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微网混合式孤岛检测及运行模式切换研究

电力系统保护与控制 2020年第2期48卷 1-8页

作者：张明锐王俊凯王佳莹韦莉同济大学电子与信息工程学院

孤岛运行是微网稳定控制的核心内容,而非计划孤岛检测是微网在故障解列时转入稳定孤岛运行的前提条件。提出一种基于电压-相角下垂控制的混合式孤岛检测方法。结合被动式的过/欠频、过/欠压检测法和基于正反馈的主动式孤岛检测法,实时... 详细信息

孤岛运行是微网稳定控制的核心内容,而非计划孤岛检测是微网在故障解列时转入稳定孤岛运行的前提条件。提出一种基于电压-相角下垂控制的混合式孤岛检测方法。结合被动式的过/欠频、过/欠压检测法和基于正反馈的主动式孤岛检测法,实时感知非计划孤岛。通过负荷调度,快速实现网内功率平衡,保证网内负荷的供电连续性。在Matlab/Simulink中搭建微网系统模型,通过多复杂工况对所提方法进行仿真验证。

关键词：微网下垂控制混合式孤岛检测功率调节模式切换

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地铁车辆再生制动能量利用率影响因素

同济大学学报（自然科学版） 2019年第11期47卷 1648-1655页

作者：沈小军曹戈同济大学电子与信息工程学院

采用情景分析法,搭建了城市轨道交通车网仿真模型,对发车间隔、上下行发车时间差、载客量、行车密度、路况地理状态等因素对再生制动能量利用率及牵引变电站牵引能耗的影响进行了分析,给出再生制动能量利用率的主要影响因素.通过再生制... 详细信息

采用情景分析法,搭建了城市轨道交通车网仿真模型,对发车间隔、上下行发车时间差、载客量、行车密度、路况地理状态等因素对再生制动能量利用率及牵引变电站牵引能耗的影响进行了分析,给出再生制动能量利用率的主要影响因素.通过再生制动能量利用率较低的工况仿真,分析了站点列车制动电阻开启次数、低电压出现次数与该站点再生制动能量的利用以及电能质量间的作用关系.以上海地铁线路运营时段的发车间隔为例,运用仿真方法,探讨了地面储能系统容量配置与城市轨道交通发车间隔的取值控制策略.研究成果可为城市轨道交通节能提供理论指导.

关键词：城市轨道交通列车再生制动能量利用率影响因素

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微网系统稳定运行及模式平滑切换研究

电力系统保护与控制 2019年第20期47卷 7-15页

作者：张明锐王佳莹宋柏慧韦莉同济大学电子与信息工程学院

提出了一种基于对等结构的控制策略,实现微网系统在并网和孤岛两种模式下的稳定运行和平滑切换。稳定运行时的多环控制策略包含电压-相角下垂控制、虚拟阻抗控制和电压电流双环控制,可按逆变器额定容量之比精确分配负荷功率,保持系统电... 详细信息

提出了一种基于对等结构的控制策略,实现微网系统在并网和孤岛两种模式下的稳定运行和平滑切换。稳定运行时的多环控制策略包含电压-相角下垂控制、虚拟阻抗控制和电压电流双环控制,可按逆变器额定容量之比精确分配负荷功率,保持系统电压幅值、频率的稳定。并网时采用基于双二阶广义积分器及锁频环的电压同步策略,使微网的电压幅值、相角快速向主网同步,从而平滑并网。解列时设计了功率同步策略,通过降低微网与主网间的交互功率,抑制切换时的功率冲击。仿真结果表明,所提控制策略能够保证微网系统的稳定运行,同时在过渡模式下,减小网络冲击,稳定系统频率,实现模式平滑切换。

关键词：下垂控制模式切换双二阶广义积分器电压同步功率同步

基于粒子群算法的牵引逆变器多目标优化控制策略

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同济大学学报（自然科学版） 2020年第2期48卷 287-295页

作者：朱琴跃戴维谭喜堂李朝阳解大波同济大学电子与信息工程学院

为解决中点钳位型三电平牵引逆变器存在的中点电位不平衡以及由此而引起的输出电流谐波无法同时得到有效控制问题,提出了一种基于粒子群算法的牵引逆变器多目标优化控制策略。首先建立谐波抑制和中点电位平衡控制变量的数学模型;然后以... 详细信息

为解决中点钳位型三电平牵引逆变器存在的中点电位不平衡以及由此而引起的输出电流谐波无法同时得到有效控制问题,提出了一种基于粒子群算法的牵引逆变器多目标优化控制策略。首先建立谐波抑制和中点电位平衡控制变量的数学模型;然后以输出电流谐波总畸变率最小为目标,以中点电位波动幅值尽可能小为约束条件,采用罚函数法构建了多目标优化模型。通过粒子群算法进行优化求解,实现在有效抑制输出电流谐波的同时最大程度降低中点电位波动幅值。仿真和实验结果验证了所提多目标优化控制策略的有效性。

关键词：谐波畸变率中点电位波动多目标优化粒子群算法

基于多项式磁饱和模型及EKF的感应电机磁链观测

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电工技术学报 2017年第21期32卷 77-86页

作者：刘璐王晓年杜旭东同济大学电子与信息工程学院

感应电机的转子磁链通常用定子电流进行观测,易受测量噪声影响,且观测模型精度与电机参数有关。当电机内磁场幅值变化时,磁路非线性饱和效应会引起互感参数波动,导致观测磁链的幅值和方向偏离实际值,使控制出现偏差。对此,提出基于四阶... 详细信息

感应电机的转子磁链通常用定子电流进行观测,易受测量噪声影响,且观测模型精度与电机参数有关。当电机内磁场幅值变化时,磁路非线性饱和效应会引起互感参数波动,导致观测磁链的幅值和方向偏离实际值,使控制出现偏差。对此,提出基于四阶多项式磁饱和模型以及扩展卡尔曼滤波(EKF)的全状态估计算法,以定子电流作为反馈,观测转子磁链的同时,辨识互感参数。仿真及实验结果表明所提算法能降低磁饱和非线性对控制系统的影响。

关键词：多项式磁饱和模型扩展卡尔曼滤波磁链观测参数辨识

基于Rulkov神经元模型的四足机器人适应性行走控制

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同济大学学报（自然科学版） 2019年第8期47卷 1207-1215页

作者：刘成菊林立民陈启军同济大学电子与信息工程学院

为了改善足式机器人的适应性行走能力,提出仿生控制和智能优化算法相结合的控制策略.利用Rulkov神经元模型对生物中枢模式发生器(central pattern generator, CPG)进行机理建模;设计了基于CPG模型的单关节和多关节耦合的网络拓扑结构,... 详细信息

为了改善足式机器人的适应性行走能力,提出仿生控制和智能优化算法相结合的控制策略.利用Rulkov神经元模型对生物中枢模式发生器(central pattern generator, CPG)进行机理建模;设计了基于CPG模型的单关节和多关节耦合的网络拓扑结构,并利用多目标遗传算法优化CPG单元间的耦合系数矩阵,使得CPG网络的输出信号可以控制机器人关节按照一定的时序发生动作;设计机器人信息融合反馈系统并提出坡面适应性行走控制策略,并以四足机器人GhostDog作为实验对象,在Webots仿真平台上做实验验证.结果表明,所提出的行走控制策略可以控制机器人自主完成模式切换,具有一定的环境适应性.

关键词：中枢模式发生器 Rulkov模型四足机器人多目标遗传算法适应性行走

基于AM-RPPO的双足机器人适应性行走控制算法

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机器人 2019年第6期41卷 731-741页

作者：马璐刘成菊林立民徐斌辰陈启军同济大学电子与信息工程学院

提出了一种带有注意力机制和循环近端策略优化(AM-RPPO)的深度强化学习(DRL)方法并将其应用于双足机器人的适应性行走控制.首先,对未知环境下双足机器人关节空间行走控制问题依照部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)进行建模,指出了DRL... 详细信息

提出了一种带有注意力机制和循环近端策略优化(AM-RPPO)的深度强化学习(DRL)方法并将其应用于双足机器人的适应性行走控制.首先,对未知环境下双足机器人关节空间行走控制问题依照部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)进行建模,指出了DRL算法近端策略优化(PPO)对真实状态的估计存在偏差的问题.其次,引入循环神经网络(RNN)架构,分析了RNN对时序环境观测状态不同于多层感知机的正向传播过程,说明了RNN相对于传统神经网络的优势,并且将RNN分别嵌入动作生成网络和价值函数生成网络中.再次,引入在深度学习诸多领域应用广泛的注意力机制(AM),利用AM建立基于不同时间步的状态,求得最终价值函数的权重差异化模型.最后,通过仿真实验验证了提出的AM-RPPO算法对存在高维状态信息输入的双足机器人控制问题的有效性.

关键词：深度强化学习循环神经网络注意力机制自适应双足行走

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基于垂直约束的激光扫描机构外参标定算法

自动化学报 2021年第5期47卷 1058-1066页

作者：熊峰刘成菊陈启军同济大学电子与信息工程学院控制科学与工程系上海201804

为了解决人造特征点标定法中特征匹配不精确等缺陷,本文针对二轴传动的高精度平面激光扫描机构提出了利用线特征的垂直约束进行外参标定的新算法.不仅如此,在该算法中为了简化建立标定方程的流程,避免计算与标定目标无关的冗余中间量,... 详细信息

为了解决人造特征点标定法中特征匹配不精确等缺陷,本文针对二轴传动的高精度平面激光扫描机构提出了利用线特征的垂直约束进行外参标定的新算法.不仅如此,在该算法中为了简化建立标定方程的流程,避免计算与标定目标无关的冗余中间量,提出了一种快速确定标定方程参数的方法.首先将扫描结果按待标定参数标准值转换至同一坐标系形成点云,再提取其中的线特征;接着根据线特征的垂直约束建立外参方程,并根据线特征的测量值和实际值间的转换计算方程参数;最终,将多次测量得到的方程组求解转化为最优化问题,并得到外参的数值解.在对比实验中,本算法比基于特征点的标定方法表现更好.

关键词：激光扫描点云外参标定最优化

具有执行器容错的汽车主动悬架系统有限频率H∞控制

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控制理论与应用 2017年第9期34卷 1136-1142页

作者：郑晓园张皓王祝萍陈启军同济大学控制科学与工程电子与信息工程学院上海201804

本文研究了一类具有执行器容错的主动悬架系统有限频率H_∞控制问题.运用广义的Kalman-Yakubovich-Popov(KYP)引理,设计了有限频率H_∞控制器.该控制器不仅能够最大程度地减少路面在4～8 Hz范围内对乘客的影响,还能够保证汽车的悬架行... 详细信息

本文研究了一类具有执行器容错的主动悬架系统有限频率H_∞控制问题.运用广义的Kalman-Yakubovich-Popov(KYP)引理,设计了有限频率H_∞控制器.该控制器不仅能够最大程度地减少路面在4～8 Hz范围内对乘客的影响,还能够保证汽车的悬架行程和车轮的动静载之比在它们允许的范围内.因此所设计的有限频率H_∞控制器不仅能够保证汽车驾驶的舒适性还能够保证汽车驾驶的安全性.为了解决系统状态不完全可测的问题,本文采用了动态输出反馈控制器策略.除此之外,在控制器的设计过程中还考虑了主动悬架系统的参数不确定性以及执行器随机故障的现象.最后,本文基于四分之一汽车主动悬架系统验证了控制器的有效性.

关键词：汽车主动悬架系统广义Kalman-Yakubovich-Popov(KYP)引理有限频域H∞控制器动态输出反馈控制方法执行器容错