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基于残差生成器的并联逆变器暂稳态补偿策略

太阳能学报 2024年第7期45卷 286-293页

作者：胡长斌王高伟罗珊娜陆珩李学成北方工业大学电气与控制工程学院北京100144

针对孤岛微电网中所存在的因负载投切、不平衡负载等扰动造成的电能质量问题以及因线路阻抗不匹配造成的无功不均分问题,提出一种基于残差生成器的暂稳态性能补偿控制策略。基于逆变器并联系统中各逆变器的状态空间模型设计残差生成器,... 详细信息

针对孤岛微电网中所存在的因负载投切、不平衡负载等扰动造成的电能质量问题以及因线路阻抗不匹配造成的无功不均分问题,提出一种基于残差生成器的暂稳态性能补偿控制策略。基于逆变器并联系统中各逆变器的状态空间模型设计残差生成器,产生残差r(s),并通过低通和高通滤波器生成基波残差和非基波残差;然后,从扰动和线路压降对消的角度设计暂态补偿控制器Q_(1)(s)和稳态补偿控制器Q_(2)(s),并根据本地信息推导两个控制器的具体表达式,实现扰动抑制和逆变器并联系统的无功均分,抑制环流,并补偿线路压降;最后实验验证所提策略的有效性。

关键词：微电网逆变器电能质量扰动抑制无功残差环流

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基于博弈组合赋权的有源相控阵雷达收发组件脆弱性评估

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控制与决策 2024年第6期39卷 1995-2004页

作者：张倩黄大荣王晶周萌赵宁张宇重庆交通大学信息科学与工程学院重庆400074 北方工业大学电气与控制工程学院北京100043 中国船舶集团有限公司第八研究院南京211153

面向有源相控阵雷达的核心部件-T/R组件(transmit/receive module),提出综合脆弱性评估概念及其数学模型表达,给出定量评估的博弈组合赋权-优劣解距离方法.首先,从元件和系统两个层次出发分别构建脆弱性评估标准:利用元件自身物理特性... 详细信息

面向有源相控阵雷达的核心部件-T/R组件(transmit/receive module),提出综合脆弱性评估概念及其数学模型表达,给出定量评估的博弈组合赋权-优劣解距离方法.首先,从元件和系统两个层次出发分别构建脆弱性评估标准:利用元件自身物理特性建立故障树,基于蒙特卡洛仿真计算得到运行状态的物理脆弱性指标(即可靠性指标);根据系统的电路结构,建立其拓扑网络,计算结构脆弱性指标.然后,提出融合物理和结构的综合脆弱性评估数学模型,建立博弈组合赋权问题优化组合权重,结合优劣解距离法实现对T/R组件综合脆弱性的定量评估.实验结果表明,T/R组件的综合脆弱性不仅与各元件固有的可靠性水平相关,更与其系统的电路网络拓扑结构密不可分,所建立的综合脆弱性评估模型能够有效合理地辨识其薄弱环节.

关键词：收发(T/R)组件故障树分析复杂网络理论脆弱性评估博弈法优劣解距离法

基于残差的虚拟同步机多机互联分层补偿控制策略

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中国电机工程学报 2024年

作者：胡长斌王高伟罗珊娜范辉陆珩李学成马瑞北方工业大学电气与控制工程学院国网河北省电力有限公司

针对虚拟同步机多机互联系统中所存在的因负载扰动导致的高频电流扰动问题和因线路参数摄动造成的无功不均分问题，提出一种基于残差的分层补偿控制策略。首先，基于逆变器互联拓扑建立互联逆变器的数学模型，分析系统中的高频扰动和无... 详细信息

针对虚拟同步机多机互联系统中所存在的因负载扰动导致的高频电流扰动问题和因线路参数摄动造成的无功不均分问题，提出一种基于残差的分层补偿控制策略。首先，基于逆变器互联拓扑建立互联逆变器的数学模型，分析系统中的高频扰动和无功不均分问题。其次，基于互联逆变器的数学模型设计残差生成器，并将残差生成器生成的残差通过高通滤波器得到高频残差分量，将残差减去高频残差分量得到基频残差分量。然后，从扰动对消的角度设计电力电子层高频扰动补偿控制器，用高频残差驱动，抑制高频扰动。同时，设计等效虚拟阻抗补偿控制器，用基波残差驱动，基于互联逆变器间的信息层通信，对其进行一致性优化，使得线路参数摄动时逆变器输出的无功也能均分。最后实验验证了所提架构的有效性和可行性。

关键词：互联系统参数摄动分层控制残差生成器一致性

基于分布鲁棒优化的分布式配-微协同日前调度方法

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电力系统自动化 2024年

作者：巨云涛康晓帆刘文武张晋奇北方工业大学电气与控制工程学院中国农业大学信息与电气工程学院山西省能源互联网研究院

微网是消纳新能源和提高配电网可靠性的重要形态，通常有独立的能量管理系统。含多微网的配电网需要协同各个微网，满足安全经济运行的约束。在进行配-微协同调度的过程中，需要采用考虑新能源不确定性、离散调节设备特性的分布式协同... 详细信息

微网是消纳新能源和提高配电网可靠性的重要形态，通常有独立的能量管理系统。含多微网的配电网需要协同各个微网，满足安全经济运行的约束。在进行配-微协同调度的过程中，需要采用考虑新能源不确定性、离散调节设备特性的分布式协同方法。针对以上需求，采用分布鲁棒优化建模的思想对新能源的不确定性进行建模，并基于单纯分解方法-线性分块高斯-赛德尔方法-增广拉格朗日方法（SDM-GS-ALM）对离散调节设备进行处理。该算法通过凸包对整数变量进行逼近，理论上保证了每次计算问题都是凸问题。在凸问题的基础上，将列与约束生成（C&CG）作为外层算法，SDM-GS-ALM作为内层算法内嵌在C&CG的各阶段，实现配-微协同分布式计算框架的构建。最后，基于北美240节点实际工程系统，采用线路运行状态的聚合等值方法验证所提方法的有效性。

关键词：配微网协同系统分布式优化调度分布鲁棒 SDM-GS-ALM算法

同制式城市轨道交通线路贯通运营列车开行方案优化研究

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交通工程 2024年第9期24卷 63-71,77页

作者：只巍吴文祥李鉴曹山李迎李晓杰北京市地铁运营有限公司北京100044 北方工业大学电气与控制工程学院交通信息与控制工程系北京100144

为顺应线网融合大趋势,从兼顾乘客需求和企业效益的角度,构建局部线网贯通运营条件下列车开行方案多目标非线性整合优化模型,模型以列车开行频率和小交路列车折返位置为决策变量,以“乘客等待时间、列车走行公里和运用车组数的最佳组合... 详细信息

为顺应线网融合大趋势,从兼顾乘客需求和企业效益的角度,构建局部线网贯通运营条件下列车开行方案多目标非线性整合优化模型,模型以列车开行频率和小交路列车折返位置为决策变量,以“乘客等待时间、列车走行公里和运用车组数的最佳组合”为优化目标。对某市地铁A、B线构成的局部网络进行分析,探究符合既有线贯通运营特征的最优列车开行方案,验证贯通运营的可行性。研究表明①贯通运营能显著提高乘客出现便利性和企业运管效率,综合成本和乘客出行成本可分别降低44%和65.3%;贯通运营后,与“站站停”常规交路开行方案相比大小交路可明显降低综合成本,最高可降低16.5%,同等服务水平下,乘客和企业成本最高可分别降低23.6%和14.6%,大小交路开行方案经济和服务适用性更好。②匹配乘客出行特征越精准的列车开行方案总成本越低,可在满足乘客需求的同时避免运力浪费。③为兼顾乘客及企业利益,保障基本服务水平,应设置合理的运行间隔和小交路运行区段。④开行大小交路可保障大客流区段服务水平,同时节省列车运用成本,但单一大交路运行区段运输能力下降明显;同等间隔的单一交路运行模式乘客平均等待时间更小,但低客流断面区段运力浪费较大。⑤推进既有线跨线贯通运营可降低乘客出行和企业运营成本,较独立运营更具优势。

关键词：城市轨道交通线网融合开行方案多目标非线性整合优化

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基于扩展观测器的逆变器动态补偿控制策略

电源学报 2024年

作者：胡长斌黄海扬罗珊娜陆珩北方工业大学电气与控制工程学院杜伊斯堡-埃森大学自动控制与复杂系统研究所

针对模型预测控制在预测模型不精准的情况下性能显著下降的问题，本文在电压预测控制的基础上提出了一种基于扩展状态观测器的动态补偿策略，不仅能够改善逆变器系统的响应速度与精度，同时可以抑制参数摄动和扰动的影响。首先，建立LC... 详细信息

针对模型预测控制在预测模型不精准的情况下性能显著下降的问题，本文在电压预测控制的基础上提出了一种基于扩展状态观测器的动态补偿策略，不仅能够改善逆变器系统的响应速度与精度，同时可以抑制参数摄动和扰动的影响。首先，建立LC滤波器的逆变器状态空间方程，并分析参数摄动及电流扰动对逆变器系统输出电压的影响。其次，基于逆变器系统标称模型设计电压预测控制器。然后，通过本地输入与输出信息建立扩展状态观测器对系统的内扰及外扰进行精确估计，并设计反向补偿控制器Q(z)，有效抑制逆变器的输出电压暂降、暂升与畸变。最后在实际逆变器平台PEK-530A中对该方法进行了验证，设计不同工况下各类负载扰动及参数摄动实验，验证了方法的有效性与正确性。

关键词：模型不确定性模型预测控制动态补偿控制电能质量

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考虑换道切入安全的混行车辆队列控制方法

应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 643-665页

作者：王庞伟孙远哲王欣荻张龙张名芳刘江北方工业大学城市道路交通智能控制技术北京市重点实验室北京100144 北京交通大学电子信息工程学院北京100091

智能网联车辆以队列行驶可以大幅提升道路的通行能力,但也会带来新的道路交通安全问题.针对随机车辆换道切入引发的碰撞风险,提出一种基于深度强化学习的混行车辆队列分布式控制方法.首先,针对车辆换道切入场景特点,考虑多控制目标建立... 详细信息

智能网联车辆以队列行驶可以大幅提升道路的通行能力,但也会带来新的道路交通安全问题.针对随机车辆换道切入引发的碰撞风险,提出一种基于深度强化学习的混行车辆队列分布式控制方法.首先,针对车辆换道切入场景特点,考虑多控制目标建立深度强化学习奖励和智能体网络结构,建立混行车辆队列分层控制模型;其次,结合多因素道路安全性评价指标,利用复频域方法分析控制系统稳定性,得到车辆队列行驶安全性约束条件;最后,与线性控制和模型预测控制方法进行Prescan/Simulink联合仿真对比验证,相同条件下考虑换道切入安全的混行车辆队列控制方法使车间距降幅减小56.9%和52.1%,速度降幅减小58.72%和51.19%,车速标准差峰值降低54.8%和49%,碰撞时间最小值提高420.7%和265%,表明该方法应用于混行车辆队列行驶可大幅提升道路安全性.

关键词：智能交通道路交通安全智能网联车辆车辆队列行驶车辆换道切入深度强化学习队列稳定性

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基于毫米波雷达三维点云的室内跌倒检测

电子技术应用 2024年第9期50卷 59-66页

作者：李伟李丹丹丁奇宁马裕燚耿永福北方工业大学信息学院北京100043 北方工业大学电气与控制工程学院北京100043

全球老龄化时代的到来引发的老年人健康监护问题不可忽视,而室内跌倒对独居的老年人有非常大的安全隐患。因此,为准确检测到跌倒动作,使用毫米波雷达三维点云信息进行室内跌倒检测,并提出一种基于外部注意力机制的PointLSTM网络实现三... 详细信息

全球老龄化时代的到来引发的老年人健康监护问题不可忽视,而室内跌倒对独居的老年人有非常大的安全隐患。因此,为准确检测到跌倒动作,使用毫米波雷达三维点云信息进行室内跌倒检测,并提出一种基于外部注意力机制的PointLSTM网络实现三维点云在时序的分类。通过MIMO体制的毫米波雷达芯片采集人体动作的回波信号,利用集成雷达基带处理器的微控制器实现信号处理的部分,可将原始数据实时转换成三维点云,并提高点云处理中的计算速度及雷达硬件的整体性能。基于外部注意力机制的PointLSTM网络可实现点云在时空中的提取特征和分类识别,网络改进了PointLSTM帧间点信息的流失问题,并在信息提取中对所有数据实现特征联系,外部注意力机制通过独立的可学习参数优化了网络复杂度和识别精确率。实验结果表明,所提出的方法在室内环境下检测准确率可以达到98.3%,可以有效区分动作的类别,并验证了使用毫米波雷达三维点云检测人体跌倒的可行性。

关键词：毫米波雷达点云分类信号处理深度学习

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机器学习解决简答题自动评分问题的发展综述

现代信息科技 2024年第14期8卷 13-19,25页

作者：徐继宁黄楠龚博北方工业大学电气与控制工程学院北京100144

简答题自动评分(ASAG)是智慧教育中的一个重要研究方向,解决该问题主要着眼于如何从参考答案、评分标准和学生作答信息中提取用来对比、评分的特征,通过构建模型和优化评估指标得到合理的学生作答评分。其中数据预处理和构建模型阶段多... 详细信息

简答题自动评分(ASAG)是智慧教育中的一个重要研究方向,解决该问题主要着眼于如何从参考答案、评分标准和学生作答信息中提取用来对比、评分的特征,通过构建模型和优化评估指标得到合理的学生作答评分。其中数据预处理和构建模型阶段多采用自然语言处理技术(NLP),近年来出现了以机器学习为主导的特点。文章综合梳理了ASAG的研究和发展,首先梳理、归纳出ASAG的五种解决方案,重点对基于机器学习的ASAG解决方法进行了总结,分析了中文、英文实现ASAG的区别,以及各方案关注点和相关主流算法;其次对比了ASAG主要算法特征以及它们在典型数据集上的效果;最后阐述了简答题自动评分研究面临的问题和挑战,以及未来的发展趋势。

关键词：简答题自动评分自然语言处理机器学习智慧教育