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一种高性能并网逆变器的控制策略研究

太阳能学报 2025年第1期46卷 449-459页

作者：张涛苏建徽杨向真合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009 光伏系统教育部工程研究中心合肥230009

针对传统并网逆变器控制系统存在静差和富含背景谐波的非理想电网电压下网侧电流质量不高等问题,提出一种高性能并网逆变器的控制策略。首先采用反Park变换(IPT)方法构造网侧电流正交分量,然后在dq旋转坐标系下建立网侧电流控制环路,再... 详细信息

针对传统并网逆变器控制系统存在静差和富含背景谐波的非理想电网电压下网侧电流质量不高等问题,提出一种高性能并网逆变器的控制策略。首先采用反Park变换(IPT)方法构造网侧电流正交分量,然后在dq旋转坐标系下建立网侧电流控制环路,再选用PI控制器实现电流无差跟踪。为了解决并网电流的谐波问题,引入多谐振控制器,抑制并网电流的低次谐波。在静止坐标系下推导并网逆变器控制系统的数学模型,提出控制系统中PI控制器和多谐振控制器参数的简化设计方法,分析所提控制系统的鲁棒性;最后,针对6 kW单相LCL型并网逆变器控制系统,通过仿真和实验验证所提控制策略的正确性和有效性。

关键词：并网逆变器正交分量构造多谐振控制器参数设计电容电流反馈

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基于多腔室颗粒阻尼器的水泵管道减振研究

噪声与振动控制 2025年 57-62页

作者：马思楠何立东王宇航秦庆旺北京化工大学化工安全教育部工程研究中心

为解决离心水泵管道的振动问题，采用有限元法对管道进行流体动力学分析，确定阻尼器安装位置。基于离散元法，建立颗粒阻尼器仿真模型，研究颗粒在不同粒径和填充率下阻尼器能耗的变化规律，确定最佳颗粒参数。根据颗粒阻尼耗能机理，... 详细信息

为解决离心水泵管道的振动问题，采用有限元法对管道进行流体动力学分析，确定阻尼器安装位置。基于离散元法，建立颗粒阻尼器仿真模型，研究颗粒在不同粒径和填充率下阻尼器能耗的变化规律，确定最佳颗粒参数。根据颗粒阻尼耗能机理，对阻尼器腔室数量和形状进行优化，以改善颗粒运动状态。仿真结果表明：当阻尼器内部填充95%的5 mm颗粒时，耗能最佳。大密度波纹五腔颗粒阻尼器可以显著提高颗粒运动速度，增强颗粒间以及颗粒与阻尼器壁面间的摩擦和碰撞程度。与传统颗粒阻尼器相比，耗能效果更加显著。搭建水泵管道减振试验台，通过实验验证模拟结果的准确性，可为颗粒阻尼器在实际工程中的应用提供参考。

关键词：振动与波颗粒阻尼器管道振动离散元分析优化设计

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基于多维度视觉约束的床椅机器人SLAM

机器人 2025年第1期47卷 44-54页

作者：李秀智邓向军韩红桂杜博文北京工业大学信息科学技术学院北京100124 数字社区教育部工程研究中心北京100124

为了应对楼宇环境中的低纹理和动态场景给机器人定位带来的巨大挑战,提出了一种面向楼宇结构化场景的多源数据融合定位方法。通过合理引入多基元视觉特征、曼哈顿世界假设约束以及惯性测量单元(IMU)预积分约束,本文定位系统能有效克服... 详细信息

为了应对楼宇环境中的低纹理和动态场景给机器人定位带来的巨大挑战,提出了一种面向楼宇结构化场景的多源数据融合定位方法。通过合理引入多基元视觉特征、曼哈顿世界假设约束以及惯性测量单元(IMU)预积分约束,本文定位系统能有效克服智能床椅机器人在工作时遇到的特征稀疏、动态人员干扰等问题。本文总体采用高频前端位姿估计和低频后端优化的并行策略来提高系统实时性。前端里程计在短时间内提供相对准确的位姿估计,而后端优化则利用曼哈顿假设对位姿估计进行进一步优化。同时针对曼哈顿世界假设在位姿估计应用中的局限性,创新性地提出使用多相机联合定位的策略。利用两个不同朝向的相机,分别捕捉地面丰富的纹理特征以及满足曼哈顿世界假设的上层空间中的平面,有效排除了非曼哈顿世界假设物体对定位的影响。实验结果表明,与现有方法相比,本方法在保证实时性的同时,显著提高了定位准确性和鲁棒性,为智能移动床椅机器人在楼宇环境中的应用提供了有力的支持。

关键词：智能床椅机器人同步定位与地图创建曼哈顿世界多特征基元多源数据融合

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基于点云处理的仿人机器人楼梯障碍物识别与剔除方法

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工程科学学报 2025年第2期47卷 339-350页

作者：于乃功谢秋生李洪政北京工业大学信息科学技术学院北京100124 北京市计算智能与智能系统重点实验室北京100124 教育部数字社区工程研究中心北京100124

环境感知对于仿人机器人自主导航和运动规划具有重要研究意义,是实现仿人机器人在复杂环境中进行自主移动进而完成特定任务的基础.在特殊的楼梯场景中仿人机器人环境感知过程面临诸多挑战,楼梯障碍物会破坏阶梯平面特征,导致仿人机器人... 详细信息

环境感知对于仿人机器人自主导航和运动规划具有重要研究意义,是实现仿人机器人在复杂环境中进行自主移动进而完成特定任务的基础.在特殊的楼梯场景中仿人机器人环境感知过程面临诸多挑战,楼梯障碍物会破坏阶梯平面特征,导致仿人机器人获取不准确的楼梯参数而出现踏空、摔跤等问题.本文结合区域生长和平面构造方法识别和剔除楼梯障碍物点云,基于剔除障碍物后的楼梯进行三维参数估计.首先利用相邻点的投影之和最小原理准确完成对楼梯水平面的提取;其次根据区域生长算法判定楼梯障碍物聚类情况,构造平面并分析平面内点数以完成对障碍物点云的快速识别与剔除工作;最后对有障碍物楼梯与剔除障碍物楼梯进行楼梯三维感知实验.实验结果表明,本文剔除楼梯障碍物的平均精度为92.43%,且剔除后的楼梯参数感知误差仅为有障碍物时的0.5倍.总体表明所提算法能提高机器人在复杂楼梯环境中的楼梯参数估计精度,能够有效提高仿人机器人在复杂楼梯环境下的感知能力.

关键词：仿人机器人复杂环境感知楼梯区域生长参数估计

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智能网联汽车的车载网络攻防技术研究进展

软件学报 2025年第1期36卷 341-370页

作者：陈博言沈晴霓张晓磊张鑫李聪吴中海北京大学软件与微电子学院北京102600 软件工程国家工程研究中心(北京大学) 北京100871 北京大学计算机学院北京100871 高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学) 北京100871

随着人工智能和5G技术在汽车行业的应用,智能网联汽车应运而生,它是一种由众多来自不同供应商的电子控制单元(ECU)组成的复杂分布式异构系统,通过以CAN为代表的车载网络协议交互协同控制各ECU.然而,攻击者可能通过各种接口攻击智能网联... 详细信息

随着人工智能和5G技术在汽车行业的应用,智能网联汽车应运而生,它是一种由众多来自不同供应商的电子控制单元(ECU)组成的复杂分布式异构系统,通过以CAN为代表的车载网络协议交互协同控制各ECU.然而,攻击者可能通过各种接口攻击智能网联汽车,渗透到车载网络,再攻击车载网络及其各组成部分如ECU.因此,智能网联汽车的车载网络安全成为近些年车辆安全研究的焦点之一.在介绍智能网联汽车整体结构、ECU、CAN总线和车载诊断协议等基础之上,首先总结了目前车载网络协议的逆向工程技术进展,逆向工程的目标是获取汽车行业通常不公开的车载网络协议实现细节,也是实施攻击和防御的前提条件.然后从车载网络攻、防两个角度展开:一方面概括了车载网络攻击向量及主要攻击技术,包括通过物理访问和远程访问方式实施的攻击技术,以及针对ECU和CAN总线实施的攻击技术;另一方面,讨论了车载网络现有的防御技术,包括基于特征工程和机器学习方法的车载网络入侵检测和基于密码学方法的车载网络协议安全增强技术.最后展望了未来的研究方向.

关键词：智能网联汽车车载网络逆向工程入侵检测协议安全增强

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文化遗产保护中虚拟现实技术研究进展

计算机辅助设计与图形学学报 2025年

作者：刘鑫达李康耿国华周明全西北大学文化遗产数字化国家地方联合工程研究中心北京师范大学虚拟现实应用教育部工程研究中心

文化遗产是连接过去与现在的桥梁，具有重要的历史、文化和教育价值. 面对自然灾害和人为因素等多重威胁，传统的文化遗产保护手段存在成本高昂、效率有限和普及性不足等局限. 虚拟现实技术以其抗破坏性、沉浸性、交互性和经济性等多... 详细信息

文化遗产是连接过去与现在的桥梁，具有重要的历史、文化和教育价值. 面对自然灾害和人为因素等多重威胁，传统的文化遗产保护手段存在成本高昂、效率有限和普及性不足等局限. 虚拟现实技术以其抗破坏性、沉浸性、交互性和经济性等多方面优势，为文化遗产的保护和传承提供了创新的解决路径. 对虚拟现实技术在文化遗产保护领域中的应用现状和研究进展进行综述，从数字化采集、三维建模、交互设计和虚拟展示等环节，详细讨论虚拟现实技术在文化遗产保护中的研究和探索; 探讨了虚拟现实技术在教育、严肃游戏、博物馆和叙事等实际文化遗产保护项目中的应用成效，凸显了其在提升用户体验、促进文化理解和交流方面的积极作用; 最后介绍智能化、互通性和可演变性的发展趋势，预示着虚拟现实技术将为文化遗产保护提供更多创新的可能性. 展望未来，应继续探索虚拟现实技术在文化遗产保护中的新方法和新途径，实现更广泛的社会参与和文化价值传播.

关键词：虚拟现实文化遗产保护数字化建模交互展示

固体氧化物电解池共电解CO_(2)/H_(2)O阴极研究进展与挑战

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燃料化学学报(中英文) 2025年第2期53卷 198-210页

作者：韩超王越冯开宇高娜张礼格崔天成李涛肖国萍华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心上海200237 中国科学院上海应用物理研究所氢能技术部上海201800 中国科学院大学北京100049

本综述重点介绍了固体氧化物电解池(SOEC)的发展历史、基本机理和关键阴极材料的研究进展。在共电解过程中,SOEC阴极在控制电池运行稳定性方面具有至关重要的作用,然而目前最常用的Ni-YSZ金属陶瓷材料由于Ni的粗化、团聚等原因,导致其... 详细信息

本综述重点介绍了固体氧化物电解池(SOEC)的发展历史、基本机理和关键阴极材料的研究进展。在共电解过程中,SOEC阴极在控制电池运行稳定性方面具有至关重要的作用,然而目前最常用的Ni-YSZ金属陶瓷材料由于Ni的粗化、团聚等原因,导致其稳定性不佳,研究者在探索提高金属陶瓷电极稳定性方法的同时,也在尝试寻找SOEC共电解中可替代金属陶瓷电极的阴极材料,钙钛矿材料由于具有较好的混合导电性、抗积炭性、杂质耐受性、氧化还原稳定性被研究者所关注,但其相对较低的催化活性是大多数钙钛矿相关氧化物面临的主要挑战,研究者发现通过浸渍、掺杂、脱溶等技术可以增加材料表面氧空位和活性三相界面,这些氧空位可以作为宿主位点在高温下容纳CO_(2)分子,从而降低电极极化电阻,提高电极的电化学性能,且浸渍法具有易于操作、效率高、制备温度低等优点,掺杂法具有掺杂过程简单、无污染和低成本等优点,原位溶出法具有稳定性高、效率高、性能好等优点,均易于后期推广。因此本文结合金属陶瓷和钙钛矿等阴极材料存在的问题和挑战,归纳了采用浸渍、掺杂、脱溶等技术提升阴极材料的性能和稳定性等方面的进展,为SOEC的商业化提供技术可行性分析。

关键词：固体氧化物电解池 CO_(2)/H_(2)O共电解金属陶瓷钙钛矿

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数据驱动的未知线性离散系统双模模型预测控制

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控制与决策 2025年第3期40卷 813-821页

作者：刘鑫严爱军北京工业大学信息科学技术学院数字社区教育部工程研究中心城市轨道交通北京实验室

针对模型参数未知的线性离散系统,提出一种数据驱动的双模模型预测控制方法,无需预先对系统进行建模,能够实现在约束条件下对目标设定点的最优跟踪控制.首先,根据有限的系统历史运行数据预测系统未来一段时间的运行轨迹,并在代价函数中... 详细信息

针对模型参数未知的线性离散系统,提出一种数据驱动的双模模型预测控制方法,无需预先对系统进行建模,能够实现在约束条件下对目标设定点的最优跟踪控制.首先,根据有限的系统历史运行数据预测系统未来一段时间的运行轨迹,并在代价函数中加入实时优化的人工平衡点,通过在线求解滚动优化问题来获得控制输入,进而平稳地驱动系统进入一个控制不变集内;然后,在控制不变集内,基于系统历史运行数据,采用策略迭代的方法求解动态反馈控制器,同时可得到静态前馈控制器,实现驱动系统收敛至平衡点的局部最优跟踪控制;最后,验证所提出方法的稳定性,并将其应用于一个线性化的四容水箱系统.实验结果表明,所提出方法有效可行,具有更小的超调量和更好的收敛性能.

关键词：模型预测控制线性离散系统约束系统数据驱动最优控制稳定性分析

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异构舰载机舰面保障作业动态并行调度

航空学报 2025年

作者：陈旭东陈琦琦罗祎喆王佳宝徐明亮郑州大学计算机与人工智能学院智能集群系统教育部工程研究中心国家超级计算郑州中心

针对航母舰载机舰面保障作业被抽象为柔性流水车间调度问题后多项作业（工件）难以并行处理的问题，以及现有研究在处理异构舰载机保障作业协同调度方面的局限性，提出了一种决策模型中央调度模块与深度强化学习决策模型相结合的动态并... 详细信息

针对航母舰载机舰面保障作业被抽象为柔性流水车间调度问题后多项作业（工件）难以并行处理的问题，以及现有研究在处理异构舰载机保障作业协同调度方面的局限性，提出了一种决策模型中央调度模块与深度强化学习决策模型相结合的动态并行调度方法。首先将并行的舰载机保障作业时间序列等效转化为串行的逻辑序列，使其适配于柔性流水车间调度问题模型的同时保证作业并行执行的特征；然后基于逻辑序列构建作业调度决策的马尔可夫模型，结合有人机和无人机的作业流程差异，分别为其设计并训练决策模型；同时设计决策模型中央调度模块对两类决策模型进行统一管理，统筹全局阵位、资源、舰载机等态势信息，并下发至各决策模型以对其进行有效协同。最后仿真对比实验显示，相较于以遗传算法为代表的优化计算调度方法，所提算法可在牺牲微小调度性能的情况下大幅提升决策实时性，兼顾了舰载机出动时间和调度方法产出时间，更适用于强实时、高动态环境下的舰载机快速出动任务。

关键词：舰载机舰面保障调度优化柔性车间调度深度强化学习