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基于阶梯波的锂离子电池电化学阻抗谱低频段在线辨识方法

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电工技术学报 2023年第11期38卷 3064-3072页

作者：孙丙香王家驹苏晓佳张维戈赵鑫泽北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心北京100044 国网宁夏电力有限公司银川供电公司银川750011

电化学阻抗谱(EIS)是锂离子内部特性参数的外在表征,如何摆脱对专有设备的依赖,通过在线辨识得到EIS,尤其是低频段EIS对于准确地估计电池状态具有重要意义。该文以三元锂离子电池为研究对象,在电池管理系统和双向充放电机的协议框架下,... 详细信息

电化学阻抗谱(EIS)是锂离子内部特性参数的外在表征,如何摆脱对专有设备的依赖,通过在线辨识得到EIS,尤其是低频段EIS对于准确地估计电池状态具有重要意义。该文以三元锂离子电池为研究对象,在电池管理系统和双向充放电机的协议框架下,设计了工况实验,利用阶梯信号和正弦信号的变换关系,提出了一种基于阶梯波的锂离子电池EIS低频段在线辨识方法。分析了不同荷电状态(SOC)和不同数据采集间隔对于阻抗谱辨识结果的影响,对比了该方法相对于方波傅里叶分解法的优势,给出了满足辨识精度的最低采样要求。该方法通过现有配备的电池外围系统即可实现,有效地解决了工程应用中无法实现锂离子电池EIS低频段在线辨识的难题。

关键词：锂离子电池电化学阻抗谱低频段阶梯波在线辨识

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基于已知激励响应的低频振荡信息在线辨识

电力自动化设备 2023年第1期43卷 193-201页

作者：杨晨余一平樊陈金标舒石泷河海大学能源与电气学院江苏南京211100 中国电力科学研究院有限公司(南京) 江苏南京210003

当前电力系统常采用日常小扰动响应在线辨识获取低频振荡模式信息,这对大电网低频振荡的分析和抑制具有重要价值。针对低频振荡信息在线辨识,给出了两段最小二乘法,与常规递推自回归滑动平均方法相比,其具有较高的迭代收敛速度与辨识准... 详细信息

当前电力系统常采用日常小扰动响应在线辨识获取低频振荡模式信息,这对大电网低频振荡的分析和抑制具有重要价值。针对低频振荡信息在线辨识,给出了两段最小二乘法,与常规递推自回归滑动平均方法相比,其具有较高的迭代收敛速度与辨识准确度。在介绍小扰动下的已知激励响应信号和环境激励响应信号基本原理的基础上,对比得出2种信号在激励与响应、信号成分和数据量大小方面存在的区别,提出低频振荡在线模式信息辨识方案,进一步在10机39节点系统中通过仿真获取已知激励响应信号和环境激励响应信号,对2种信号的功率谱与辨识结果进行对比分析。分析结果表明在确定激励位置、观测点选择和响应模式间对应关系时已知激励响应信号的辨识效果更好,在该情况下可以将已知激励响应辨识作为低频振荡信息在线辨识的主要手段。

关键词：低频振荡功率谱在线辨识自回归滑动平均已知激励环境激励

基于镜像修正FxLMS控制算法的船舶管路振动主动控制

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哈尔滨工程大学学报 2024年第1期45卷 77-84页

作者：刘学广谭鉴吴牧云张二宝闫明刘济源哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001 伦敦大学学院机械工程系伦敦WC1E 6BT

针对船舶管路减振和抗冲击的需求,本文根据镜像修正自适应滤波算法,设计出了一种管路振动主动控制策略,能够有效地控制管路在低频下的振动,并且在次级通道发生突变时,控制系统可再次快速收敛,进行稳定控制。本文先对镜像修正自适应滤波... 详细信息

针对船舶管路减振和抗冲击的需求,本文根据镜像修正自适应滤波算法,设计出了一种管路振动主动控制策略,能够有效地控制管路在低频下的振动,并且在次级通道发生突变时,控制系统可再次快速收敛,进行稳定控制。本文先对镜像修正自适应滤波算法进行理论研究,分析算法的迭代及控制过程;再通过仿真分别验证算法在不同参考信号输入下的收敛性及稳定性;最后搭建实验台架,通过试验验证算法的实际控制效果。试验结果表明:该控制策略在管路振动主动控制中能够降低15.37%的振动强度,比自适应滤波算法控制策略的控制效果好8.85%。所以镜像修正自适应滤波算法能够及时有效地进行管路振动控制。

关键词：镜像修正自适应滤波算法在线辨识自适应滤波算法归一化算法整体建模算法镜像系统权向量迭代振动主动控制

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航天器质量特性在线辨识方法及地面验证

中国惯性技术学报 2022年第4期30卷 537-544页

作者：徐旭张桀睿王冠马广程夏红伟哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心哈尔滨150001

针对航天器质量特性在线辨识问题,建立了适用于航天器转动惯量辨识的数学模型,分析了其可辨识性和数据采样时间的影响机理。基于渐消记忆递推最小二乘辨识理论,提出了一种改进递推最小二乘法的在线辨识方法,较传统辨识手段具有工程应用... 详细信息

针对航天器质量特性在线辨识问题,建立了适用于航天器转动惯量辨识的数学模型,分析了其可辨识性和数据采样时间的影响机理。基于渐消记忆递推最小二乘辨识理论,提出了一种改进递推最小二乘法的在线辨识方法,较传统辨识手段具有工程应用性强、跟踪效率高的优点。为了验证所提出的在线辨识方法的正确性与可行性,提出了一种基于三轴气浮台的地面全物理仿真试验系统,能够真实模拟外太空微干扰力矩微干扰力的空间动力学环境。全物理仿真试验表明所提出的算法的辨识精度优于96.2%,和理论分析精度(98.4%)相符,从而验证了所提出的航天器质量特性在线辨识方法具有实用性强、精度高、收敛速度快的优点,对航天器质量特性在线辨识的算法设计和地面验证具有一定的参考应用价值。

关键词：在线辨识转动惯量可辨识性三轴气浮台辨识精度

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复合材料板簧迟滞特性线性辨识方法

吉林大学学报（工学版） 2022年第4期52卷 829-836页

作者：李伟宋海生陆浩宇史文库王强王晓俊山东交通学院汽车工程学院济南250357 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 山东交通学院工程机械学院济南250357

针对复合材料板簧的迟滞特性参数辨识工作,在梯度下降法的基础上提出了一种线性辨识方法,并推导得到递推公式,与已有工作中的改进萤火虫算法进行对比验证,从辨识精度和计算时间两个维度进行了讨论。在此基础上引入了动量项对线性辨识方... 详细信息

针对复合材料板簧的迟滞特性参数辨识工作,在梯度下降法的基础上提出了一种线性辨识方法,并推导得到递推公式,与已有工作中的改进萤火虫算法进行对比验证,从辨识精度和计算时间两个维度进行了讨论。在此基础上引入了动量项对线性辨识方法进行改进,相较改进前,算法在加速收敛时间的同时,降低了收敛误差。最后,将其用于某款复合材料板簧的迟滞特性辨识。结果表明:相对于智能启发式的非线性算法,线性辨识方法更适合进行复合材料板簧迟滞特性的辨识,其辨识精度与非线性算法相仿,且能将辨识计算时间控制在2.5 ms以内,使得在线参数辨识或数字孪生仿真等对实时性要求较高的工作成为可能。

关键词：车辆工程复合材料板簧参数辨识线性算法在线辨识

基于无迹卡尔曼滤波水下WPT系统副边关键参数在线辨识

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中国电机工程学报 2024年第11期44卷 4470-4479,I0025页

作者：程志远张智超眭清洋纪天睿李东东上海电力大学电气工程学院上海市杨浦区200090

为提升无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统传输性能,需在控制过程中实时获取负载与耦合系数等关键信息,而该信息的获取目前普遍采用无线通讯模块或增加额外通信线圈等方式,增加了系统复杂度,尤其面临复杂水下工况及高频电... 详细信息

为提升无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统传输性能,需在控制过程中实时获取负载与耦合系数等关键信息,而该信息的获取目前普遍采用无线通讯模块或增加额外通信线圈等方式,增加了系统复杂度,尤其面临复杂水下工况及高频电磁环境,在通讯过程中极易造成通讯异常而导致系统瘫痪。为此,文中提出一种新型基于无迹卡尔曼滤波的WPT系统互感及负载关键参数在线识别方法,该方法仅需采样原边侧电压瞬时值,即可实时获取互感与负载等关键参数信息。同时为提升辨识精度与收敛速度,采用离线式神经网络指导粒子群优化算法建立系统噪声协方差矩阵。实验结果表明,该算法具有模型简单、计算精度较高等特点,在变负载、变移相控制角及偏移情况下,所提出的在线辨识方法对负载与互感的最大识别误差分别为6.19%和1.7%,且2 ms左右即可完成负载的动态识别,具有一定的工程应用价值。

关键词：无线电能传输无迹卡尔曼滤波在线辨识互感识别负载识别

基于Prandtl-Ishlinskii模型的气动肌肉迟滞特性动态建模与控制

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农业机械学报 2024年

作者：谢胜龙段慧茹万延见陈迪剑中国计量大学浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法，难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性，极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性，利用Prandtl-Ishlinskii（PI）模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性，并采用带遗忘因... 详细信息

现有迟滞模型由于采用离线参数辨识方法，难以表征气动肌肉迟滞的时变性和负载相关性，极易产生较大的建模误差。为了精确表征气动肌肉的迟滞特性，利用Prandtl-Ishlinskii（PI）模型描述气动肌肉的位移-气压迟滞特性，并采用带遗忘因子的递推最小二乘法在线辨识PI模型参数。在此基础上，结合PI逆模型设计了一种带有前馈在线补偿的复合控制方法用于气动肌肉的运动控制。同时搭建相应的实验装置并进行了气动肌肉迟滞建模和运动控制实验。实验结果表明，采用在线参数辨识方法后的PI模型能有效描述气动肌肉迟滞的负载相关性，且极大地降低了负载变化带来的控制误差。

关键词：气动肌肉迟滞补偿 Prandtl-Ishlinskii模型在线辨识

基于改进模型参考自适应系统的永磁同步电机参数辨识

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控制理论与应用 2020年第9期37卷 1983-1988页

作者：李垣江董鑫魏海峰张懿刘维亭江苏科技大学电子信息学院江苏镇江212003

针对永磁同步电机多参数辨识时,数学模型存在的欠秩问题,提出一种改进模型参考自适应系统的分步在线辨识方法.该方法采用Popov超稳定性理论设置自适应律,可以保证辨识时系统的稳定性;在改进的模型参考自适应系统中,首先辨识定子电阻、... 详细信息

针对永磁同步电机多参数辨识时,数学模型存在的欠秩问题,提出一种改进模型参考自适应系统的分步在线辨识方法.该方法采用Popov超稳定性理论设置自适应律,可以保证辨识时系统的稳定性;在改进的模型参考自适应系统中,首先辨识定子电阻、转子磁链,待两个参数辨识结果稳定后,再辨识直交轴电感.这样在同一个模型中实现多个参数辨识,克服了由于数学模型欠秩问题而导致辨识结果的不确定性.仿真结果表明,本文设计的方法辨识速度较快,辨识度高,具有一定的实用性.

关键词：永磁同步电机参数辨识模型参考自适应系统在线辨识模型欠秩

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广义预测控制在堆芯变功率控制中的应用

核动力工程 2020年第2期41卷 96-101页

作者：潘岳凯钱虹江诚刘晓晶上海电力大学自动化工程学院上海200090 上海市电站自动化技术重点实验室上海200090 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对不同功率水平下稳态中子密度造成的堆芯功率模型非线性问题,将广义预测控制(GPC)应用于堆芯功率控制,实现变工况条件下堆芯功率的自动控制。本文首先基于零功率堆芯模型和温度反馈模型建立堆芯功率模型,基于该模型阶次设计预测时域... 详细信息

针对不同功率水平下稳态中子密度造成的堆芯功率模型非线性问题,将广义预测控制(GPC)应用于堆芯功率控制,实现变工况条件下堆芯功率的自动控制。本文首先基于零功率堆芯模型和温度反馈模型建立堆芯功率模型,基于该模型阶次设计预测时域,并根据系统输入输出数据在GPC校正环节通过带遗忘因子的最小二乘法在线辨识不同功率水平下的模型参数。为验证控制器的鲁棒性,在满功率平稳运行时加入反应性扰动。基于MATLAB平台对控制器的性能进行仿真验证。结果表明,本文所设计的GPC在堆芯变工况运行时能使输出功率快速、准确地跟踪设定值,并能在线辨识不同功率水平的堆芯模型参数,具备一定的抗干扰能力。

关键词：堆芯功率广义预测控制变功率运行非线性模型在线辨识