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基于改进分数阶滑模控制的PMLSM直接推力控制

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计算机应用与软件 2024年第3期41卷 75-80页

作者：李国洪钱凌志天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384

针对分数阶滑模控制在永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor, PMLSM)直接推力控制下转速环精度不高、磁链和推力波动大等问题,提出一种改进的分数阶滑模控制算法,即分数阶双幂次指数趋近律、分数阶变速趋近律相... 详细信息

针对分数阶滑模控制在永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor, PMLSM)直接推力控制下转速环精度不高、磁链和推力波动大等问题,提出一种改进的分数阶滑模控制算法,即分数阶双幂次指数趋近律、分数阶变速趋近律相结合的组合趋近律,能有效减弱滑模控制引起的系统振荡,加快趋近速率。仿真结果表明:与分数阶滑模控制相比,在PMLSM直接推力控制系统中采取改进分数阶滑模控制,磁链和推力波动明显减弱,系统响应速度加快,提高了PMLSM推力响应的抗干扰能力。

关键词：永磁直线同步电机分数阶滑模控制组合趋近律直接推力控制

基于IGDT的含广义储能的独立直流微网日前优化调度

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电力工程技术 2024年第1期43卷 50-59页

作者：张超马幼捷周雪松王才巍何晓宇天津理工大学(天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室) 天津300384 天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384

微电网的能量管理与优化调度作为构建新型电力系统的重要环节,提高其可再生能源的消纳水平、降低源荷不确定性风险以及优化系统运行成本具有重要意义。因此,文中提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的... 详细信息

微电网的能量管理与优化调度作为构建新型电力系统的重要环节,提高其可再生能源的消纳水平、降低源荷不确定性风险以及优化系统运行成本具有重要意义。因此,文中提出一种基于信息间隙决策理论(information gap decision theory,IGDT)的含广义储能的独立直流微电网日前优化调度模型。首先,构建含超级电容的混合储能系统,以降低蓄电池运行成本,将具备虚拟储能特性的柔性负荷与混合储能相结合,形成广义储能,充分发挥微电网系统内灵活性资源特性;其次,考虑系统风光荷不确定性,引入IGDT模型,在确定性模型基础上建立风险规避策略下的鲁棒模型和风险投机策略下的机会模型,从2种决策角度追求降低风险与最大化收益;最后,基于算例仿真分析,证明该调度策略在降低微电网运行成本的基础上可量化不确定性因素对系统调度决策的影响,验证了模型的有效性和可参考性。

关键词：独立直流微电网日前调度信息间隙决策理论(IGDT) 广义储能柔性负荷不确定性

基于空间感知和特征增强的三维点云分类与分割研究

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光电子．激光 2024年第7期35卷 753-760页

作者：方银张惊雷文彪天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384

针对直接处理点云数据的深度神经网络PointNet++无法充分学习点云形状信息的问题,提出一种融合空间感知模块和特征增强模块(spatial awareness and feature enhancement,SAFE)的三维点云分类与分割方法(SAFE-PointNet++)。首先,设计了... 详细信息

针对直接处理点云数据的深度神经网络PointNet++无法充分学习点云形状信息的问题,提出一种融合空间感知模块和特征增强模块(spatial awareness and feature enhancement,SAFE)的三维点云分类与分割方法(SAFE-PointNet++)。首先,设计了空间感知(spatial awareness,SA)模块,使特征提取网络在特征升维时融合了包含空间结构的权重信息,增强了特征在空间上的表现力。其次,设计了特征增强(feature enhancement,FE)模块,通过把增强后的几何信息和附加信息拆分并分别进行编码,达到充分利用点云附加信息的目的。实验结果表明,在ModelNet40和S3DIS数据集上,SAFE-PointNet++与其他10种经典网络相比具有更高的分类和分割精度。

关键词：三维点云空间感知(SA) 特征增强(FE) 分类与分割

基于交叉自注意力机制的LiDAR点云三维目标检测

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光电子．激光 2024年第1期35卷 75-83页

作者：张素良张惊雷文彪天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384

针对基于深度学习的激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)点云三维(3D)目标检测对小目标的检测精度较低和噪声干扰问题,提出一种基于交叉自注意力机制的3D点云目标检测方法CSA-RCNN(cross self-attention region convolutional ... 详细信息

针对基于深度学习的激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)点云三维(3D)目标检测对小目标的检测精度较低和噪声干扰问题,提出一种基于交叉自注意力机制的3D点云目标检测方法CSA-RCNN(cross self-attention region convolutional neural network)。利用交叉自注意力(cross self-attention,CSA)同时学习点云的坐标和特征,并设计多尺度融合(multi-scale fusion,MF)模块自适应捕捉各层级多尺度特征。此外,还设计重叠采样策略对感兴趣目标区域选择性地重采样以获得更多前景点,有效降低了噪声采样。在广泛使用的KITTI数据集上进行算法性能测试,结果表明,本文方法对行人等小目标的检测精度有较大提升,平均精度均值相比PointRCNN等4种经典算法均获得提升,显著提高3D点云目标的检测性能。

关键词：三维(3D)目标检测点云交叉自注意力(CSA) 多尺度

基于模糊趋近律和扰动观测器的PMSM滑模控制

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组合机床与自动化加工技术 2024年第6期 171-174,180页

作者：李国洪丁少成天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384

为了提高永磁同步电机调速系统的响应精度、速度、鲁棒性,解决传统滑模控制中趋于滑模面时间与系统抖振相矛盾的问题,提出了一种基于模糊趋近律和扰动观测器的滑模控制。模糊趋近律根据系统轨迹与滑模切换面的距离来有效地调整切换增益... 详细信息

为了提高永磁同步电机调速系统的响应精度、速度、鲁棒性,解决传统滑模控制中趋于滑模面时间与系统抖振相矛盾的问题,提出了一种基于模糊趋近律和扰动观测器的滑模控制。模糊趋近律根据系统轨迹与滑模切换面的距离来有效地调整切换增益的大小,扰动观测器估计系统的内部参数变化和外部负载干扰,将估计值前馈补偿到速度控制器。仿真结果表明,系统快速跟踪阶跃信号,响应速度加快,系统出现扰动时,电机转速波动极小,迅速恢复稳定时间,结果表明采用基于模糊趋近律和扰动观测器的滑模控制方法能够有效地增强调速系统的鲁棒性和动态性能,并抑制系统的抖振。

关键词：永磁同步电机滑模控制模糊趋近律动态性能

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基于自抗扰控制的并网逆变器环流抑制策略

电测与仪表 2024年第9期61卷 92-100,157页

作者：周雪松尹博文天津理工大学电气工程与自动化学院天津市复杂系统控制理论与应用重点实验室天津300384

谐波交互是影响微网正常运行的主要扰动之一,为此带来的谐波谐振和谐波环流等问题备受关注。环流抑制是确保微网系统可靠工作的关键技术,为应对双闭环PI控制受扰动情况下抑制环流效果不佳,提出了一种基于自抗扰控制的多逆变器并联环流... 详细信息

谐波交互是影响微网正常运行的主要扰动之一,为此带来的谐波谐振和谐波环流等问题备受关注。环流抑制是确保微网系统可靠工作的关键技术,为应对双闭环PI控制受扰动情况下抑制环流效果不佳,提出了一种基于自抗扰控制的多逆变器并联环流抑制策略,由线性扩张状态观测器对扰动进行估计并进行反馈补偿,配合独有的带宽法调参改善多逆变器并联均流控制效果。文章的主要内容是:建立了逆变器拓扑结构,进行环流的数学物理机理分析,通过两台逆变器并联在并网情况下的MATLAB仿真,证明了并联系统在扰动存在的条件下,自抗扰控制对环流有较好的抑制能力,使系统有很好的动态响应性能和均流效果,提高了并联系统的抗扰能力和可靠性。

关键词：微网并联并网环流抑制自抗扰控制

计及多重需求响应的综合能源系统多时间尺度低碳运行

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电力工程技术 2024年第2期43卷 21-32页

作者：吴艳娟张亦炫王云亮天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384 天津市新能源电力变换传输与智能控制重点实验室天津300384

为挖掘需求侧资源响应潜力,文中提出一种计及多重需求响应的综合能源系统(integrated energy system,IES)多时间尺度低碳调度策略。首先,考虑到需求侧资源在不同时间尺度下的响应差异性,建立计及价格型和激励型的多重综合需求响应(integ... 详细信息

为挖掘需求侧资源响应潜力,文中提出一种计及多重需求响应的综合能源系统(integrated energy system,IES)多时间尺度低碳调度策略。首先,考虑到需求侧资源在不同时间尺度下的响应差异性,建立计及价格型和激励型的多重综合需求响应(integrated demand response,IDR)模型。然后,为减少源、荷预测误差对IES运行的影响,分别构建日前低碳经济调度模型和日内双时间尺度滚动优化平抑模型。最后,算例仿真设置不同场景进行对比分析。结果表明,相比传统IDR,多重IDR能有效挖掘用户响应潜力,提升系统经济性。此外,计及多重IDR的多时间尺度调度策略能有效缓解源、荷误差带来的功率波动并降低系统碳排放量,实现IES低碳、经济和稳定运行。

关键词：综合能源系统(IES) 综合需求响应(IDR) 氢能多时间尺度低碳优化响应差异性

基于奖惩阶梯型碳价机制的能源枢纽低碳优化策略

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电力工程技术 2024年第3期43卷 88-98页

作者：吴艳娟靳鹏飞刘长铖王云亮天津理工大学电气工程与自动化学院天津300384 天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384 天津市新能源电力变换传输与智能控制重点实验室天津300384

为进一步降低碳排放水平以及源-荷不确定性对系统运行的影响,文中提出一种基于奖惩阶梯型碳价机制和分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)的能源枢纽(energy hub,EH)日前-日内-实时多时间尺度低碳优化调度策... 详细信息

为进一步降低碳排放水平以及源-荷不确定性对系统运行的影响,文中提出一种基于奖惩阶梯型碳价机制和分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)的能源枢纽(energy hub,EH)日前-日内-实时多时间尺度低碳优化调度策略。引入奖惩阶梯型碳价计算方法,构建EH日前低碳优化调度模型,并制定基于DMPC的日内滚动和实时调整的反馈闭环优化策略,降低源-荷预测误差,提高传统模型预测控制(model predictive control,MPC)的求解效率。在日内阶段,构建以阶梯型碳成本、运行成本和储能调整惩罚成本之和最小为目标的日内滚动优化模型;在实时阶段,分解整体优化问题,建立基于DMPC的多智能体实时调整模型。算例结果表明,文中所提策略能够有效提升系统经济效益,降低源-荷不确定性,实现EH的低碳经济、稳定可靠运行。

关键词：能源枢纽(EH) 碳交易多时间尺度低碳经济调度分布式模型预测控制(DMPC) 综合能源系统(IES) 多目标优化

基于改进YOLOv4-Tiny的指针仪表自动读取方法

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计算机应用与软件 2024年第8期41卷 196-202,218页

作者：邵磊陈培栋孙文涛李超刘宏利天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津理工大学电气电子工程学院天津300384

为了提高对指针仪表识别的准确率与泛化能力,提出一种基于改进YOLOv4-Tiny的指针仪表自动读取方法。该方法一级模型基于YOLOv4-Tiny算法,提取指针仪表表盘区域以及仪表分类,并通过加深主干特征提取网络、增加FPN(Feature Pyramid Networ... 详细信息

为了提高对指针仪表识别的准确率与泛化能力,提出一种基于改进YOLOv4-Tiny的指针仪表自动读取方法。该方法一级模型基于YOLOv4-Tiny算法,提取指针仪表表盘区域以及仪表分类,并通过加深主干特征提取网络、增加FPN(Feature Pyramid Networks)结构与检测头、使用PreLU(Parametric Rectified Linear Unit)激活函数,提高原YOLOv4-Tiny模型的检测精度。二级读数算法通过(PPHT)累计概率霍夫变换和最小二乘法拟合指针,通过斜率推导仪表读数。实验结果表明,改进方法能够有效、准确地完成对指针仪表的读取,改进的YOLOv4-Tiny模型相比于原模型F1分数提升了10.65百分点,达到了93.31%,FPS达到了192,整体识别准确率达到了99.36%。

关键词：目标检测指针仪表识别 YOLO PReLU FPN