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单级变换储能系统及其参数自适应VSG控制技术

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单级变换储能系统及其参数自适应VSG控制技术

作者：邵雨亭浙江大学

学位级别：硕士

随着以风电、光伏为代表的可再生能源在全球能源结构中占比的不断攀升,如何合理、高效地利用可再生能源成为目前亟待解决的问题。储能系统可根据调度指令吸收、释放能量,因而成为配合可再生能源应用的重要环节。然而,可再生能源装机容... 详细信息

随着以风电、光伏为代表的可再生能源在全球能源结构中占比的不断攀升,如何合理、高效地利用可再生能源成为目前亟待解决的问题。储能系统可根据调度指令吸收、释放能量,因而成为配合可再生能源应用的重要环节。然而,可再生能源装机容量的急剧增加对储能系统电压和容量等级提出了更高的要求,针对这种情况,本文深入研究了以电池为储能方式的单级H桥级联储能系统。为提高储能系统的并网友好性,降低电力电子装置对传统电力系统稳定性的冲击,模拟同步发电机外特性的虚拟同步发电机控制策略（简称VSG）成为储能系统控制策略的理想选择。本文对传统的VSG控制策略加以了改进,有效改善了VSG在实际应用中所面临的诸如参数整定困难等情况。由于单级H桥在实现交直流功率变换时直流侧存在固有的低频纹波电流,长期运行会导致电池发热进而缩短电池寿命,故本文在单级H桥直流侧采用电力弹簧（Energy Spring,本文简称ES）以吸收低频纹波电流。本文搭建了三相八级380V/10kVA单级H桥级联储能系统的MATLAB/Simulink仿真模型和实验样机,对储能系统展开了深入研究。首先,对单级H桥级联储能系统交流侧和直流侧分别建立数学模型并加以分析。针对单级H桥直流侧在交直流变换时产生的低频纹波电流使用电力弹簧（ES）加以吸收,并介绍了ES的四种工作模式,给出了完整的ES控制策略。其次,在传统VSG控制策略的基础上,本文在无功-电压控制环节中引入一阶惯性环节,使得储能系统输出电压具有惯性,更加接近同步发电机的电压特性。VSG控制下的储能系统无需更改控制策略即可实现并离网模式之间的切换,本文采用无锁相环的预同步控制方法,不仅省去了繁琐的锁相环参数设计过程,而且节约了控制器资源。然后,对于VSG的核心参数转动惯量J和阻尼系数D,本文给出了一种双参数协调自适应控制方法,以及基于参数自适应VSG控制策略的交流侧电压电流双闭环控制方法和叠加直流偏置的相内均压控制方法。最后,给出了储能系统主电路参数和控制器的设计过程,并搭建了仿真模型和实验平台。仿真和实验结果验证了储能系统拓扑结构和控制策略的有效性和准确性。

关键词：电池储能系统单级H桥虚拟同步发电机(VSG) 参数自适应低频纹波抑制

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参数自适应的群体机器人集结分布式控制

机械制造 2014年第2期52卷 38-44页

作者：赵楠戴威董文涛海军装备部北京100071 中国舰船设计研究中心武汉430064 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

针对群体机器人集结中的控制问题,以机器人网络的连通性作为控制目标,提出群体机器人参数自适应控制网络连通性保持的分布式控制算法。构建了机器人的受力模型和机器人之间相互作用势场函数,针对系统没有虚拟领导者的情形和考虑虚拟领... 详细信息

针对群体机器人集结中的控制问题,以机器人网络的连通性作为控制目标,提出群体机器人参数自适应控制网络连通性保持的分布式控制算法。构建了机器人的受力模型和机器人之间相互作用势场函数,针对系统没有虚拟领导者的情形和考虑虚拟领导者的情形,分别提出相应的分布式连通控制算法,理论分析和数值仿真实验证明了所提出的分布式控制算法的有效性,能够解决群体机器人的集结问题。

关键词：机器人群体集结参数自适应分布式控制

802.11e性能分析及MAC参数自适应调节机制研究

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802.11e性能分析及MAC参数自适应调节机制研究

作者：李汇文电子科技大学

学位级别：硕士

在过去10年里,整个世界正在逐渐走向移动化,无线技术正逐渐占领传统的固定式或有线式网络所占有的领域,IEEE 802.11无线局域网已成为当今世界广泛应用的无线网络技术之一。但是,随着具有特定服务质量要求的多媒体应用的广泛流行,现有数... 详细信息

在过去10年里,整个世界正在逐渐走向移动化,无线技术正逐渐占领传统的固定式或有线式网络所占有的领域,IEEE 802.11无线局域网已成为当今世界广泛应用的无线网络技术之一。但是,随着具有特定服务质量要求的多媒体应用的广泛流行,现有数据网络必须提供对此类应用的支持。传统的802.11 MAC协议不能很好的支持现代多媒体应用。为此,802.11工作组提出了一种新的标准IEEE 802.11e,其中包含了对QoS的支持。 IEEE 802.11e增强分布式信道接入（EDCA）机制通过定义四个具有不同MAC参数的队列（AC）来为不同的业务提供服务区分,从而为不同的业务流提供不同的传送优先级,这些MAC参数包括争用窗口、帧间间隔和传送机会。 802.11 DCF在QoS方面有很多局限性,802.11e EDCA相比DCF在QoS方面做了很多增强,对IEEE 802.11e EDCA进行理论建模和仿真分析是研究EDCA性能的两个主要手段。理论和仿真结果均表明IEEE 802.11e EDCA的服务区分机制比原始的802.11极大的增强了网络的QoS性能,EDCA的MAC参数值的选取对协议性能具有明显的影响,但同时又表明802.11e EDCA仍然存在许多不足和QoS局限。这些问题包括802.11e的MAC参数AIFSN、CWmin及TXOP值是固定的,不能根据网络状态做出自适应调整;802.11e标准规定的这些默认值虽然多数情况使协议运行较好,但是不一定在任何网络状况下都能使网络性能达到最优;当网络负载较轻时,过分牺牲了低优先级业务的性能,信道利用率较低;而当网络负载较重时,高优先级业务的性能仍有继续改进的余地。针对发现的问题,本文提出一个动态调整EDCA（DA-EDCA）算法,使EDCA的参数能够根据当前网络拥塞状况做出自适应调整。当网络负载变的很重时,优先考虑满足高优先级业务的QoS需求,当网络负载很小时,兼顾高优先级业务的同时提高低优先级业务的QoS需求,从而提高了系统的整体性能。最后使用NS2进行DA-EDCA和EDCA的性能仿真比较,从仿真结果可以得出在不同的通信负载下DA-EDCA相对EDCA能得到更高的吞吐量、更小的延迟和误码率。

关键词： IEEE 802.11e WLAN QoS EDCA DCF 参数自适应

基于虚拟同步发电机的参数自适应控制和频率稳定性研究

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基于虚拟同步发电机的参数自适应控制和频率稳定性研究

作者：王鹏江苏大学

学位级别：硕士

由于现阶段人们对于美好幸福生活的追求和向往,以致于能源的需求量也非常巨大,传统的化石能源存储量已无法满足未来的长久发展。于是,存储量大、无污染的可再生能源成为解决现阶段资源问题的关键,分布式发电技术作为其主要的发电方式,... 详细信息

由于现阶段人们对于美好幸福生活的追求和向往,以致于能源的需求量也非常巨大,传统的化石能源存储量已无法满足未来的长久发展。于是,存储量大、无污染的可再生能源成为解决现阶段资源问题的关键,分布式发电技术作为其主要的发电方式,它面临的挑战也不可忽视。传统的电力电子变流器由于不具备机械式储能装置,无法像传统同步发电机一样为大电网提供充足的惯量和阻尼支撑。而虚拟同步发电机（Virtual Synchronous Generator,VSG）控制能够模拟同步发电机的运行特性,为电网系统提供足够且可变的惯性和阻尼,从而提高微电网与大电网之间的“友好性”。与此同时,微网系统运行时所受到的影响因素也非常多,最常见的莫过于负载的投切,功率的变动等,因此VSG控制算法必须能够及时处理此类状况。基于此控制需求,本文主要针对VSG控制系统的功率扰动、参数自适应以及频率稳定性展开研究。具体内容如下:首先,以微网逆变器的基本拓扑结构为基础,通过分析同步发电机的数学模型,建立VSG的五阶数学模型,对VSG控制算法中的有功-频率和无功-电压环节进行分析设计,同时还推导分析了电压电流双闭环控制的原理及公式,并在MATLAB/Simulink中进行仿真验证。其次,针对VSG运行过程中出现的功率突增、突减现象,将其衰减振荡过程进行分段分析,进而提出一种惯量和阻尼自适应控制策略,能够有效抑制系统变量的超调,使系统输出频率、电压电流以及功率等都快速再次恢复稳定状态,提高了系统的暂态稳定性。再次,由于VSG控制算法只能实现一次调频,无法实现频率的无差调节,因此提出一种基于线性自抗扰控制的二次调频控制,以应对孤岛状态下的负载投切状况,且与大多数学者提出的基于比例积分（PI）控制的二次调频控制策略进行对比分析,并对控制系统的参数进行整定。最后,本文搭建了VSG控制系统的半实物实验平台,通过相关实验测试验证VSG的调频调压特性,证明了控制算法的有效性和可行性。

关键词：微网逆变器虚拟同步发电机参数自适应二次调频二阶线性自抗扰

基于稀疏表示的参数自适应选择流形学习算法研究

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基于稀疏表示的参数自适应选择流形学习算法研究

作者：冯重锴武汉科技大学

学位级别：硕士

流形学习是当前机器学习的热门领域,它是非线性降维的代表之一。流形学习算法在对非线性数据集进行降维处理和特征提取时效果突出,但是也有一些缺陷。例如,大多数流形学习算法都有一个繁琐的调整参数的过程。这是因为大多数流形学习算... 详细信息

流形学习是当前机器学习的热门领域,它是非线性降维的代表之一。流形学习算法在对非线性数据集进行降维处理和特征提取时效果突出,但是也有一些缺陷。例如,大多数流形学习算法都有一个繁琐的调整参数的过程。这是因为大多数流形学习算法是通过描述样本点的局部性来进行降维处理的,这就不可避免地需要手动选取控制邻域大小的参数。为了解决这个问题,本文提出了两种基于稀疏表示的参数自适应选择流形学习算法。本文的主要工作包括以下两个方面:(1)提出了一种基于组稀疏的参数自适应选择判别投影算法。使用组稀疏来描述样本点的几何结构,自适应地构造样本点的近邻图,避免了传统流形学习算法中需要手动调整参数的弊端。同时,提出局部稀疏散度和非局部稀疏散度,将稀疏表示和局部性理论统一到一个数学模型当中,增加了算法的分类性能。(2)提出了有监督的参数自适应选择判别投影算法。在原算法基础之上,利用样本的类别信息,提出了能更准确描述样本点几何结构的有监督稀疏框架,限制了伪近邻点的干扰。并且在算法中加入了全局类内和类间约束,进一步提高了算法的判别能力。在几个常用的人脸数据集上的结果表明,本文提出的基于组稀疏的参数自适应选择判别投影算法在人脸识别任务中的准确率优于一些先进算法。而且,有监督的参数自适应选择判别投影算法的分类准确率得到了进一步的提升。

关键词：流形学习稀疏表示有监督参数自适应非线性降维

基于参数自适应和协作通信的室内定位算法的改进

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基于参数自适应和协作通信的室内定位算法的改进

作者：汤雅婷南京邮电大学

学位级别：硕士

无线传感器网络是一项随着高科技技术发展起来的新型数据采集和检测网络,基于无线传感器网络的定位技术又是其中重要的热点研究领域之一。无线定位技术相对于传统有线定位技术的特点在于系统部署简单、可移植性强、扩展性强,在这几年得... 详细信息

无线传感器网络是一项随着高科技技术发展起来的新型数据采集和检测网络,基于无线传感器网络的定位技术又是其中重要的热点研究领域之一。无线定位技术相对于传统有线定位技术的特点在于系统部署简单、可移植性强、扩展性强,在这几年得到广泛的关注和研究。本文首先对无线传感器的发展和国内外当前无线定位技术作了介绍,并对基于无线传感器网络的室内定位算法作了详细的分析与讨论,给出了室内定位系统的评价指标。对三种基于距离的测量方法和三种计算未知节点坐标的算法作了介绍和推导,对于四种不基于距离的定位算法作了简要介绍和分析。对于无线环境复杂多变的问题,本文提出了针对无线信号传播模型自适应环境参数取值的APE(Adaptive-to-environment Parameter Estimation)取值法,这种优化算法能够利用现有锚节点的通信来自适应地获取真实无线环境的参数,通过仿真验证,相对于经典值法,APE取值法的节点定位误差有所降低。本文对APIT定位算法作了分析,针对存在的In-To-Out误判问题和节点密度较低时大量节点不能被定位问题,提出了CAL(Coefficient-triangle APIT Localization)定位算法,即通过引入RSSI辅助定位、加权三角形估算坐标来降低节点定位误差,通过仿真验证,相比较传统的APIT定位算法,CAL定位算法的节点定位误差有所降低,但是节点定位覆盖率并不高。针对CAL算法存在的局限性,本文又引入协作定位的思想,提出了CAL协作定位算法,通过将已经定位的未知节点转化为锚节点参与定位,并对估算出的未知节点坐标进行合法性检测,从而提高了CAL定位算法的节点定位覆盖率。通过MATLAB仿真软件的验证,CAL协作定位算法在节点定位误差和定位覆盖率方面的性能相比APIT算法有很大的提升。

关键词：无线传感器网络室内定位算法参数自适应加权三角形协作通信

基于参数自适应最小割的室内外粘连点云分割方法

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基于参数自适应最小割的室内外粘连点云分割方法

作者：张宇琦辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

三维点云分割分类是城市三维重构、场景理解、目标检测等研究领域的重要基础。然而城市三维目标种类繁多情况复杂,如何将粘连点云目标进行准确分割并用于点云结构化是当前研究的难点。近年来,随着社会科技水平的不断发展,激光扫描技术... 详细信息

三维点云分割分类是城市三维重构、场景理解、目标检测等研究领域的重要基础。然而城市三维目标种类繁多情况复杂,如何将粘连点云目标进行准确分割并用于点云结构化是当前研究的难点。近年来,随着社会科技水平的不断发展,激光扫描技术愈发成熟且设备逐渐更新,激光点云数据获取也愈发容易。本文面向激光点云数据,提出了一种基于参数自适应最小割的室内外粘连点云分割方法,实现粘连目标准确分割,本文采用三组室内激光点云数据以及两组室外激光点云数据对本文分割方法的有效性以及可行性进行评估验证,具体工作如下:针对室内粘连桌椅点云实现准确分割。首先对室内点云数据进行深度学习点云粗分类,先利用三维点云深度学习网络模型Point Net进行点云类别分类以及场景语义分割,然后在进行标签点云分类,保证室内粘连桌椅点云分类输出。考虑到室内粘连目标具有的几何形状以及特性,为了提高点云最小割自适应性以及分割效率,对粘连目标点云进行最小割参数自适应计算,先进行欧式聚类分割得到单个目标点云,根据各个目标点云自身的包围盒信息异同,在进行空间最小包围盒计算得到单个目标点云中心点坐标以及水平半径。最后利用点云最小割进行最小割分类结果优化,达到室内粘连桌椅点云准确分割的目的。针对室外粘连树木点云实现精准分割。首先对室外点云数据进行数据预处理,先进行点云下采样,在进行局部空间滤波,保证噪声点以及地面点的充分去除。以预处理后的非地面点为数据集,进一步提取单株树干点云。树干识别与提取分三个步骤进行,首先进行场景点云粗分割得到树干切片点云;由于点云数据可能缺失,采用点云补全算法对切片点云进行补全处理;最后利用圆柱拟合及相交检验得到局部树干点云。在获得局部树干点云基础上,对其进行空间圆柱滤波以及区域增长分割处理,获得完整树干点云。最终通过基于最小割的粘连树木分割方法,达到室外粘连树木点云精确分割的目的。该论文有图43幅,表4个,参考文献54篇。

关键词：粘连点云参数自适应深度学习标签点云分类最小割点云补全

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基于参数自适应粒子机动目标跟踪算法

基于参数自适应粒子机动目标跟踪算法

作者：张愿江南大学

学位级别：硕士

机动目标跟踪一直是目标跟踪领域中的难点问题,尤其是对多机动目标跟踪。由于目标数的变化,目标新生和消失,以及目标相互紧邻、交叉等复杂场景,使得跟踪变得更加困难。针对该问题,本文在随机有限集的滤波框架下,重点展开对复杂环境下,... 详细信息

机动目标跟踪一直是目标跟踪领域中的难点问题,尤其是对多机动目标跟踪。由于目标数的变化,目标新生和消失,以及目标相互紧邻、交叉等复杂场景,使得跟踪变得更加困难。针对该问题,本文在随机有限集的滤波框架下,重点展开对复杂环境下,数目变化的,且作任意运动的多机动目标跟踪算法研究,主要工作包括:1.针对目标运动模型未知及新生目标强度未知等情况下多目标跟踪的问题,本文在PHD和CPHD滤波基础上,提出一种自适应网格驱动滤波算法。首先根据目标网格分辨率自适应调整每个目标网格,然后根据目标量测及状态调整网格位置,此外采用新生目标识别技术识别新生,达到自适应滤波,以实现对新生目标未知且运动模型未知的复杂情况下多目标跟踪。实验结果表明,所提算法能够实现对未知运动参数及未知新生目标的变数目多目标自适应跟踪,在平均OSPA距离和平均目标数估计方面,比传统粒子PHD滤波方法具有更好的跟踪性能。2.针对复杂环境下,新生强度未知,量测噪声未知且作任意机动的多目标跟踪问题。提出一种参数自适应粒子势概率假设密度滤波算法,将自适应参数估计技术融入到CPHD滤波框架中,首先采用逆伽马分布近似量测噪声的后验分布,其次采用自适应LW滤波估计时变的机动参数,此外采用新生目标识别技术识别新生,以解决任意机动多目标跟踪的问题。实验结果表明,新提出的算法能够正确识别未知的测量噪声方差,并且能够以更稳健的方式跟踪多个机动目标。3.针对PHD和CPHD滤波,无法获得目标航迹的问题。本文在参数自适应粒子势概率假设密度滤波的基础上,提出将航迹关联算法引入到参数自适应粒子势概率假设密度滤波算法中。此外,对参数自适应粒子势概率假设密度和网格驱动PHD/CPHD滤波算法在机动场景下进行对比分析。实验结果表明,新提出的算法在机动等复杂场景下等可以获得每个目标的航迹信息,并且不受目标数影响。参数自适应粒子势概率假设密度算法计算时间复杂度较低,网格驱动PHD/CPHD滤波算法计算时间复杂度和跟踪误差与网格数有关,网格数越多,时间复杂度越高,跟踪误差越小,此外,参数自适应粒子势概率假设密度算法受过程噪声影响要比网格PHD/CPHD滤波算法大。

关键词：多目标跟踪概率假设密度带势分布概率假设密度参数自适应自适应网格驱动航迹关联

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参数自适应农用动力平台关键技术与装备

中国科技成果 2019年第8期20卷 73-73,74页

作者：蒋蘋石毅新胡文武罗亚辉陈文凯首元锋湖南农业大学湖南省机械工程学会湖南省农业机械与工程学会湖南省企业科技创新创业团队内燃机学报郴州农夫机电有限公司吉首市宗南重工有限公司上海交通大学热能动力机械与装置专业国防科技大学计算机科学与技术专业中南大学机械电子工程专业国家农业航空产业技术创新战略联盟中国农业工程学会耕作机械委员会中国农业机械学会青年委员会

湖南现有耕地面积413.5万公顷,水稻、油菜等大田作物的机械化生产一直以来是保障我国粮油安全的重要举措。2016年湖南主要农作物耕种收综合机械化水平为45%。在水稻、油菜全程机械化生产过程中,提高作业机械的水田通过性、稳定性与适应... 详细信息

湖南现有耕地面积413.5万公顷,水稻、油菜等大田作物的机械化生产一直以来是保障我国粮油安全的重要举措。2016年湖南主要农作物耕种收综合机械化水平为45%。在水稻、油菜全程机械化生产过程中,提高作业机械的水田通过性、稳定性与适应性至关重要。中央1号文件从2004年开始连续14年明确提出:发展现代农业、大力推进农机化,加强农机关键零部件和重点产品研发。

关键词：参数自适应动力平台装备技术农用发展现代农业机械化生产全程机械化