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基于状态轨迹模型的CLLC谐振变换器控制策略研究

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中国电机工程学报 2025年第2期45卷 714-724,I0026页

作者：刘博睿李磊张善路焦龙腾汪诚南京理工大学自动化学院江苏省南京市210094

为提升CLLC谐振变换器的动态性能,该文提出一种基于状态轨迹模型的CLLC谐振变换器控制方法。该方法以CLLC谐振变换器的时域模型为基础,通过消除谐振腔能量的高频分量,建立CLLC谐振变换器各工作模式的状态轨迹模型。在此基础上,通过合理... 详细信息

为提升CLLC谐振变换器的动态性能,该文提出一种基于状态轨迹模型的CLLC谐振变换器控制方法。该方法以CLLC谐振变换器的时域模型为基础,通过消除谐振腔能量的高频分量,建立CLLC谐振变换器各工作模式的状态轨迹模型。在此基础上,通过合理化简时域方程,利用状态轨迹中的几何关系,详细推导谐振腔能量之间的关系,提出CLLC谐振变换器轨迹控制策略。该策略通过暂态过程负载电流变化量控制开关管栅极驱动信号的脉冲宽度,使变换器中各状态变量能够快速跟踪理论轨迹,保证CLLC谐振变换器负载切换后在最短时间内重新到达稳态。最后,搭建1台300 W的实验样机对所提控制策略进行验证。实验结果证明,与传统线性控制相比,所提控制策略明显改善CLLC谐振变换器的动态性能。

关键词： CLLC谐振变换器状态轨迹模型轨迹控制策略谐振腔能量动态性能

计及冷负荷启动时变特性的弹性配电网供电恢复

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电工技术学报 2025年第1期40卷 139-151页

作者：蔡胜徐振钦谢云云丁波仉梦林南京理工大学自动化学院南京210094 国网淮安供电公司淮安223002 中国地质大学自动化学院武汉430074

极端灾害事件引发配电网停电后,利用分布式电源构建孤岛微电网恢复重要负荷供电,能有效提升配电网弹性。现有研究在制定配电网供电恢复策略时大都采用恒定负载模型,未考虑冷负荷启动时负载峰值引起的三相电流不平衡,无法保证孤岛微电网... 详细信息

极端灾害事件引发配电网停电后,利用分布式电源构建孤岛微电网恢复重要负荷供电,能有效提升配电网弹性。现有研究在制定配电网供电恢复策略时大都采用恒定负载模型,未考虑冷负荷启动时负载峰值引起的三相电流不平衡,无法保证孤岛微电网的安全运行。该文提出一种计及冷负荷启动时变特性的弹性配电网供电恢复方法。首先,考虑冷负荷启动特性与停电时间之间的关系,建立与时间相关的冷负荷启动模型,并通过采样法生成负荷功率需求曲线;其次,以加权负荷恢复量最大为目标,考虑微电网功率平衡、电流不平衡度等约束,建立协同区域划分、恢复路径和负荷投运时序的配电网供电恢复模型;再次,对模型进行线性化处理,将其转换为混合整数规划问题进行求解;最后,采用IEEE 37节点配电系统,对所提方法的有效性进行验证。

关键词：弹性配电网供电恢复微电网电流不平衡度冷负荷启动

基于自监督学习的热成像与激光雷达融合深度补全方法

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仪器仪表学报 2025年

作者：于睿马国梁郭健许立松南京理工大学自动化学院南京理工大学能源与动力工程学院

深度补全是一种利用稀疏深度数据生成高分辨率稠密深度图的环境感知技术。然而，现有深度补全算法在昏暗或低照度场景中预测深度图的准确度不足，在极端光照条件下的应用效果较差。针对该问题，本文提出了一种基于自监督深度学习的热成... 详细信息

深度补全是一种利用稀疏深度数据生成高分辨率稠密深度图的环境感知技术。然而，现有深度补全算法在昏暗或低照度场景中预测深度图的准确度不足，在极端光照条件下的应用效果较差。针对该问题，本文提出了一种基于自监督深度学习的热成像与激光雷达融合深度补全方法，用于训练网络模型在低光照或无光照的条件下生成像素级稠密的深度图。所提网络为编码器-解码器架构，以热图像和激光雷达的稀疏深度图作为编码器输入，在不同图像尺度上进行特征融合，解码器逐层对融合后的特征进行上采样和深度预测，生成稠密深度图。其次，设计了基于自注意力与跨注意力机制的多模态融合模块嵌入到编码器，通过自适应加权增强特征融合效果，提升预测稠密深度图的准确度。最后，构建了自监督学习框架，利用温度重建损失和稀疏深度损失进行自监督训练，无需额外的深度真值标注过程。在公开数据集上的实验验证表明，所提方法在不同光照条件下均能稳定生成稠密深度图。相较于现有深度补全基准方法，平均绝对误差在MS2和VIVID数据集上分别降低了44.49%和25.28%。在低光或无光环境下，本文方法通过融合热成像与激光雷达数据的互补优势，显著提高了深度预测的准确性和稳健性，为低光照场景下的环境感知提供了有效解决方案。

关键词：深度图补全多传感器数据融合热成像自监督学习环境感知

数据和知识双驱动的空中集群目标作战意图识别

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兵工学报 2025年第2期46卷 135-144页

作者：李洋军黄琦龙杨力陈旭南京理工大学自动化学院江苏南京210094

针对集群目标空间特性多元时变和传统数据驱动模型过分依赖经验样本等问题,提出一种针对集群目标的数据和知识双驱动作战意图识别方法。考虑集群目标空间形态等编队特点,构造基于目标编队外包络线和最小外接矩形的集群特征向量,增强敌... 详细信息

针对集群目标空间特性多元时变和传统数据驱动模型过分依赖经验样本等问题,提出一种针对集群目标的数据和知识双驱动作战意图识别方法。考虑集群目标空间形态等编队特点,构造基于目标编队外包络线和最小外接矩形的集群特征向量,增强敌情数据的特征表达效果;建立基于专家经验的知识模型和结合注意力机制的长短期记忆(Long short-term memory,LSTM)网络模型,基于专家经验的知识模型根据约束规则生成意图预识别向量,LSTM模型预测输出意图概率分布的残差;利用一种可学习的残差估计器结构,自适应调整双模型的融合比率,并设计多目标损失函数控制双模型的影响权重,最终通过双模型的融合有效克服传统数据模型高精度和数据样本不足的矛盾。实验表明,提出方法的精度相比LSTM和Attention-LSTM分别提升约5.34%和4.98%,且对样本量的依赖性显著低于传统数据驱动方法。

关键词：集群目标作战意图数据驱动知识驱动注意力机制

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平面集成TVS二极管对半导体桥火工品换能元性能的影响因素

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含能材料 2025年第1期33卷 73-81页

作者：陶禹任王磊周彬王军南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094

为探究平面集成瞬态抑制二极管(TVS)对半导体桥(SCB)火工品换能元性能的影响因素以及规律,通过电容放电发火实验,研究了平面集成TVS二极管的并联数量与击穿电压对半导体桥火工品换能元的电爆性能的影响,并通过500 pF/500Ω/25 kV静电放... 详细信息

为探究平面集成瞬态抑制二极管(TVS)对半导体桥(SCB)火工品换能元性能的影响因素以及规律,通过电容放电发火实验,研究了平面集成TVS二极管的并联数量与击穿电压对半导体桥火工品换能元的电爆性能的影响,并通过500 pF/500Ω/25 kV静电放电实验,研究了其对半导体桥火工品换能元的静电可靠性能的影响。结果表明,当激励能量使单个平面集成TVS二极管单位时间吸收的能量接近上限时,增加平面集成TVS二极管并联数量会延长SCB火工品换能元的爆发时间,影响SCB火工品换能元正常爆发,反之,若激励能量不足以使单个平面集成TVS二极管单位时间吸收的能量接近其上限,则SCB火工品换能元爆发性能不会随并联平面集成TVS二极管的数量变化而变化;当激励电压大于平面集成TVS二极管的击穿电压时,TVS二极管击穿电压越低,SCB火工品换能元的爆发时间越长,爆发能量越大,甚至影响SCB火工品换能元正常爆发;降低平面集成TVS二极管的击穿电压、增加并联数量都能够提高SCB火工品换能元的静电可靠性能;设计桥区尺寸为350μm(W)×100μm(L)×2μm(H)的抗静电集成半导体桥芯片时可以集成两个击穿电压略低于14 V或一个击穿电压略高于7 V的TVS二极管。

关键词：抗静电集成半导体桥芯片火工品 TVS二极管电爆性能

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电动汽车无线充电配网绝缘监测系统研究

实验技术与管理 2025年第1期42卷 75-81页

作者：闻枫郭家琪江岩赵新铭杨飞裴文杰南京理工大学自动化学院江苏南京210094

电动汽车无线充电需要将部分线缆埋在地下,线缆绝缘层老化会使绝缘层绝缘强度降低,从而造成电气设备故障、损坏甚至引起火灾。为实现对线缆的在线绝缘监测,该文建立了电动汽车无线充电网络绝缘监测模型,在双极性电压注入条件下,提出基... 详细信息

电动汽车无线充电需要将部分线缆埋在地下,线缆绝缘层老化会使绝缘层绝缘强度降低,从而造成电气设备故障、损坏甚至引起火灾。为实现对线缆的在线绝缘监测,该文建立了电动汽车无线充电网络绝缘监测模型,在双极性电压注入条件下,提出基于矢量计算的绝缘监测方法,通过基于傅里叶分解的幅值相位矢量计算方法实时计算出线缆绝缘电阻和对地电容的值,并在此基础上提出基于变周期注入提高计算精度的方法。最后通过实验对该绝缘监测方法进行了验证,测试了对地电容从0~342μF、绝缘电阻从1 kΩ~5 MΩ的不同组合,所有组合的计算误差都小于20%,能够达到要求的计算精度。

关键词：电动汽车无线充电绝缘监测傅里叶分解矢量计算

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基于PRBS的中压直流系统宽频阻抗测量装置及其控制

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电力系统自动化 2025年

作者：季振东朱述超许光强王建华赵剑锋肖小龙南京理工大学自动化学院东南大学电气工程学院

随着直流系统中电力电子化程度的加深，电力电子装置的端口阻抗特性对系统稳定性产生了一定影响。为了获取中压直流系统的阻抗特性用以评估系统稳定性，文中对宽频阻抗测量装置展开了研究。首先，以伪随机二进制序列（PRBS）作为输出扰... 详细信息

随着直流系统中电力电子化程度的加深，电力电子装置的端口阻抗特性对系统稳定性产生了一定影响。为了获取中压直流系统的阻抗特性用以评估系统稳定性，文中对宽频阻抗测量装置展开了研究。首先，以伪随机二进制序列（PRBS）作为输出扰动测量信号，提出了一种混合子模块级联多电平拓扑的阻抗测量装置；然后，在此基础上提出了基于子模块分类的集中式调制方法，通过子模块4种工作模式的划分和配合来实现PRBS信号的高质量输出，实现子模块电容电压均衡，可有利于降低开关损耗，并设计了相关主电路参数的计算原则。最后，硬件在环仿真结果验证了所提控制方法的有效性，表明所提阻抗测量装置具备良好的输出效果，能够在满足阻抗测量需求的前提下提高测量效率。

关键词：直流阻抗测量阻抗稳定性分析伪随机二进制序列级联多电平拓扑集中式调制混合子模块电容均压

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弹体高速侵彻花岗岩靶体的结构响应特性

爆炸与冲击 2025年第1期45卷 102-122页

作者：韩明海刘闯李鹏程刘子涵张先锋南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

为探究弹体斜侵彻花岗岩靶体的结构响应特性,基于30 mm弹道炮平台,开展了弹体斜侵彻花岗岩靶试验,获得了非正侵彻作用下弹体结构破坏参数。在此基础上,结合数值模拟方法研究了弹体斜侵彻花岗岩靶的弹体结构变形及断裂机制,分析了侵彻初... 详细信息

为探究弹体斜侵彻花岗岩靶体的结构响应特性,基于30 mm弹道炮平台,开展了弹体斜侵彻花岗岩靶试验,获得了非正侵彻作用下弹体结构破坏参数。在此基础上,结合数值模拟方法研究了弹体斜侵彻花岗岩靶的弹体结构变形及断裂机制,分析了侵彻初始条件对弹体结构响应的影响规律。研究结果表明:弹体非正侵彻花岗岩靶体时,易发生弯曲和断裂;弹体头尾部所受非对称力是影响弹体响应特性的主要因素,弹体的变形破坏程度由弹体头尾部角速度差峰值大小决定;随着攻角的增大,弹体弯曲程度线性增大,攻角增大到8°时,弹体发生断裂;随着着角的增大,弹体弯曲程度先增大后减小再增大,着角为15°时,弹体弯曲程度最小,着角达到30°时,弹体发生断裂;与着角相比,攻角对弹体结构响应行为的影响更显著;攻角与着角联合作用时,着角的引入会增大弹体临界断裂正攻角,负攻角会削弱弹体抵抗弯曲变形和断裂的能力;撞击速度高于1600 m/s时,弹体撞击速度成为弹体产生不同响应行为的主控因素。

关键词：弹体侵彻岩石靶结构响应

基于集成学习的压电陶瓷烧结过程质量预测建模

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计算机集成制造系统 2025年第1期31卷 147-157页

作者：马超翁智逸何非南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

烧结工艺是影响压电陶瓷成品质量的关键工艺,涉及影响因素众多,具有非线性、滞后性的特点,导致烧成品的质量难以保证。针对这一难题,通过分析烧结过程中陶瓷微观结构的变化,提出平均晶粒尺寸和烧成密度两个间接质量指标,并与压电性能指... 详细信息

烧结工艺是影响压电陶瓷成品质量的关键工艺,涉及影响因素众多,具有非线性、滞后性的特点,导致烧成品的质量难以保证。针对这一难题,通过分析烧结过程中陶瓷微观结构的变化,提出平均晶粒尺寸和烧成密度两个间接质量指标,并与压电性能指标间的关系进行分析,建立质量预测模型,实现对烧结工艺的质量预测及控制。通过采取集成学习CatBoost算法,并结合贝叶斯超频带(BOHB)超参数优化算法,以五折交叉验证的方式建立了BOHB-CatBoost质量预测模型。最后,结合RMSE和R^(2)两个指标评估模型的性能,并与其他预测模型进行对比,验证了该模型具有更高的预测精度以及稳健性,对压电陶瓷的烧结生产过程具有较好的指导意义。

关键词：压电陶瓷质量预测贝叶斯超频带超参数优化算法 CatBoost算法