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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 2025年第3期40卷 981-986页

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(AMR)调度系统中的决策规划问题,提出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,以确保规划的路径满足阿克曼类型AMR的运动学模型;... 详细信息

针对多自主移动机器人(AMR)调度系统中的决策规划问题,提出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,以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地时空冲突检测,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.仿真结果表明,所提出算法能够为多AMR调度系统高效地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

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气体间隙开关触发失效分析及寿命提升方法

电工技术学报 2025年第1期40卷 264-272页

作者：董冰冰孟岩郭志远合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

喷射等离子体触发型气体间隙开关响应迅速、结构简单,或将满足多端柔性直流电网用混合式高压直流断路器换流支路故障快速隔离的动作要求。但目前对于重复触发放电累积效应引起气体间隙开关触发劣化进程的分析不足,计及多因素影响的触发... 详细信息

喷射等离子体触发型气体间隙开关响应迅速、结构简单,或将满足多端柔性直流电网用混合式高压直流断路器换流支路故障快速隔离的动作要求。但目前对于重复触发放电累积效应引起气体间隙开关触发劣化进程的分析不足,计及多因素影响的触发寿命提升方法研究尚不明晰,为此该文搭建了气体间隙开关触发寿命研究平台,试验结果表明,触发腔性能劣化是气体间隙开关触通失败的主要原因。提高触发回路脉冲电容电压值可有效地降低放电时延抖动,但对寿命提升的影响可以忽略。阶梯式地增大储能电容充电电压值,可明显提升触发寿命及触通稳定性。聚四氟乙烯(PTFE)掺杂无机填充物后,可有效提升等离子体喷射特性,但加剧了触发腔的烧蚀劣化,触发寿命表现为PTFE>PTFE+0.2%MoS2>PTFE+0.5%铜粉,研究结果可为气体间隙开关触发失效判断及寿命提升方法提供理论参考和工程应用指导。

关键词：气体间隙开关电弧烧蚀触发失效寿命提升过电压与接地

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基于时空风险场的智能车辆轨迹规划

中国机械工程 2025年

作者：孔慧芳王晨顺张倩刘田阔合肥工业大学电气与自动化工程学院

如何描述及规避智能车辆行驶时面临的不同维度风险是一个基本且关键的问题，为此本文从时空耦合的角度出发，提出了一种基于时空风险场的双层轨迹规划方法。将交通要素划分为抽象要素和具象要素，分别建立基于高斯分布函数的抽象要素时... 详细信息

如何描述及规避智能车辆行驶时面临的不同维度风险是一个基本且关键的问题，为此本文从时空耦合的角度出发，提出了一种基于时空风险场的双层轨迹规划方法。将交通要素划分为抽象要素和具象要素，分别建立基于高斯分布函数的抽象要素时空风险场和基于空间向量的具象要素时空风险场，以表征智能车辆在纵向、横向和时间三个维度面临的环境风险。同时，将智能车辆的轨迹规划问题划分为路径和速度双层规划问题，分别考虑纵向-横向维度和纵向-时间维度的风险构建动态规划的代价函数，获取综合代价最低的路径和速度。结合二次规划算法对路径和速度进一步优化得到最终轨迹。仿真结果表明，所提出方法在不同的驾驶场景下能够有效表征出时空风险并规划出满足各项约束条件的行驶轨迹，提升道路驾驶的安全性。

关键词：智能车辆时空风险场轨迹规划动态规划

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容器内液位高度对RFID系统性能影响研究

电子测量与仪器学报 2025年

作者：佐磊孔维业张一卓雷碧航合肥工业大学电气与自动化工程学院

针对容器内液位高度变化对无源超高频（UHF）RFID标签性能影响的问题，基于RFID工作原理电磁波传播理论，首先推导了无源UHF RFID系统链路预算模型；并利用功率传输系数，分析了容器内液体导致的标签阻抗匹配失谐对系统性能的影响；为... 详细信息

针对容器内液位高度变化对无源超高频（UHF）RFID标签性能影响的问题，基于RFID工作原理电磁波传播理论，首先推导了无源UHF RFID系统链路预算模型；并利用功率传输系数，分析了容器内液体导致的标签阻抗匹配失谐对系统性能的影响；为验证理论模型，采用仿真和室内实验相结合的方法，通过仿真实验和分析，建立了标签竖置和横置部署情况下，标签应答信号功率（RSSI）随液位高度变化的分段模型。在开阔的室内环境中，分别测试了在容器内液位高度变化时Alien9662和Alien9640两款标签的RSSI。实验设计覆盖了液位高度从0 mm到140 mm的范围，测量了不同液位条件下的信号强度变化。理论分析及实验结果表明：当液位沿天线弯折臂变化时，RSSI随液位高度的升高而逐渐减小；当液位沿电小环变化时，RSSI随液位高度的升高呈先增大后减小的非线性变化；两款标签的RSSI随液位高度改变的变化规律与所建立分段模型保持一致，验证了模型的有效性。研究结果不仅为理解液体环境对RFID系统的性能影响提供了理论依据，也为实际应用中标签部署与设计提供了参考依据。

关键词：射频识别液体环境阻抗分析标签天线传输系数

基于FFRLS-MIUKF算法的全钒液流电池荷电状态估计方法

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热力发电 2025年

作者：郑涛贾泽峰邱亚李俊伟侯谋合肥工业大学电气与自动化工程学院

针对全钒液流电池的荷电状态(state of charge， SOC)估计难度大、成本高、准确性差等问题，提出一种基于带遗忘因子的递推最小二乘法(forgetting factor recursive least squares， FFRLS)和多新息无迹卡尔曼滤波(multiple innovation ... 详细信息

针对全钒液流电池的荷电状态(state of charge， SOC)估计难度大、成本高、准确性差等问题，提出一种基于带遗忘因子的递推最小二乘法(forgetting factor recursive least squares， FFRLS)和多新息无迹卡尔曼滤波(multiple innovation unscented Kalman filter， MIUKF)的全钒液流电池荷电状态估计方法。该方法通过FFRLS在线辨识全钒液流电池等效电路模型参数，然后通过MIUKF进行荷电状态估计，从而达到准确估计全钒液流电池荷电状态的目的。最后，利用实验平台对5 kW/30 kW?h的全钒液流电池采用所提出方法进行验证，实验结果表明，相较于RLS-UKF算法和FFRLS-UKF算法，FFRLS-MIUKF算法在荷电状态估计中表现最优，其充电阶段与放电阶段均方误差与均方根误差更低，均方误差与均方根误差在充电阶段分别为0.003 7、0.060 9，在放电阶段分别为0.001 3、0.036 3。

关键词：全钒液流电池 SOC估计递推最小二乘多新息无迹卡尔曼滤波遗忘因子

冲击电压下背面电极对玻纤/环氧树脂蒙皮沿面放电特性的影响研究

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高压电器 2025年第3期61卷 128-137页

作者：赵玉顺刘志轶侯天奇傅毓斐合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

雷击风机叶片将造成严重事故,威胁风电机组安全运行。文中提出一种新型雷电防护方法,通过背面电极将雷击在叶片表面产生的沿面放电导向接闪器。该方法的防雷成功率与叶片的沿面放电特性有关,研究背面电极对风机叶片沿面放电特性的影响,... 详细信息

雷击风机叶片将造成严重事故,威胁风电机组安全运行。文中提出一种新型雷电防护方法,通过背面电极将雷击在叶片表面产生的沿面放电导向接闪器。该方法的防雷成功率与叶片的沿面放电特性有关,研究背面电极对风机叶片沿面放电特性的影响,对于提高新型雷电防护方法的效能具有重要意义。采用玻纤/环氧树脂蒙皮模拟实际风机叶片结构,改变背面电极的尺寸和位置,观察不同情况下蒙皮的沿面放电形貌。结果表明,背面电极将改变蒙皮的沿面放电形貌,增加沿面放电长度;背面电极的宽度越小、长度越长,沿面放电的长度越长;当背面电极距离雷击附着点较近时,沿面放电仍然能够增长,当背面电极距离雷击附着点较远时,沿面放电不再增长。分析认为,背面电极影响了蒙皮表面的电场分布,增强了二次电子发射过程,从而导致沿面放电长度增加。

关键词：冲击电压风机叶片背面电极沿面放电

基于改进Informed-RRT^(*)的机械臂抓取运动规划

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工程科学学报 2025年第1期47卷 113-120页

作者：殷雄陈炎郭文豪杨子辰陈汉歆廖安姚道金华东交通大学电气与自动化工程学院南昌330013

为提高工业机械臂对目标物体抓取及对障碍物躲避的效率和成功率,提出一种基于改进抓取信息引导的快速随机树星(GI-RRT^(*))的机械臂路径规划算法.首先,预先设定最大迭代次数和自适应函数,缩短机械臂运动轨迹生成时间,增强采样导向性和质... 详细信息

为提高工业机械臂对目标物体抓取及对障碍物躲避的效率和成功率,提出一种基于改进抓取信息引导的快速随机树星(GI-RRT^(*))的机械臂路径规划算法.首先,预先设定最大迭代次数和自适应函数,缩短机械臂运动轨迹生成时间,增强采样导向性和质量;其次,基于椭圆形子集直接采样,对采样点位置进行约束,提高采样效率;最后,采用贪心算法删除机械臂运动轨迹的冗余点,并使用三次B样条曲线平滑约束机械臂运动轨迹,提高机械臂运动轨迹的柔顺性.利用生成残差卷积神经网络模型预测,输入深度相机采集的彩色图像和深度图像,输出视场中物体的适当映射抓取位姿.为验证机械臂的抓取效果,选择三指气动柔性夹爪,设计柔性抓取模块,并结合法奥(FR3)协作机械臂构建自主抓取系统,进行二维地图仿真和机械臂样机实验.结果表明,与传统的信息引导的快速随机树星算法相比,GI-RRT^(*)算法运动轨迹长度缩短10.11%,轨迹生成时间缩短62.68%.同时,算法具有较强的鲁棒性.机械臂能独立地避开障碍物、抓取目标物体,满足其自主抓取的需求.

关键词：柔性夹爪机械臂运动规划信息引导的快速随机树星算法神经网络

基于自适应联邦学习的输配网动-静态综合状态估计方法研究

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中国电机工程学报 2025年

作者：韩一宁崔明建罗光浩张剑贾宏杰天津大学电气自动化与信息工程学院合肥工业大学电气与自动化工程学院

随着电力系统运行特征的深刻变化，各自为营的输配网状态估计方法难以实现有效的统筹协调。同时，由于互联网的快速发展，电力系统关键数据的隐私泄露问题愈发凸显。为解决以上问题，本文提出一种基于自适应联邦学习的输配网动-静态综... 详细信息

随着电力系统运行特征的深刻变化，各自为营的输配网状态估计方法难以实现有效的统筹协调。同时，由于互联网的快速发展，电力系统关键数据的隐私泄露问题愈发凸显。为解决以上问题，本文提出一种基于自适应联邦学习的输配网动-静态综合状态估计方法，从而加强输配网协同控制能力，实现系统的状态快速感知和隐私保护。首先，本文提出一种输配网动-静态综合状态估计方法，并基于蒙特卡洛仿真构建状态估计数据集；然后，构建自适应联邦学习模型，基于电力系统状态估计数据集训练网络模型；最后，利用IEEE-39和IEEE-123节点系统仿真对所提方法进行验证，结果表明相较于传统联邦学习方法，本文方法对电压相角和幅值的状态估计准确率分别上升了10.73%和13.49%，证明了方法的有效性。

关键词：自适应联邦学习动态状态估计静态状态估计隐私保护输配网协同

基于柔性残差神经网络的滚动轴承智能故障诊断方法

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工程科学学报 2025年第3期47卷 480-488页

作者：陈闯李先锋史建涛岳冬冬南京工业大学电气工程与控制科学学院南京211816 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

滚动轴承作为旋转机械的重要组成部分,其正常运行直接影响机器的使用寿命和运行状态.为了提高滚动轴承故障诊断的准确性,本文提出一种基于动态减法平均优化器(DSABO)和平行注意力模块(PAM)的柔性残差神经网络(FResNet),用于滚动轴承故... 详细信息

滚动轴承作为旋转机械的重要组成部分,其正常运行直接影响机器的使用寿命和运行状态.为了提高滚动轴承故障诊断的准确性,本文提出一种基于动态减法平均优化器(DSABO)和平行注意力模块(PAM)的柔性残差神经网络(FResNet),用于滚动轴承故障诊断.具体而言,首先设计一种基于卷积神经网络的柔性残差模块来构建FResNet.该模块允许在DSABO迭代时更改卷积层数、卷积核数和跳跃连接数,从而增强网络故障特征提取能力并减少网络退化.其次,设计具有卷积层的PAM来融合通道注意力和空间注意力输出权重,通过与滚动轴承运行数据结合,实现数据特征增强.于是,DSABO、PAM和FResNet的集成形成了一个有效的滚动轴承故障诊断模型,命名为DSABO-PAM-FResNet.最后,利用美国凯斯西储大学滚动轴承故障数据集验证所提DSABO-PAM-FResNet模型的可行性和有效性.结果显示,在信噪比为–6 dB环境下所提模型对滚动轴承故障诊断的准确率为97.18%,证明所提模型具有较好的抗噪能力;在0.75 kW、1.5 kW和2.25 kW不同负载条件下,所提模型对滚动轴承故障诊断的平均准确率为98.2%,证明所提模型具有良好的变工况诊断适应能力.与其他智能故障诊断方法的对比结果表明,所提DSABO-PAM-FResNet模型的诊断精度更高,为滚动轴承故障诊断提供了一种新的有效智能方法.

关键词：轴承故障诊断柔性残差神经网络动态减法平均优化器平行注意力模块噪声干扰

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