征及污染来源，对矿山开采活动背景下地下水污染防治与修复具有重要意义。为了探明贵州大厂锑矿水环境状况，在地表水和地下水野外取样的基础上，利用水化学分析和同位素测试手段... 详细信息

掌握锑矿开采活动影响下的水文地球化学特征，厘清污染特征及污染来源，对矿山开采活动背景下地下水污染防治与修复具有重要意义。为了探明贵州大厂锑矿水环境状况，在地表水和地下水野外取样的基础上，利用水化学分析和同位素测试手段，分析了矿区水化学特征及类型，并研究了矿山酸性水硫酸盐、氧硫稳定同位素的组成特征，分析其污染来源以及污染路径。研究结果表明：研究区地表水的主要污染指标为Mn、Hg、Sb、SO42-，地下水的主要污染指标为Mn、Sb、Al、Hg，水环境受污染情况严峻；根据硫端元分析，水环境主要污染源来自废渣堆的淋滤水和平硐的排水。研究结果可为矿区锑污染的长期动态监测、矿业开发活动和生态环境保护提供重要参考。

关键词：锑矿水化学特征硫同位素污染来源

基于分布式襟翼风力机桨叶的模型预测振动控制

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振动与冲击 2018年第14期37卷 79-85页

作者：穆安乐张广兴李迺璐邹阿配万强强许建国西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048 扬州大学水利与能源动力工程学院江苏扬州225127

大展弦比风力机桨叶是一个细长的柔性体,在气动弹性耦合下其受力和变形十分复杂。如何通过主动控制技术实现在复杂作用下达到减振降载的目的是一个关键问题。针对此问题,将风力机桨叶简化为在其展向分布尾缘襟翼的复合材料悬臂梁叠层板... 详细信息

大展弦比风力机桨叶是一个细长的柔性体,在气动弹性耦合下其受力和变形十分复杂。如何通过主动控制技术实现在复杂作用下达到减振降载的目的是一个关键问题。针对此问题,将风力机桨叶简化为在其展向分布尾缘襟翼的复合材料悬臂梁叠层板。通过Rayleigh-Ritz法得到桨叶的弹性变形模型,结合Theodorsen片条理论气动力,建立了桨叶的气弹模型。采用模型预测控制(MPC)技术设计了主动控制器,实现了桨叶的振动控制。仿真结果表明:分布式尾缘襟翼在预测控制器的调节下能有效减小桨叶挥舞和扭转振动。其中展长方向上桨叶中部和叶尖处挥舞振动位移分别减小约15%、30%,80%展长处的扭转振动位移减小约70%;系统响应收敛时间缩短约50%。

关键词：风力机大展弦比桨叶气动弹性预测控制减振降载

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串联式锚定板抗拔承载特性及影响因素分析

中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1537-1550页

作者：刘杰邹希全湖南工业大学土木工程学院湖南株洲412007

为提高锚定板抗拔承载能力,设计串联式锚定板锚固系统。借鉴侧向受荷桩的“M”法,通过锚固系统受力平衡条件及位移连续性条件,提出串联式矩形锚定板锚固系统抗拔力-位移关系的理论分析方法。基于FLAC3D有限差分软件,建立锚定板锚固系统... 详细信息

为提高锚定板抗拔承载能力,设计串联式锚定板锚固系统。借鉴侧向受荷桩的“M”法,通过锚固系统受力平衡条件及位移连续性条件,提出串联式矩形锚定板锚固系统抗拔力-位移关系的理论分析方法。基于FLAC3D有限差分软件,建立锚定板锚固系统与土相互作用的数值模拟模型,进行埋设于黏性土中不同尺寸的方形锚定板抗拔承载力室内模型试验。结合室内模型试验及数值模拟结果,通过拟合分析,获得串联式矩形锚定板锚固系统抗拔力-位移关系的近似解析解,将3个工程案例中不同尺寸及埋深的锚定板抗拔力-位移的现场试验结果与理论分析及数值模拟结果对比,验证理论分析方法及数值模拟结果的正确性。探讨串联式方形锚定板锚固系统埋深及相邻锚定板间距对锚固系统抗拔承载力的影响。研究结果表明:当锚定板锚固系统埋深H<5b(b为锚定板边长)时,其破坏模式呈现浅埋锚定板的破坏特征;当埋设深度H≥5b时,其破坏模式呈现深埋锚定板破坏特征。对于串联式锚定板锚固系统,为避免相邻锚定板相互影响而降低锚固系统的抗拔承载能力,相邻锚定板间距应满足L≥3b。

关键词：串联式锚定板锚固系统抗拔承载力抗拔力-位移关系解析解数值模拟

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基于AdaBoost-TSO-KELM的农田土壤重金属空间预测模型

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环境科学学报 2024年第4期44卷 316-323页

作者：任顺王成龙肖配张清盛冠群三峡大学计算机与信息学院宜昌443002 水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室宜昌443002

建立土壤重金属空间分布预测模型对确定农田土壤安全性具有重要意义.为了提高空间分布预测精度,结合金枪鱼群算法优化核极限学习机(TSO-KELM)和自适应增强算法AdaBoost,构建了基于AdaBoost-TSO-KELM的土壤重金属空间分布预测模型,选取... 详细信息

建立土壤重金属空间分布预测模型对确定农田土壤安全性具有重要意义.为了提高空间分布预测精度,结合金枪鱼群算法优化核极限学习机(TSO-KELM)和自适应增强算法AdaBoost,构建了基于AdaBoost-TSO-KELM的土壤重金属空间分布预测模型,选取湖北省宜昌市农田土壤中5种重金属(As、Hg、Cr、Cd和Pb)进行研究,并与其他4种建模方法进行了对比分析.结果表明:(1)研究区内As、Cd和Pb元素的均值均超过当地土壤重金属背景值,分别为背景值的1.14倍、1.40倍和1.12倍,其他两种元素的均值没有超过当地土壤重金属背景值.(2)AdaBoostTSO-KELM模型在5种重金属的预测中预测精度最高,As、Hg、Cd、Cr和Pb重金属的验证集决定系数(R^(2))分别为0.7839、0.6579、0.6732、0.7690和0.7175,均方根误差(RMSE)分别为1.6986、0.0120、0.0256、4.8637和2.2757,相比较于传统的KELM模型,5种重金属的预测精度分别提高了19.52%、22.54%、28.55%、17.03%、16.59%.研究表明,AdaBoost-TSO-KELM模型在土壤重金属空间预测结果更接近土壤重金属的真实情况,说明该模型较好地反映辅助变量和各重金属元素之间的关系,可为农田土壤调查与农田土壤环境保护提供有力的保障.

关键词：土壤重金属 TSO-KELM AdaBoost 辅助变量空间分布

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电磁域平行系统架构与模型构建方法研究

图学学报 2024年第2期45卷 325-331页

作者：于翔邹本振中国电子科技集团公司第二十九研究所四川成都610036

为了研究电磁域平行系统架构和模型体系构建问题,分析了数字平行的概念内涵,提出了数字平行系统与物理环境之间是互驱、共生、平等的双向演进关系的论点,基于平行系统对物理环境可以泛化模拟等4个要点、以及大小平行闭环的方法论,提出... 详细信息

为了研究电磁域平行系统架构和模型体系构建问题,分析了数字平行的概念内涵,提出了数字平行系统与物理环境之间是互驱、共生、平等的双向演进关系的论点,基于平行系统对物理环境可以泛化模拟等4个要点、以及大小平行闭环的方法论,提出了典型LVC(构造的、虚拟的和真实的)系统架构,并基于模型体系的定义与分类,从模型共性和个性边界、跨层级仿真模型校验等方面,给出了模型的传递逻辑和构建方法。以平行仿真环境构建和自适应调零下导航干扰建模为例,分析了本文提出的平行系统架构和模型构建方法的可行性。本研究旨在更清晰准确得对平行系统的概念和边界进行剖析,在此基础上给出电磁域平行系统的理论构建方法,可为后续类似平行系统及模型构建的具体实施提供参考。

关键词：电磁平行系统装备模型模型构建

文化经济地理视角下城市地方营造的过程与机制——“东莞茶仓”案例

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地理科学进展 2024年第5期43卷 981-992页

作者：邹小丹蔡晓梅中山大学旅游学院广东珠海519000 华南师范大学旅游管理学院广州510631 华南师范大学文化空间与社会行为重点实验室广州510631

近年来,文化经济成为城市再造的重要手段,重塑着城市转型与发展的后工业路径。论文以“东莞茶仓”为研究对象,基于文化经济地理视角解读城市地方营造的过程与机制。研究发现:①“东莞茶仓”的地方营造经历了民间流行的茶品饮风气、政府... 详细信息

近年来,文化经济成为城市再造的重要手段,重塑着城市转型与发展的后工业路径。论文以“东莞茶仓”为研究对象,基于文化经济地理视角解读城市地方营造的过程与机制。研究发现:①“东莞茶仓”的地方营造经历了民间流行的茶品饮风气、政府缺位的茶文化乱象、资本赋予的茶经济价值、多主体建构的茶文化经济属性4个阶段的演变,在此过程中,“东莞茶仓”的物质环境、功能活动、符号意义相应发生了变化。②空间维度的地域逻辑、时间维度的价值逻辑、主体维度的意义逻辑共同建构了“东莞茶仓”地方营造的机制。三个维度彼此交织,相互影响,茶仓在依托这三个维度时其文化经济属性更为凸显。③“东莞茶仓”地方营造的本质是从文化走向文化经济的过程,茶的文化经济属性与地方营造的意义与价值相互建构,发展文化经济的过程就是城市地方营造的过程。论文将具体的个案放在更宏观的政治经济文化背景下,以小见大,通过宏观与微观的有机结合来透视城市的转型发展。理论上创新性地剖析了文化经济地理学对于城市地方营造的解释力,实践上能够为其他工业型和资源型城市在转型时期的地方营造提供实践参考路径。

关键词：文化经济地理地方营造茶东莞

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基于图像实例分割的机器人箱体拆垛方法

计算机工程与应用 2024年第10期60卷 209-216页

作者：邹汶材刘宝临西南交通大学计算机与人工智能学院成都610000 西南交通大学信息科学与技术学院成都610000

为了解决工业箱体包裹拆垛任务中传统特征提取方法依赖于箱体形状,难适用于规格多变、混箱垛型的问题,提出一种基于图像实例分割的机器人拆垛方法。为获得准确箱体拣选中心,首先利用Mask R-CNN进行实例分割获得箱体掩膜和分类信息,并在... 详细信息

为了解决工业箱体包裹拆垛任务中传统特征提取方法依赖于箱体形状,难适用于规格多变、混箱垛型的问题,提出一种基于图像实例分割的机器人拆垛方法。为获得准确箱体拣选中心,首先利用Mask R-CNN进行实例分割获得箱体掩膜和分类信息,并在特征提取后添加空间变换网络(spatial transformation network,STN)模块,优化对旋转目标的识别;然后求解掩膜最小外接矩形并后处理获得待拣选箱体像素中心和水平旋转角度,并结合一种拆垛策略进行先行后列排序以确定拣选顺序;最后利用标定方法完成箱体定位,并对规格多变、混箱垛型进行分割和机器人拆垛实验,结果表明,待拆箱体像素中心平均像素距离约4个像素点,空间定位平均误差约1 cm,定位精度满足工业拆垛实际需求。

关键词：实例分割 Mask R-CNN 分类标定工业拆垛