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考虑交直流谐波耦合的并网逆变器建模与分析

电测与仪表 2024年第6期61卷 72-79页

作者：张国荣高凯解润生徐晨林合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

可再生能源的大规模开发利用使得逆变器在电网中的比例越来越高,逆变器与电网间谐波交互作用也愈加频繁和复杂。针对传统的建模方法无法体现逆变器与电网间谐波交互耦合的问题,文中基于谐波状态空间(HSS)理论对三相并网逆变器进行建模,... 详细信息

可再生能源的大规模开发利用使得逆变器在电网中的比例越来越高,逆变器与电网间谐波交互作用也愈加频繁和复杂。针对传统的建模方法无法体现逆变器与电网间谐波交互耦合的问题,文中基于谐波状态空间(HSS)理论对三相并网逆变器进行建模,该模型将交直流侧的多个频次谐波考虑在内,具有较高的精度。基于HSS模型推导出输入到输出的谐波传递函数矩阵,建立逆变器交直流谐波耦合导纳幅值图,探究交直流谐波耦合关系。然后,提出了一种适用于闭环控制系统的三相并网逆变器小信号HSS建模方法,通过计算特征值对系统稳定性进行评估以及对振荡频率进行预测。最后与MATLAB/Simulink仿真结果进行对比,验证了所建立HSS模型的准确性和系统稳定性分析的正确性。

关键词：并网逆变器谐波状态空间谐波耦合小信号模型稳定性分析

MRNDA:一种基于资源受限片上网络的深度神经网络加速器组播机制研究

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电子学报 2024年第3期52卷 872-884页

作者：欧阳一鸣王奇汤飞扬周武李建华合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009 合肥工业大学微电子学院安徽合肥230009

片上网络(Network-on-Chip,NoC)在多处理器系统中得到了广泛的应用.近年来,有研究提出了基于NoC的深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)加速器.基于NoC的DNN加速器设计利用NoC连接神经元计算设备,能够极大地减少加速器对片外存储的访... 详细信息

片上网络(Network-on-Chip,NoC)在多处理器系统中得到了广泛的应用.近年来,有研究提出了基于NoC的深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)加速器.基于NoC的DNN加速器设计利用NoC连接神经元计算设备,能够极大地减少加速器对片外存储的访问从而减少加速器的分类延迟和功耗.但是,若采用传统的单播NoC,大量的一对多数据包会极大的提高加速器的通信延迟.并且,目前的深度神经网络规模往往非常庞大,而NoC的核心数量是有限的.因此,文中提出了一种针对资源受限的NoC的组播方案.该方案利用有限数量的处理单元(Processor Element,PE)来计算大型的DNN,并且利用特殊的树形组播加速网络来减少加速器的通信延迟.仿真结果表明,和基准情况相比,本文提出的组播机制使加速器的分类延迟最高降低了86.7%,通信延迟最高降低了88.8%,而它的路由器面积和功耗仅占基准路由器的9.5%和10.3%.

关键词：片上网络深度神经网络加速器组播路由器架构多物理网络

面向人机共驾模式下驾驶人接管过程的视觉转移特性研究

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汽车工程 2024年第5期46卷 795-804页

作者：李梦凡冯忠祥张卫华李靖宇合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230000 合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230000

当在L3级自动驾驶系统操作期间,驾驶人无须时刻监管车辆,往往会处于脱离驾驶任务的状态,并可能从事各种与驾驶无关的任务。当自动驾驶系统遇到突发状况并发出接管请求时,驾驶人是否能安全及时地进行人机交互操作并顺利接管车辆是目前L3... 详细信息

当在L3级自动驾驶系统操作期间,驾驶人无须时刻监管车辆,往往会处于脱离驾驶任务的状态,并可能从事各种与驾驶无关的任务。当自动驾驶系统遇到突发状况并发出接管请求时,驾驶人是否能安全及时地进行人机交互操作并顺利接管车辆是目前L3级自动驾驶所面临的重要问题。本文针对驾驶人接管操作过程,根据道路线形的差异性,设计了5种不同道路场景进行L3级自动驾驶接管试验,分析了驾驶人在不同道路场景下的注视熵,构建了驾驶人接管行为的马尔可夫链注视模型,探讨了自动驾驶人机交互过程中驾驶人的视觉转移特性。结果表明,驾驶人在接管操作期间表现出明显的注视行为规律,重点关注道路前方、次任务区域和人机交互区域。随着道路曲率半径的减小,驾驶人的视觉特性呈现出明显的变化,对道路前方和右侧区域的关注增加,而对次任务区域的关注减少。结果可为自动驾驶人机界面的优化研究提供科学依据,从而提高驾驶员接管绩效和驾驶安全。

关键词：自动驾驶人机交互人机接管注视特性马尔可夫链

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窄禁带半导体紫外光电探测研究进展(特邀)

光子学报 2024年第7期53卷 31-41页

作者：吴春艳张宇梁贺新辉杨小平王秀娟合肥工业大学微电子学院合肥230009

紫外光电探测器具有比可见和近红外光电探测器更低的背景噪声、更高的灵敏度和更强的抗干扰能力,广泛应用于光学成像、安全监测、空间探测等领域。近年来,窄禁带半导体微纳结构在紫外甚至日盲紫外探测领域脱颖而出。本文介绍了两类半导... 详细信息

紫外光电探测器具有比可见和近红外光电探测器更低的背景噪声、更高的灵敏度和更强的抗干扰能力,广泛应用于光学成像、安全监测、空间探测等领域。近年来,窄禁带半导体微纳结构在紫外甚至日盲紫外探测领域脱颖而出。本文介绍了两类半导体微纳结构(超细纳米线、超薄纳米片)中光吸收特性随材料特征尺寸的变化,揭示了窄禁带半导体应用于紫外探测的工作机理,综述了基于窄禁带半导体微纳结构的紫外光电探测器的研究进展,并对发展趋势进行了展望。与宽禁带半导体和Si基紫外光电探测相比,窄禁带半导体微纳结构提供了一种工艺条件更简单、制造成本更低的紫外光电探测方式。

关键词：光电探测器紫外窄禁带半导体泄漏模式共振厚度依赖的吸收系数

考虑长距离输电缆特性的逆变器并网系统谐波不稳定分析及抑制

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电力系统自动化 2024年第2期48卷 128-139页

作者：解润生张国荣解宝合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009 光伏系统教育部工程研究中心(合肥工业大学) 安徽省合肥市230009

长距离输电缆(LTC)与并网逆变器交互作用易引发系统谐波不稳定的风险,且忽略线路频变特性可能会导致稳定性误判。文中计及输电线路的分布参数特性和频变特性,研究如何评估这类逆变器并网系统的稳定性。首先,基于矢量匹配法对含LTC的交... 详细信息

长距离输电缆(LTC)与并网逆变器交互作用易引发系统谐波不稳定的风险,且忽略线路频变特性可能会导致稳定性误判。文中计及输电线路的分布参数特性和频变特性,研究如何评估这类逆变器并网系统的稳定性。首先,基于矢量匹配法对含LTC的交流系统进行等值,同时考虑逆变器的内外环控制、锁相环、控制延时等环节,建立dq旋转坐标系下逆变器并网系统高频状态空间模型;其次,采用参与因子分析方法辨识出导致谐波不稳定的关键影响环节,并基于根轨迹方法分析了LTC频变特性、延迟时间、控制器参数、电缆长度和电网阻抗对系统稳定性的影响;再次,提出了基于参数灵敏度分析和矩阵相似变换的系统稳定性改善方法,并对改进后系统的谐波稳定性进行分析;最后,基于RT-LAB构建硬件在环实验平台进行了验证,实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：逆变器并网系统长距离输电缆谐波不稳定状态空间模型根轨迹灵敏度分析

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诱导触发型气体间隙开关快速绝缘恢复特性

电力工程技术 2024年第2期43卷 163-169页

作者：董冰冰陶磊李康陈子建合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009

气体间隙开关动作迅速、结构简单,在电力系统中应用前景良好,但对其绝缘恢复特性研究尚少。为此,文中采用双脉冲法研究开关间隙距离、触发介质气压及其种类对气体开关绝缘恢复特性的影响规律。结果表明:诱导触发型气体间隙开关绝缘恢复... 详细信息

气体间隙开关动作迅速、结构简单,在电力系统中应用前景良好,但对其绝缘恢复特性研究尚少。为此,文中采用双脉冲法研究开关间隙距离、触发介质气压及其种类对气体开关绝缘恢复特性的影响规律。结果表明:诱导触发型气体间隙开关绝缘恢复经历过渡期、快速恢复期和饱和期3个阶段,饱和期的持续时间远大于前两阶段之和,且在快速恢复期无“平台现象”出现。减小开关间隙距离,气体开关绝缘恢复速率渐进增大,其绝缘基本恢复时间(绝缘恢复系数R_(U)>90%)可降低50%。触发介质气压对气体开关绝缘恢复特性影响显著,对绝缘恢复过程的影响特性存在差异。增大触发介质气压会减缓气体开关的绝缘恢复过程,0.1~0.3 MPa压缩干燥空气中,气体间隙开关绝缘基本恢复时间对应为11~40 ms。强电负性SF_(6)对气体开关绝缘恢复具有明显增强作用,其绝缘恢复速率接近于空气中的4倍。研究结果可为气体间隙开关快速绝缘恢复技术提供理论指导。

关键词：气体间隙开关诱导击穿双脉冲法绝缘恢复特性击穿电压强电负性SF_(6)

基于铁塔模型和双向天牛须的改进RRT轨迹规划方法

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控制与决策 2024年

作者：陆超都海波合肥工业大学电气与自动化工程学院

为了提高输电铁塔高空作业自动化水平和保障高空作业机器人设备安全，针对传统RRT和A*等算法在角钢塔高空复杂环境中无法快速规划机械臂安全轨迹的问题，提出一种基于铁塔模型的双向天牛须知情快速随机扩展树轨迹规划算法（BAS-Informed... 详细信息

为了提高输电铁塔高空作业自动化水平和保障高空作业机器人设备安全，针对传统RRT和A*等算法在角钢塔高空复杂环境中无法快速规划机械臂安全轨迹的问题，提出一种基于铁塔模型的双向天牛须知情快速随机扩展树轨迹规划算法（BAS-InformedRRT*Connect,BI-RRT*Connect）。首先数字重构高空机器人作业环境，利用模型配准方法，获取输电铁塔精准模型信息，接着根据铁塔模型寻求机械臂末端点和作业目标之间的可行路径，并添加天牛须算法改进随机采样过程，采用两只天牛相互寻找快速获取初始路径解，最后将初始路径作为先验知识构建椭圆体采样区域以优化路径。在Unity环境下搭建实验平台将所提算法与RRT*Connect和A*等四种传统算法进行比较，实验结果表明，该算法在输电铁塔多种作业区域下都具有求解速度快，求解质量高的良好效果。

关键词：轨迹规划数字模型 RRT 天牛须算法采样方法 Unity

基于非策略Q-learning的欺骗攻击下未知线性离散系统最优跟踪控制

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控制与决策 2024年

作者：宋星星储昭碧合肥工业大学电气与自动化工程学院

本文针对多重欺骗攻击下动力学信息未知的线性离散系统,提出一种非策略Q-learning算法解决系统的最优跟踪控制问题.首先,考虑加入一个权重矩阵建立控制器通信信道遭受多重欺骗攻击的输入模型,并结合参考命令生成器构建增广跟踪系统.在... 详细信息

本文针对多重欺骗攻击下动力学信息未知的线性离散系统,提出一种非策略Q-learning算法解决系统的最优跟踪控制问题.首先,考虑加入一个权重矩阵建立控制器通信信道遭受多重欺骗攻击的输入模型,并结合参考命令生成器构建增广跟踪系统.在线性二次跟踪框架内将系统的最优跟踪控制表达为欺骗攻击与控制输入同时参与的零和博弈问题.其次,设计一种基于状态数据的非策略Q-learning算法学习系统最优跟踪控制增益,解决了应用中控制增益不能按照给定要求更新的问题,并证明在满足持续激励条件的探测噪声下该算法的求解不存在偏差.同时考虑系统状态不可测的情况,设计了基于输出数据的非策略Q-learning算法.最后,通过对F-16飞机自动驾驶仪的跟踪控制仿真,验证了所设计非策略Q-learning算法的有效性以及对探测噪声影响的无偏性.

关键词：欺骗攻击最优跟踪非策略Q-learning 零和博弈

基于时空冲突和非完整约束下的多AMR调度算法研究

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控制与决策 2024年

作者：申子祥孙训红从永正余兰林合肥工业大学电气与自动化工程学院

针对多自主移动机器人(Autonomous Mobile Robot, AMR)调度系统中的决策规划问题，本文提出了一种分层策略的基于时空冲突和非完整约束下的多AMR调度算法。首先，提出加权时空混合A*算法作为算法的底层，进行单AMR路径规划，确保规划的... 详细信息

针对多自主移动机器人(Autonomous Mobile Robot, AMR)调度系统中的决策规划问题，本文提出了一种分层策略的基于时空冲突和非完整约束下的多AMR调度算法。首先，提出加权时空混合A*算法作为算法的底层，进行单AMR路径规划，确保规划的路径满足阿克曼类型AMR的运动学模型。然后，引入结合分离轴定理的冲突检测树作为算法的上层，对底层算法规划出的路径进行精确的时空冲突检测。检测出的时空冲突被用作底层算法的时空约束。最后，再次调用底层算法，考虑时空约束进行路径规划，以实现高效的AMR冲突消解。仿真结果证明，本文所提算法能够为多AMR调度系统高效的规划出满足非完整约束的无冲突路径。

关键词：多AMR系统非完整约束时空冲突检测加权时空混合A*算法冲突消解路径规划