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基于改进灰色预测单神经元PI的全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源电流控制

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电工技术学报 2024年第6期39卷 1886-1897页

作者：黄海宏陈昭王海欣合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源负载电感的电流受多种不确定环境因素的影响而难以预测,灰色预测无需精确对象模型,只需少量已知信息即可实现输出电流短期预测,已在EAST快控电源中有了一定研究应用。为解决灰色预测在EAST... 详细信息

全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源负载电感的电流受多种不确定环境因素的影响而难以预测,灰色预测无需精确对象模型,只需少量已知信息即可实现输出电流短期预测,已在EAST快控电源中有了一定研究应用。为解决灰色预测在EAST快控电源中对突变信号边沿预测精度低和预测延时时间长的问题,提出一种改进灰色预测算法实现输出电流预测。在一个开关周期内对输出电流进行等时长间隔采样4次作为原始序列,将滚动式采样预测改为逐周期采样预测,在实现灰色预测的过程中不必依赖过去几个周期的历史采样信息,只需本周期的4个原始采样值即可实现输出电流的预测。根据预测电流与参考电流误差自适应调整单神经元比例-积分(PI)控制的输出增益,实现输出电流的快速准确控制。仿真和实验结果表明,在EAST快控电源电流预测过程中所提出的改进灰色预测,对比传统灰色预测具有更高的预测精度和更小的预测延时,改进灰色预测变增益单神经元PI控制能够在减小电流超调的同时加快输出电流响应速度。

关键词： EAST快控电源改进灰色预测逐周期采样预测变增益单神经元PI

全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源的干扰抑制离散积分滑模电流控制

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3141-3151页

作者：黄海宏陈昭王海欣合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源的首要性能指标是快速跟踪参考信号,以输出电流实现负载线圈的励磁,对等离子体的垂直位移进行反馈控制。EAST快控电源负载线圈受装置内部部件和真空内等离子体的影响,线圈感值会出现小范围... 详细信息

全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源的首要性能指标是快速跟踪参考信号,以输出电流实现负载线圈的励磁,对等离子体的垂直位移进行反馈控制。EAST快控电源负载线圈受装置内部部件和真空内等离子体的影响,线圈感值会出现小范围内慢时变波动以及线圈上存在互感电动势干扰,传统比例-积分(PI)控制方法在电流跟踪控制过程中存在不足。为了实现干扰的抑制和应对负载波动,提出一种带干扰抑制的离散积分滑模控制方法,根据系统状态方程设计离散积分滑模控制器,结合滑模干扰观测器实现集总干扰的观测,对集总干扰进行前馈补偿控制。为了抑制抖振和加快收敛速度,设计一种新型平滑饱和函数和增益自适应观测器,根据观测电流误差和跟踪电流误差自适应调整观测器增益。对比传统PI控制,仿真和实验验证了所提控制方法具有更加优良的电流跟踪特性,在输出电流超调更小的情况下动态响应更快,能够有效地抑制负载侧扰动,具有良好的鲁棒性。

关键词： EAST快控电源离散积分滑模控制滑模干扰观测器前馈补偿

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铜污酸中铼的分离提取研究进展

工程科学学报 2024年第3期46卷 397-406页

作者：乔晋玺郭学益李栋许志鹏王亲猛中南大学冶金与环境学院长沙410083

铼是一种战略性金属,在军工、航天及航空领域具有重要的地位,由于其独特的性质成为了航空航天发动机中不可或缺的材料.铼金属几乎没有独立矿床,其资源主要伴生于铜、钼等金属矿中.铜矿中铼资源经过铜冶炼工序后富集到废弃的污酸当中,从... 详细信息

铼是一种战略性金属,在军工、航天及航空领域具有重要的地位,由于其独特的性质成为了航空航天发动机中不可或缺的材料.铼金属几乎没有独立矿床,其资源主要伴生于铜、钼等金属矿中.铜矿中铼资源经过铜冶炼工序后富集到废弃的污酸当中,从污酸中回收铼成为铼冶金的重要研究内容.本文综述了污酸中铼提取的主要技术难点,对现有的分离提取方法进行了阐述及对比,主要包括化学沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法、吸附法等,分析了各技术现阶段存在的问题,为污酸中铼的分离提取技术发展提供参考.最后展望未来,污酸中铼的分离提取应向绿色环保、短流程、高选择性的方向发展.

关键词：铼铜污酸分离提取溶剂萃取离子交换

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基于同步动态优化的移动机器人最优速度规划

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1556-1564页

作者：樊志伟贾凯张雷邹风山杜振军刘明敏中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室辽宁沈阳110016 中国科学院机器人与智能制造创新研究院辽宁沈阳110016 中国科学院大学北京100049 沈阳新松机器人自动化股份有限公司辽宁沈阳110168

针对移动机器人在实际运动中受到运动极限的制约及非完整约束的影响,导致难以兼顾运动效率与执行器跟踪性能的问题,提出基于同步动态优化的速度规划方法.建立基于最优控制的速度规划方案,综合考虑机器人的车轮物理约束及车体规则约束.... 详细信息

针对移动机器人在实际运动中受到运动极限的制约及非完整约束的影响,导致难以兼顾运动效率与执行器跟踪性能的问题,提出基于同步动态优化的速度规划方法.建立基于最优控制的速度规划方案,综合考虑机器人的车轮物理约束及车体规则约束.提取约束生成器中的1、2阶约束,根据可达性分析,通过线性规划过程,递推得到参考轨迹,为数值优化提供初始猜测.考虑约束生成器中的3阶约束,采用约束松弛方法,通过基于内点法的同步迭代优化,得到最优配速方案.通过数值及仿真实验验证了以上算法,实验结果表明,移动机器人在运动效率上可以达到车轮物理极限或车体规则极限,在执行器跟踪性能上可以将路径位置误差减小20%以上,保证了运动过程平稳光滑.

关键词：移动机器人速度规划加加速度约束同步动态优化可达性分析

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锥形阶梯流管无阀压电泵仿真及实验

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 602-607,626页

作者：孙业明李驹苏天一王俊尧李瑞鹏东北电力大学机械工程学院吉林132012

针对锥形流管无阀压电泵输出流量小、回流流量多等问题,结合锥形流管和溢流坝阶梯式结构的阻流作用,研制了一种锥形阶梯流管无阀压电泵。对锥形阶梯流管的流阻特性进行了理论分析,利用有限元软件对锥形阶梯流管无阀压电泵和锥形无阶梯... 详细信息

针对锥形流管无阀压电泵输出流量小、回流流量多等问题,结合锥形流管和溢流坝阶梯式结构的阻流作用,研制了一种锥形阶梯流管无阀压电泵。对锥形阶梯流管的流阻特性进行了理论分析,利用有限元软件对锥形阶梯流管无阀压电泵和锥形无阶梯无阀压电泵进行了流场仿真对比,制作了锥形阶梯流管无阀压电泵实验样机,测量不同频率和驱动电压下两种泵的流量。实验结果表明:当驱动电压峰峰值为180 V、驱动频率为18 Hz时,锥形无阶梯流管无阀压电泵流量最大为6.20 ml/min,锥形阶梯流管无阀压电泵输出流量最大为8.04 ml/min,与锥形无阶梯流管无阀压电泵相比泵最大输出流量提升了29%,验证了锥形阶梯流管无阀压电泵能有效抑制锥形流管中的回流现象,且相比于无阶梯流管无阀压电泵具有更好的输出流量。

关键词：无阀压电泵锥形阶梯流管有限元仿真流量实验

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基于时序差分学习模型预测控制的一体化自动驾驶换道策略

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机械工程学报 2024年第10期60卷 329-338页

作者：杨硕李时珍赵中原黄小鹏黄岩军同济大学汽车学院上海201804 南京信息工程大学自动化学院南京210044 中电科东方通信集团有限公司广东519060

具有自进化能力的自动驾驶换道策略有望在复杂开放的交通环境中提升性能,以应对更多的未知场景。时序差分学习模型预测控制(Temporal difference learning for model predictive control,TD-MPC)结合有模型和无模型强化学习方法的优势,... 详细信息

具有自进化能力的自动驾驶换道策略有望在复杂开放的交通环境中提升性能,以应对更多的未知场景。时序差分学习模型预测控制(Temporal difference learning for model predictive control,TD-MPC)结合有模型和无模型强化学习方法的优势,具有学习效率高、性能优异的特点。基于此,为了提高自动驾驶换道策略的整体性能,提出基于TD-MPC的自动驾驶一体化换道策略。具体来说,针对自动换道问题,提出基于驾驶倾向网络的一体化自动驾驶换道策略架构,构建强化学习问题并设计完备的奖励函数,对决策规划优化问题进行统一求解。应用TD-MPC算法设计内部模型来预测未来状态和奖励,实现短时域内的局部轨迹优化,同时使用时序差分学习实现对长期汇报的估计,以得到驾驶倾向网络参数。所提出方法在高保真仿真环境中被验证,结果表明,所提出方法相比规则方案保证行驶效率,并且提高安全性和舒适性。同时与软演员-评论家算法(Soft actor critic,SAC)相比,实现了7~9倍的学习效率提升。

关键词：自动驾驶强化学习一体化决策规划

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基于功角稳定性的区域电网储能选址定容方法

电力自动化设备 2024年第7期44卷 21-29页

作者：程浩秦文萍韩肖清景祥朱志龙逯瑞鹏太原理工大学电力系统运行与控制山西省重点实验室山西太原030024

为了缓解跨传输断面的调峰压力,同时提升电网的功角稳定性,建立了兼顾经济性与功角稳定性的储能选址定容双层优化模型,并给出了模型的求解方法。上层模型考虑区域电网的运行经济性,以储能电站收益最大为优化目标,确定储能配置总容量。... 详细信息

为了缓解跨传输断面的调峰压力,同时提升电网的功角稳定性,建立了兼顾经济性与功角稳定性的储能选址定容双层优化模型,并给出了模型的求解方法。上层模型考虑区域电网的运行经济性,以储能电站收益最大为优化目标,确定储能配置总容量。下层模型考虑区域电网的功角稳定性,以储能调度期间总网损最小和储能调节区域电网功角稳定性能力最大为优化目标,进行储能选址与总容量的分配。双层模型的上层采用遗传算法进行求解,下层采用改进多目标人工蜂群算法进行求解。以某实际电网为算例进行仿真验证,结果表明,根据所提双层优化模型进行储能配置可以在保证经济性的同时,提升区域电网的功角稳定性。

关键词：储能双层规划选址定容功角稳定性改进多目标人工蜂群算法

多源量测环境下计及时延融合的配电网区间状态估计

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电力系统自动化 2024年第12期48卷 120-129页

作者：李诗伟骆晨何叶吴红斌丁明华玉婷新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽省合肥市230601 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 安徽省合肥市230031

配电网运行的不确定性和量测误差的未知但有界性使得精准感知系统状态难以实现。为此,文中考虑多源量测环境提出了一种计及时延融合的配电网区间状态估计方法。首先,扩展微型同步相量测量装置的量测范围,增加高精度量测冗余,提出多源量... 详细信息

配电网运行的不确定性和量测误差的未知但有界性使得精准感知系统状态难以实现。为此,文中考虑多源量测环境提出了一种计及时延融合的配电网区间状态估计方法。首先,扩展微型同步相量测量装置的量测范围,增加高精度量测冗余,提出多源量测数据融合策略实现量测数据在采样时刻上的同步。其次,基于区间数建立计及量测不确定性的区间状态估计模型,并线性化区间量测函数以降低模型复杂度。然后,提出结合区间约束传播的改进Krawczyk-Moore(KM)算法求解区间状态估计模型,采用改进的KM算子设定合理的初始解区间,引入区间约束传播缓解KM算法区间过度扩张的问题。基于IEEE 33节点和IEEE 118节点配电系统的仿真结果表明,所提方法在保证区间完备性的同时有效降低了估计区间的保守性。

关键词：配电网多源量测数据融合区间状态估计 Krawczyk-Moore算法

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基于声发射技术的早龄期混凝土断裂性能

建筑材料学报 2024年第2期27卷 153-160页

作者：范向前葛菲南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 水安全与水科学协同创新中心江苏南京210024

为探究早龄期混凝土的断裂性能,针对5种养护龄期(3、7、14、21、28 d)的混凝土试件,开展20根含预制裂缝的三点弯曲梁断裂试验,得到其荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线.基于该曲线,计算得到早龄期混凝土的断裂韧度(起裂韧度和失稳韧度)... 详细信息

为探究早龄期混凝土的断裂性能,针对5种养护龄期(3、7、14、21、28 d)的混凝土试件,开展20根含预制裂缝的三点弯曲梁断裂试验,得到其荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线.基于该曲线,计算得到早龄期混凝土的断裂韧度(起裂韧度和失稳韧度)和断裂能.采用声发射(AE)技术,通过振铃计数和累计振铃计数与时间的关系曲线,探讨养护龄期对早龄期混凝土试件损伤断裂过程的影响;通过计算上升角(RA)和平均频率(AF),分析了早龄期混凝土的破坏模式.结果表明:早龄期混凝土的断裂韧度和断裂能均随着养护龄期的增加而增大,抗开裂能力提高,延性变差.当养护龄期由3 d增至14 d时,混凝土的断裂韧度和断裂能增速较快;当养护龄期由14 d增至28 d时,混凝土的断裂韧度和断裂能增速变缓.振铃计数和累计振铃计数均能较好地反映早龄期混凝土的损伤破坏过程,其中累计振铃计数的增速随着养护龄期的增加而减小.混凝土的剪切裂缝占总裂缝的比例随着养护龄期的增加而增加.

关键词：早龄期混凝土裂缝断裂韧度断裂能声发射