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一种新型永磁同步电机高阶滑模控制算法

电气自动化 2024年第2期46卷 1-6页

作者：于惠钧蒋新春黄刚刘捃锓郭益武王志刚湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007 湖南工业大学轨道交通学院湖南株洲412007 中山火炬职业技术学院广东中山528437

针对永磁同步电机控制系统易因外部扰动等不确定性影响而导致控制性能下降的问题,提出了一种基于改进自适应非奇异终端滑模控制器和滑模扰动观测器补偿技术的复合控制算法。选择新型自适应指数趋近律设计非奇异终端滑模转速环控制器,新... 详细信息

针对永磁同步电机控制系统易因外部扰动等不确定性影响而导致控制性能下降的问题,提出了一种基于改进自适应非奇异终端滑模控制器和滑模扰动观测器补偿技术的复合控制算法。选择新型自适应指数趋近律设计非奇异终端滑模转速环控制器,新型趋近律可以在保证减少抖振的同时保证控制系统能够快速收敛,可动态适应被控系统的变化;利用扩展滑模扰动观测器实时估计系统中不确定性参数,并对控制器进行前馈补偿,且通过Lyapunov函数证明了其稳定性。仿真和试验结果表明,与PI控制、传统滑模控制方法相比,所提方法有效改善了抖振问题,提高了控制系统对电机的控制精度,提升了系统的鲁棒性和抗干扰性能。

关键词：永磁同步电机新型自适应指数趋近律非奇异终端滑模控制扩展滑模扰动观测器前馈补偿鲁棒性

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考虑个性化出行需求的多模式公交路径规划

西南交通大学学报 2022年第6期57卷 1319-1325,1333页

作者：王志建刘士杰周锦瑶孙健北方工业大学电气与控制工程学院北京100144 北京航天测控技术有限公司北京100041

在多模式公交出行中,传统的路径规划方案已无法满足出行者日益增长的出行需求.为提供基于出行者多种出行需求的个性化路径规划方案,通过IC卡刷卡数据模拟公交时刻表,建立基于模拟时刻表的多模式公交路网模型;采用动态阈值化法建立个性... 详细信息

在多模式公交出行中,传统的路径规划方案已无法满足出行者日益增长的出行需求.为提供基于出行者多种出行需求的个性化路径规划方案,通过IC卡刷卡数据模拟公交时刻表,建立基于模拟时刻表的多模式公交路网模型;采用动态阈值化法建立个性化出行需求评价值模型;设计深度优先搜索-遗传算法(depth first searchgenetic algorithm,GA-DFS),并基于此组合算法提出初始种群产生策略和两点变异方法;最后,假设了3种不同出行需求的出行场景,将某市区的多模式公交路网数据应用于模型和求解算法中,并与使用较广的模拟退火-遗传算法(simulated annealing-genetic algorithm,GA-SA)进行对比分析.仿真结果表明:所提出的算法与模拟退火-遗传算法相比,平均迭代次数减少了42%,寻优能力提高了50%,并且可以提供基于乘客多种出行需求的路径规划方案.

关键词：城市交通路径选择遗传算法深度优先搜索多模式公交多出行需求

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永磁同步电机无位置传感器控制技术综述

电机与控制应用 2024年第1期51卷 1-13页

作者：张国强杜锦华西安交通大学电气工程学院陕西西安710049

无位置传感器电机驱动器具有成本低、可靠性高、硬件电路简单以及维护要求少等优势,在学术界和工业应用中受到了越来越多的关注。对适用于零低速域、中高速域以及全速域三种运行范围的多种无位置传感器技术进行了综述。首先,分别对比分... 详细信息

无位置传感器电机驱动器具有成本低、可靠性高、硬件电路简单以及维护要求少等优势,在学术界和工业应用中受到了越来越多的关注。对适用于零低速域、中高速域以及全速域三种运行范围的多种无位置传感器技术进行了综述。首先,分别对比分析了零低速域和中高速域下各种无位置传感器控制方法的优缺点。其次,梳理和总结了目前全速域运行的切换控制策略。最后,对永磁同步电机无位置控制技术的未来发展趋势进行了展望,并指出了后续研究的关键问题。

关键词：永磁同步电机转子位置信息无位置传感器全速域运行

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复杂路况下车门智能防撞预警系统

智能城市 2018年第9期4卷 16-18页

作者：赵梦彤张岱赵文俊尹虎卜希北方工业大学电气工程与控制学院交通信息与控制工程系

文章介绍了一种车门智能防撞预警系统,本系统通过陀螺仪获取车辆状态,采用超声波传感器对车辆车门的后方物体进行测距和测速,并根据模糊推理模型判断车内人员开车门的危险性,给出不同级别的预警信号。通过实验验证,该系统能够有效地实... 详细信息

文章介绍了一种车门智能防撞预警系统,本系统通过陀螺仪获取车辆状态,采用超声波传感器对车辆车门的后方物体进行测距和测速,并根据模糊推理模型判断车内人员开车门的危险性,给出不同级别的预警信号。通过实验验证,该系统能够有效地实现机非混合交通流条件下的开车门机非冲突事故分级预警,提高城市交通安全。

关键词：开门防撞超声波检测器模糊推理模型分级预警

基于辅助输入信号和冗余执行器的主动故障诊断

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控制与决策 2023年第1期38卷 93-102页

作者：吕雪燕王晶周靖林北京化工大学信息科学与技术学院北京100029 北方工业大学电气与控制工程学院北京100144

针对具有模型不确定项的系统,提出一种辅助信号结合冗余执行器的主动故障检测方法来检测微小故障.首先,以提升故障灵敏度和抗干扰鲁棒性为指标,构建最优观测器得到残差信号;其次,引入辅助输入信号来增大故障系统的残差,同时构建冗余执... 详细信息

针对具有模型不确定项的系统,提出一种辅助信号结合冗余执行器的主动故障检测方法来检测微小故障.首先,以提升故障灵敏度和抗干扰鲁棒性为指标,构建最优观测器得到残差信号;其次,引入辅助输入信号来增大故障系统的残差,同时构建冗余执行器来避免辅助输入信号对无故障系统的影响;然后,给出随模型不确定项变化的自适应阈值构建方法降低故障检测的保守性.所提出的主动故障检测方法对无故障系统不造成影响,当故障发生时残差迅速变化且高于阈值以实现快速检测.最后通过仿真对比验证了所提出方法的有效性.

关键词：微小故障辅助输入信号主动故障检测冗余执行器自适应阈值互质分解

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基于状态集员估计的主动故障检测

自动化学报 2021年第5期47卷 1087-1097页

作者：王晶史雨茹周萌北方工业大学电气与控制工程学院北京100043 北京化工大学信息科学与技术学院北京100029

对于现代复杂控制系统,微小故障往往很难发现.在系统过程干扰和测量噪声未知但有界的前提下,提出了一种新的基于状态集员估计的主动故障检测方法.首先设计全对称多胞形卡尔曼滤波器对系统状态进行估计,并利用全对称多胞形对受未知干扰... 详细信息

对于现代复杂控制系统,微小故障往往很难发现.在系统过程干扰和测量噪声未知但有界的前提下,提出了一种新的基于状态集员估计的主动故障检测方法.首先设计全对称多胞形卡尔曼滤波器对系统状态进行估计,并利用全对称多胞形对受未知干扰影响的状态集合进行描述,然后设计辅助输入信号使得加入辅助输入信号后正常模型的状态集合与故障模型的状态集合交集为空,从而实现主动故障检测.为了使得所设计的辅助输入信号对原系统影响最小,需要求得最小的辅助输入信号,本文将最优化问题转化为混合整数二次规划问题进行求解.最后,与基于输出集合的辅助输入信号设计方法对比,仿真验证本文所提出的基于状态集合的主动故障检测方法由于未受下一时刻测量噪声的影响,所求得的辅助输入信号更小,保守性更低.

关键词：主动故障检测状态集员估计辅助输入信号全对称多胞形微小故障

基于改进Transformer的小目标车辆精确检测算法

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激光与光电子学进展 2022年第18期59卷 354-361页

作者：谢光达李洋曲洪权孙再鸣北方工业大学电气与控制工程学院北京100144 北方工业大学信息学院北京100144 华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206

智能交通系统的建立离不开车辆检测技术。目前的主流方案是使用卷积神经网络(CNN)架构进行车辆检测,然而在复杂交通场景中,远距离小目标像素点少,CNN的下采样机制导致提取的特征缺乏充足的上下文信息,因而小目标检测面临极大挑战。针对... 详细信息

智能交通系统的建立离不开车辆检测技术。目前的主流方案是使用卷积神经网络(CNN)架构进行车辆检测,然而在复杂交通场景中,远距离小目标像素点少,CNN的下采样机制导致提取的特征缺乏充足的上下文信息,因而小目标检测面临极大挑战。针对这个问题,提出了一种基于视觉Transformer的小目标车辆检测算法。所提算法通过改进Transformer的线性嵌入模块,补充小目标的线性嵌入信息;对图像进行层级构建,每层仅对局部进行关系建模,同时扩大感受野,代替CNN提取出更强有力的小目标车辆特征,实现端到端的精确检测。在UADETRAC车辆数据集上进行验证,实验结果表明,改进后的车辆检测算法提高了对远距离及严重遮挡情况下小目标的检测性能,检测精度达到99.0%。

关键词：机器视觉车辆检测小目标图像增强视觉Transformer

引入全局上下文模块和高效注意力机制的车辆跟踪算法

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科学技术与工程 2022年第11期22卷 4424-4433页

作者：李畅王一丁孙芮何忠贺北方工业大学电气与控制工程学院北京100144 北方工业大学信息学院北京100144

孪生全卷积神经网络目标跟踪算法(SiamFC)近些年成为车辆跟踪领域的研究热点。但该算法缺乏对目标车辆的深层特征提取和整体感知,在背景复杂、低分辨率、光照变化的情况下容易跟丢。提出使用深度残差网络ResNet50作为主干网络,根据跟踪... 详细信息

孪生全卷积神经网络目标跟踪算法(SiamFC)近些年成为车辆跟踪领域的研究热点。但该算法缺乏对目标车辆的深层特征提取和整体感知,在背景复杂、低分辨率、光照变化的情况下容易跟丢。提出使用深度残差网络ResNet50作为主干网络,根据跟踪模型特性,从剪裁特征图、调整网络总步长和嵌入高效通道注意力模块三方面对其进行优化,高效提取特征的同时增强模型的差异化认知,并在分支网络引入全局上下文模块(non-local network,NLNet),增强跟踪模型对目标车辆的整体感知。经实验证明,提出的算法在低分辨率、光照变化和复杂背景的情况下跟踪速度和鲁棒性显著提升。在VOT2018和OTB2015数据集中测试均能得到较好的跟踪结果,与经典跟踪模型SiamFC相比,在OTB2015数据集中测试的跟踪精度提高了5.5%,跟踪成功率提高了2.7%,跟踪速度提高了14%可达98帧/s。

关键词：孪生神经网络车辆跟踪高效注意力模块全局上下文模块

直驱式永磁同步风力发电机调速仿真系统的教学应用——以“电力拖动及自动控制系统”课程为例

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工业和信息化教育 2024年第8期 46-50页

作者：迟晓红易皓王丰卓放刘文凤西安交通大学电气工程学院陕西西安071000

在碳中和、碳达峰背景下,风力发电作为重要的清洁能源,在电力能源中所占比例不断提高。对风力发电机的有效调速可以实现发电功率的最大化,由于交流风力发电机的调速系统复杂、关联度高、耦合性强,在实际运行调节过程中,需要综合考虑各... 详细信息

在碳中和、碳达峰背景下,风力发电作为重要的清洁能源,在电力能源中所占比例不断提高。对风力发电机的有效调速可以实现发电功率的最大化,由于交流风力发电机的调速系统复杂、关联度高、耦合性强,在实际运行调节过程中,需要综合考虑各种因素的影响,操作控制难度大,无法进行现场实验。基于“电力拖动及自动控制系统”课程教学的需求,构建了以综合设计为主体、探索创新为导向的直驱式永磁同步风力发电机(PMSG)仿真系统实验体系。通过虚拟仿真实验,学生对先进交流电机的调速系统有了整体认识,了解风力发电最大功率跟踪调速的基本知识,对专业的工程应用有了深入了解,增加专业认同感。针对不同的教学目标,设置多层次实验任务,满足不同学生的学习需求,激发学生学习兴趣,提升相关专业课程学习和实验的教学质量。

关键词：虚拟仿真风力发电永磁同步发电机调速