检索结果-南通市图书馆

基于自适应终端滑模的高速列车迭代学习速度控制

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铁道学报 2024年第9期46卷 76-84页

作者：张鑫祝子钧陈凯生兰州交通大学自动化与电气工程学院

针对高速列车的速度追踪控制问题，充分利用列车运行的重复性，考虑工程应用中迭代初始状态不同和复杂的外部环境，提出一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的自适应非奇异终端滑模迭代学习控制算法，使系统在任意迭代初值时均能保证追踪... 详细信息

针对高速列车的速度追踪控制问题，充分利用列车运行的重复性，考虑工程应用中迭代初始状态不同和复杂的外部环境，提出一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的自适应非奇异终端滑模迭代学习控制算法，使系统在任意迭代初值时均能保证追踪精度。提出一种时变非奇异终端滑模面以抑制初态误差影响，采用LESO估计并补偿列车扰动，设计自适应迭代更新律估计LESO的观测误差，设计全饱和自适应迭代控制律计算输入并将其约束于允许范围内。建立类Lyapunov的复合能量函数，通过严格的数学分析证明其迭代域的差分负定性和有界性，证明所设计的时变滑模面可实现渐进收敛，并证明追踪误差在滑模面内可在有限时间内收敛至平衡点。将本文提出的算法与滑模控制、变增益迭代学习控制、自抗扰控制等算法进行比较。仿真结果表明：无论是否存在迭代初始误差，在相同的条件下，本文提出的算法较其他算法具有更强的抗干扰能力，速度追踪精度提高90%及以上，停车误差可迭代收敛至0.01 m。

关键词：高速列车列车自动驾驶自适应迭代学习控制扩张状态观测器初值问题

基于离合器滑摩扭矩估计的并联式气电混合动力船舶模式切换控制

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中国机械工程 2024年第8期35卷 1489-1497页

作者：彭程陈俐傅圣来上海交通大学动力装置与自动化研究所上海200240

在并联式气电混合动力船舶由纯电到混动的模式切换过程中,需要通过离合器的滑摩作用来完成动力的耦合,然而离合器滑摩扭矩具有很大的不确定性,导致其名义值偏离实际值,使得基于名义值的模式切换控制失效,造成传动轴系冲击。针对上述问题... 详细信息

在并联式气电混合动力船舶由纯电到混动的模式切换过程中,需要通过离合器的滑摩作用来完成动力的耦合,然而离合器滑摩扭矩具有很大的不确定性,导致其名义值偏离实际值,使得基于名义值的模式切换控制失效,造成传动轴系冲击。针对上述问题,提出了一种基于离合器滑摩扭矩估计的模式切换控制方法。采用扰动观测器与未知输入观测器结合的方式实现了离合器滑摩扭矩的估计,并基于估计值设计了驱动电机以及天然气发动机扭矩控制律。仿真与台架试验结果表明,所提的离合器滑摩扭矩估计方法有较好的估计效果,基于估计值的模式切换控制策略能够有效减小轴系冲击。

关键词：气电混合动力船舶模式切换扭矩估计离合器

利用A2C-ac的城轨车车通信资源分配算法

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电子与信息学报 2024年第4期46卷 1306-1313页

作者：王瑞峰张明黄子恒何涛兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 兰州交通大学自动控制研究所兰州730070

在城市轨道交通列车控制系统中,车车(T2T)通信作为新一代列车通信模式,利用列车间直接通信来降低通信时延,提高列车运行效率。在T2T通信与车地(T2G)通信并存场景下,针对复用T2G链路产生的干扰问题,在保证用户通信质量的前提下,该文提出... 详细信息

在城市轨道交通列车控制系统中,车车(T2T)通信作为新一代列车通信模式,利用列车间直接通信来降低通信时延,提高列车运行效率。在T2T通信与车地(T2G)通信并存场景下,针对复用T2G链路产生的干扰问题,在保证用户通信质量的前提下,该文提出一种基于多智能体深度强化学习(MADRL)的改进优势演员-评论家(A2C-ac)资源分配算法。首先以系统吞吐量为优化目标,以T2T通信发送端为智能体,策略网络采用分层输出结构指导智能体选择需复用的频谱资源和功率水平,然后智能体做出相应动作并与T2T通信环境交互,得到该时隙下T2G用户和T2T用户吞吐量,价值网络对两者分别评价,利用权重因子β为每个智能体定制化加权时序差分(TD)误差,以此来灵活优化神经网络参数。最后,智能体根据训练好的模型联合选出最佳的频谱资源和功率水平。仿真结果表明,该算法相较于A2C算法和深度Q网络(DQN)算法,在收敛速度、T2T成功接入率、吞吐量等方面均有明显提升。

关键词：城市轨道交通资源分配 T2T通信多智能体深度强化学习 A2C-ac算法

轻量化特征融合的CenterNet输电线路绝缘子自爆缺陷检测

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北京航空航天大学学报 2024年第7期50卷 2161-2171页

作者：苟军年杜愫愫王世铎张昕悦兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

输电线路智能化巡检是新一代电力系统建设的必然要求。当前,基于深度学习的检测模型由于参数量过大,使得利用无人机(UAV)进行边缘部署较困难。为使无人机可搭载轻量级模型实现输电线路中具有自爆缺陷绝缘子的识别,提出了一种轻量级Cente... 详细信息

输电线路智能化巡检是新一代电力系统建设的必然要求。当前,基于深度学习的检测模型由于参数量过大,使得利用无人机(UAV)进行边缘部署较困难。为使无人机可搭载轻量级模型实现输电线路中具有自爆缺陷绝缘子的识别,提出了一种轻量级CenterNet-GhostNet的目标检测网络。对模型主干特征提取网络进行轻量化处理,利用计算成本较低的GhostNet提取自爆缺陷绝缘子的多层次特征,降低模型复杂度;引入增强感受野模块(RFB)增强特征表达能力,提升模型对小目标特征信息的注意力;构建特征融合模块,将低层特征信息和高层特征信息有效融合以输出更完整的特征图,提高缺陷识别精度。利用迁移学习参数共享,结合冻结与解冻训练相结合的模型训练策略,缓解网络因小样本数据集而产生的泛化能力不足问题。基于构建的输电线路自爆缺陷绝缘子数据集对所提方法进行验证,实验结果表明:相比原始CenterNet,所提方法的AP50、AP75和AP50:95分别提升至0.86、0.74和0.63,模型参数量由124.61×10^(6)减少至64.2×10^(6),可实现复杂环境下的自爆缺陷绝缘子检测,提高了基于无人机的输电线路巡检精度与速度。

关键词：深度学习绝缘子自爆缺陷轻量级网络 CenterNet 小目标检测

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高速铁路信号系统碳排放边界划分及分析

交通运输系统工程与信息 2024年第2期24卷 293-303页

作者：苏鹏飞王果闵永智陶金豆李旭东刘昕玥兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

准确量化高速铁路信号系统的碳排放量,对高速铁路碳排放核算及低碳化发展有重要意义。本文提出在计算其碳排放时需要综合考虑信号系统相关关联活动的思路,并划分信号系统的碳排放边界;提出基于能源消耗的信号系统碳排放计算方法,进一步... 详细信息

准确量化高速铁路信号系统的碳排放量,对高速铁路碳排放核算及低碳化发展有重要意义。本文提出在计算其碳排放时需要综合考虑信号系统相关关联活动的思路,并划分信号系统的碳排放边界;提出基于能源消耗的信号系统碳排放计算方法,进一步利用碳流理论分析计算信号系统内各设备的相关碳流指标;最后以甘肃省兰州西高铁站为例进行分析,验证本文所提方法的可行性和有效性。结果显示,控制及监测系统的碳排放主要与电力碳排放因子有关,维护保养电码化设备所产生的碳排放平均仅有0.12 kgCO_(2)·d^(-1);信号系统各设备间的平均支路碳流密度为0.0076 kgCO_(2)·kWh^(-1),各设备的节点碳势与支路碳流密度相等。结论表明,各子系统的碳排放量主要和其能耗类型有关,电能消耗引起的间接碳排放是信号系统碳排放的主要组成部分,信号系统相关活动引起的直接碳排放与一次能源消耗成正比。

关键词：铁路运输碳排放边界划分碳流理论信号系统碳排放量计算碳流指标

计及光伏和储能接入的牵引供电系统能量管理策略

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电工技术学报 2024年第3期39卷 745-757页

作者：高锋阳宋志翔高建宁高翾宇杨凯文兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

近年来,为实现电气化铁路“双碳”目标,多项铁路用能优化举措投入实施并取得一定成效,然而,单靠能耗优化治标不治本。为根治电气化铁路碳排放问题,在保证系统稳定运行的基础上,基于智能电网理念,提出计及光伏和储能接入的牵引供电系统... 详细信息

近年来,为实现电气化铁路“双碳”目标,多项铁路用能优化举措投入实施并取得一定成效,然而,单靠能耗优化治标不治本。为根治电气化铁路碳排放问题,在保证系统稳定运行的基础上,基于智能电网理念,提出计及光伏和储能接入的牵引供电系统能量管理策略。首先,构建计及光伏和储能接入的牵引供电系统;然后,基于电力市场电价及新能源出力,采用日前联合调控、日内滚动调节和实时优化控制铁路用能,并通过分层分级优化,打破各“源”端相对独立、各自为政的壁垒,实现多能互补;最后,通过共享储能模式,降低储能装置闲置率并提高新能源利用率。仿真结果表明,该能量管理策略可在保障系统运行稳定和安全的基础上有效地降低系统的运行成本,同时保持良好的电能质量。

关键词：电气化铁路牵引供电系统共享储能电力市场

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计及光伏和储能接入的牵引供电系统日前调度

上海交通大学学报 2024年第5期58卷 760-775,I0009页

作者：高锋阳宋志翔高建宁高翾宇杨凯文兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

近年来,为实现电气化铁路“双碳”目标,多项铁路用能优化举措投入实施,但收效甚微.为进一步降低电气化铁路碳排放,改变其供能结构,将光伏和储能装置接入牵引供电系统.首先,构建复合牵引供电系统,并根据系统供能组成将其工况分类;其次,... 详细信息

近年来,为实现电气化铁路“双碳”目标,多项铁路用能优化举措投入实施,但收效甚微.为进一步降低电气化铁路碳排放,改变其供能结构,将光伏和储能装置接入牵引供电系统.首先,构建复合牵引供电系统,并根据系统供能组成将其工况分类;其次,基于系统运行约束的轻重缓急设定优先级,并通过分层分级优化,实现不同运行工况下的系统最优状态;最后,通过合理优化变流器容量,实现系统运行性能和经济效益双赢下的最小碳排放.仿真结果表明,复合牵引供电系统保障系统稳定运行的同时,也大幅降低系统碳排放并实现性能最优.

关键词：电气化铁路牵引供电系统光伏发电储能装置铁路碳排放

基于Wiener退化过程的动车组部件状态-机会维修模型分析与研究

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铁道学报 2024年第2期46卷 36-44页

作者：皇甫兰兰苏宏升林俊亭兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

针对动车组多部件存在运行维修成本高、欠维修或过维修的现象以及故障影响范围大等问题,提出一种基于Wiener退化过程的部件状态-机会维修优化模型。该模型利用Wiener过程描述部件在运行过程中的劣化程度,通过基于指数分布的随机几何过... 详细信息

针对动车组多部件存在运行维修成本高、欠维修或过维修的现象以及故障影响范围大等问题,提出一种基于Wiener退化过程的部件状态-机会维修优化模型。该模型利用Wiener过程描述部件在运行过程中的劣化程度,通过基于指数分布的随机几何过程反映不完全维修后部件的劣化损伤,同时利用定期检测获取部件的实际劣化值。从随机过程和拓扑的角度,分析不同类型维修策略之间的区别与联系。结合单部件状态维修优化策略,求得各部件的最优状态阈值和维修检测周期。引入机会阈值与状态阈值的比值,结合部件退化过程与状态阈值、机会阈值之间的关系,推导部件状态、机会维修次数期望值的数学表达式,建立状态-机会维修策略模型,采用蒙特卡洛算法进行模拟,确定各部件的最佳机会阈值,达到优化维修费用率的目标。以某型号动车组牵引供电系统为例,通过仿真验证,表明采取状态-机会维修模型,可以有效减少停机次数,降低维修费用率。

关键词：动车组机会阈值状态-机会维修 Wiener退化过程随机几何过程蒙特卡洛算法

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双三相永磁同步电机改进型模型预测电流控制

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 81-92页

作者：高锋阳徐昊杨凯文史志龙高智山强雅昕兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

针对双三相永磁同步电机模型预测共模电压抑制方法存在寻优计算量大、开关频率较高、稳态性能不佳的问题,提出一种改进型模型预测电流控制.首先,改进六相两电平逆变器,降低零矢量共模电压幅值;其次,选择小共模电压矢量构造虚拟电压矢量... 详细信息

针对双三相永磁同步电机模型预测共模电压抑制方法存在寻优计算量大、开关频率较高、稳态性能不佳的问题,提出一种改进型模型预测电流控制.首先,改进六相两电平逆变器,降低零矢量共模电压幅值;其次,选择小共模电压矢量构造虚拟电压矢量,简化价值函数的同时减小共模电压和电流谐波含量;再次,通过计算参考电压矢量直接选择最优电压矢量以减少寻优次数,并引入占空比控制提升电机控制精度,改善电机稳态性能.最后,仿真对比传统模型预测电流控制、RCMV(Reduced Common Mode Voltage)-1、RCMV-2和所提控制方法.结果表明,所提控制方法在减小共模电压的同时,降低了转矩脉动和谐波电流,且较RCMV-2方法开关频率明显降低;此外,寻优代码执行时间相较于RCMV-1和RCMV-2分别降低了约91%和65%,减小了计算量.

关键词：双三相永磁同步电机模型预测控制共模电压开关频率

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