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电动缸举升伺服机构高精度复合控制策略

控制与决策 2024年第6期39卷 1897-1908页

作者：万子平马丽莎任广安袁志华李宝宇范大鹏国防科技大学智能科学学院长沙410073 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

针对电动缸举升机构的高精度伺服控制的现实需求,提出结合辨识伺服环路和差分激励信号的一种基于限定记忆区间的循环最小二乘法(CLS)以及基于迭代控制器参数和观测器参数的一种变参数比例积分控制器(VPI)结合基于卡尔曼滤波器的变参数... 详细信息

针对电动缸举升机构的高精度伺服控制的现实需求,提出结合辨识伺服环路和差分激励信号的一种基于限定记忆区间的循环最小二乘法(CLS)以及基于迭代控制器参数和观测器参数的一种变参数比例积分控制器(VPI)结合基于卡尔曼滤波器的变参数比例多重积分观测器(VPMISAKF)的复合控制策略.实验结果表明:相比于最小二乘法,CLS辨识法辨识拟合的惯量和阻尼均方根误差分别下降93.61%和82.39%;相比于PI控制器,VPI结合VPMISAKF的复合控制策略使得系统的阶跃响应拟合度在空载和带载工况下分别提高至0.994和0.991;相比于VPI控制器,VPI结合VPMISAKF的复合控制策略使得系统的正弦响应误差在空载和带载工况下分别降低88.89%和86.45%.CLS辨识法和VPI结合VPMISAKF的复合控制策略对电动缸举升机构的高精度伺服控制具有一定的参考意义.

关键词：电动缸举升机构 CLS辨识法 VPI控制器 VPMISAKF观测器

变化负载下全桥LLC谐振变换器参数优化设计

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广西师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王党树孙龙董振贾如琳杨黎康吴家驹王新霞西安科技大学理学院西安科技大学电气与控制工程学院

LLC谐振变换器在软开关特性方面有一定的局限性，针对可变负载条件下LLC谐振变换器软开关特性不稳定的问题，本文结合ZVS/ZCS边界推导了软开关约束条件，提出了一套基于全桥LLC谐振变换器变化负载下参数优化设计方法，以提高系统的稳定... 详细信息

LLC谐振变换器在软开关特性方面有一定的局限性，针对可变负载条件下LLC谐振变换器软开关特性不稳定的问题，本文结合ZVS/ZCS边界推导了软开关约束条件，提出了一套基于全桥LLC谐振变换器变化负载下参数优化设计方法，以提高系统的稳定性和效率。方案不仅考虑了谐振电感、电容和变压器的参数优化，还充分考虑了负载变化对软开关行为的影响。介绍了全桥LLC谐振变换器的工作原理，对电压增益与谐振网络阻抗特性进行了较为细致的分析。根据上述设计方案搭建了一台500W的车载充电机试验样机，在实验室条件下对样机进行测试。结果表明试验样机整机在参数优化后效率有所提升，最高效率可达96.36%。

关键词： LLC谐振变换器可变负载软开关参数优化谐振网络

基于迁移学习与本体的提升机主轴故障诊断与推理

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煤炭科学技术 2024年

作者：董飞张帝葛鲲鹏陈俊杰徐心悦安徽大学互联网学院中国矿业大学信息与控制工程学院安徽科技学院电气与电子工程学院宿迁学院信息工程学院

为克服数据驱动的提升机主轴故障诊断方法仍面临的以下挑战：因缺乏真实工况下故障样本导致的数据不平衡，变工况下数据样本分布差异大造成的故障诊断模型性能衰退以及故障诊断功能单一、缺乏对产生主轴系统故障的原因推理分析与定位，... 详细信息

为克服数据驱动的提升机主轴故障诊断方法仍面临的以下挑战：因缺乏真实工况下故障样本导致的数据不平衡，变工况下数据样本分布差异大造成的故障诊断模型性能衰退以及故障诊断功能单一、缺乏对产生主轴系统故障的原因推理分析与定位，研究一种新的提升机主轴系统故障诊断与推理方法，包括两方面：(1) 基于卷积神经网络迁移学习与域适应的轴承故障诊断。首先，将采集的轴承振动信号进行处理，利用连续小波变换分解原始振动信号并提取二维时频图；其次，为分别从源域和目标域中自适应提取深度特征，采用预训练和微调的方式进行卷积神经网络迁移学习，构建迁移卷积神经网络模型，实现源域和目标域的深度特征自适应提取；然后，提出一种新的监督域适应方法，融合可分性提升的动态联合分布适应，实现进一步缩小源域和目标域深度特征集间分布差异的同时，有效提升特征数据可分性；最后，基于域适应后的源域特征数据训练模式识别分类器，实现对目标域的故障模式识别。(2) 基于本体的提升机主轴故障知识推理。首先，通过对提升机主轴系统故障知识分析，将专业的故障知识及专家经验知识进行规范化和形式化处理，构建提升机主轴系统故障本体知识库；然后，使用语义映射方法，将故障本体知识库中的故障现象实例和基于数据驱动的故障状态识别结果关联，完成从故障模式识别到故障知识推理分析的全过程；最后，基于上述研究内容，设计开发了提升机主轴故障诊断与健康管理服务原型系统。为验证本文所提出方法的有效性，采用2种轴承故障数据集开展平衡和非平衡训练样本下的跨域故障诊断实验分析，实验结果表明本文提出的故障诊断模型能够在2种数据集下的平均故障诊断准确率分别可达98.71%和91.00%，明显优于对比模型；此外，还开展了故障知识推理的实验分析和应用验证，其结果进一步表明本文所提出主轴故障知识推理方法能够高效实现故障原因推理分析与定位。

关键词：矿井提升机故障诊断迁移学习卷积神经网络域适应本体

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一种电力变压器短路累积机械损伤评价方法

电工技术学报 2024年第8期39卷 2578-2590页

作者：欧强罗隆福李勇杨贤周腊吾西南科技大学信息工程学院绵阳621010 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 广东电网有限责任公司电力科学研究院广州510080 长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114

多次短路会逐渐积累绕组机械损伤,最终导致电力变压器损坏。然而,目前缺乏一种量化评估方法来评估此类损伤,这对电网的安全运行构成了威胁。因此,该文提出一种考虑绕组的非线性特点和累积过程的电力变压器绕组短路累积机械损伤评价方法... 详细信息

多次短路会逐渐积累绕组机械损伤,最终导致电力变压器损坏。然而,目前缺乏一种量化评估方法来评估此类损伤,这对电网的安全运行构成了威胁。因此,该文提出一种考虑绕组的非线性特点和累积过程的电力变压器绕组短路累积机械损伤评价方法,为评估绕组短路对电力变压器的影响提供了新的途径。该方法采用阻尼比和可靠性损失系数作为特征量,通过指数型曲线来模拟绕组机械弱化过程。同时考虑变压器的初始承受短路的能力、短路电流幅值和故障次数等影响因素,量化了短路损伤与绕组动态机械寿命之间的关系。此外,通过对一台110 kV电力变压器进行多次短路破坏性试验,验证了该评价方法的正确性。最后,阐述了提出的评价方法适用于不同的校核控制方法,并强调了控制阻尼比在减少累积损伤方面的积极作用。

关键词：电力变压器短路累积损伤可靠性评价

双定子无刷双馈风力发电机无速度传感器反步法直接功率控制

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太阳能学报 2024年第4期45卷 206-213页

作者：朱连成肖阳苏晓英金石陈晓红辽宁工业大学电气工程学院锦州121001 沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 辽宁科技大学电子与信息工程学院鞍山114051

针对双定子无刷双馈发电机,将内外功率绕组及内外控制绕组分别同相串联以保证电磁一致性。基于Lyapunov和Popov稳定性理论,采用反步法和模型参考自适应系统设计一种无速度传感器的反步法直接功率控制策略,利用空间矢量脉宽调制(SVPMW)... 详细信息

针对双定子无刷双馈发电机,将内外功率绕组及内外控制绕组分别同相串联以保证电磁一致性。基于Lyapunov和Popov稳定性理论,采用反步法和模型参考自适应系统设计一种无速度传感器的反步法直接功率控制策略,利用空间矢量脉宽调制(SVPMW)以固定开关频率驱动控制绕组机侧变流器IGBT,以减小功率绕组功率波动及电流总谐波畸变率。通过12/8极50 kW样机控制系统的特性仿真研究,结果表明:所提控制策略在亚同步~超同步的速度变化范围内,可实现变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率及单位功率因数控制,电流总谐波畸变率约为2%。

关键词：风电机组双定子无刷双馈发电机直接功率控制反步法最大功率跟踪模型参考自适应系统

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改进蚁群算法的火灾环境疏散路径规划研究

计算机工程与应用 2024年第8期60卷 309-319页

作者：杜云刘小雨贾科进丁力黄公发河北科技大学电气工程学院石家庄050000

针对建筑物火灾人员疏散问题,以保证火灾人员安全撤离为目标,提出火灾环境下改进蚁群算法的路径规划模型。构建方向性信息函数,当搜索方向靠近目标节点,方向性信息函数的值增大使信息素差异化;根据火灾影响程度建立火灾等级函数,使转移... 详细信息

针对建筑物火灾人员疏散问题,以保证火灾人员安全撤离为目标,提出火灾环境下改进蚁群算法的路径规划模型。构建方向性信息函数,当搜索方向靠近目标节点,方向性信息函数的值增大使信息素差异化;根据火灾影响程度建立火灾等级函数,使转移概率随着火灾等级的增大而减小,减少蚁群寻路的盲目性;通过分析火灾影响因素建立等效长度并构建启发函数,避免陷入局部最优;结合火灾等级函数自适应调整信息素挥发系数,加快了火灾路径信息素挥发速度,提升算法全局搜索能力;同时在信息素更新策略中引入奖惩系数和模糊控制,提升疏散系统的鲁棒性以及路径平滑度,并对全局信息素进行限制,以平衡算法的局部开发与全局搜索能力。经仿真实验验证,改进的蚁群算法在有无火灾的情况下都能高效地规划出疏散路线。

关键词：蚁群算法方向性信息函数等效长度模糊控制火灾人员疏散

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带时间窗的多机器人系统复杂任务路径规划

南京邮电大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 83-90页

作者：何舟刘思羽陕西科技大学电气与控制工程学院陕西西安710021 陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

针对多机器人系统在复杂任务和时间窗双重约束下的路径规划问题,通过改进蚁群算法实现满足以布尔任务给出的轨迹要求及时间窗约束的最短路径规划。首先,根据全局地图信息和布尔任务提出一种基于Dijkstra算法的预处理算法,计算任务区域... 详细信息

针对多机器人系统在复杂任务和时间窗双重约束下的路径规划问题,通过改进蚁群算法实现满足以布尔任务给出的轨迹要求及时间窗约束的最短路径规划。首先,根据全局地图信息和布尔任务提出一种基于Dijkstra算法的预处理算法,计算任务区域之间的最短路径;其次,为了提高求解质量并加快收敛速度,引入基于A∗算法的评估函数改进蚁群算法的启发信息,并结合蚂蚁回退机制,提出一种改进蚁群算法,规划满足任务和时间窗约束的最短路径;最后,通过仿真实验证明所提算法的有效性,并与现有研究进行比较,在求解质量和算法收敛性方面均优于现有方法。

关键词：多机器人系统布尔任务路径规划时间窗

面向可持续生产中多任务调度的双重增强模因算法

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自动化学报 2024年第4期50卷 731-744页

作者：卢弘王耀南乔非方遒湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 同济大学电子与信息工程学院上海201804

从经济、环境和社会3个维度,全面提升生产调度方案的可持续性具有重要意义.针对并行机生产场景,建立考虑机器指派、加工顺序、人员安排以及开关机控制等4种决策任务的调度模型.为实现对复杂决策空间的高效寻优,提出一种融合两种局部优... 详细信息

从经济、环境和社会3个维度,全面提升生产调度方案的可持续性具有重要意义.针对并行机生产场景,建立考虑机器指派、加工顺序、人员安排以及开关机控制等4种决策任务的调度模型.为实现对复杂决策空间的高效寻优,提出一种融合两种局部优化策略的双重增强模因算法(Dual-enhanced memetic algorithm, DMA)求解模型.从随机更新角度,针对不同决策任务,构造单步变邻域搜索(One-step variable neighborhood search, 1S-VNS)策略.从定向优化角度,分析目标和关键任务之间的匹配关系,提出一种可持续目标导向策略(Sustainable goals-oriented strategy, SGS).考虑到两种优化策略的不同特点,单步变邻域搜索策略作用于整个种群,目标导向策略强化种群中的精英个体,实现对输出解集的双重优化.仿真实验结果表明,双重优化策略能有效地增强算法性能,并且所提算法在非支配解的多样性和收敛性上具有优越性.

关键词：可持续生产多任务调度优化策略模因算法

二阶时滞非线性多智能体系统的事件触发一致性

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系统科学与数学 2024年第7期44卷 1841-1852页

作者：梁文豪牛兴龙兰艳亭方炜中北大学电气与控制工程学院太原030051

文章对二阶时滞非线性多智能体系统在固定有向拓扑下的领航跟随一致性问题进行研究.为节省系统的通信及计算资源,提出了一种基于事件触发机制的分布式一致性控制协议.通过给每个智能体设计相应的事件触发条件,从而有效减少了智能体间信... 详细信息

文章对二阶时滞非线性多智能体系统在固定有向拓扑下的领航跟随一致性问题进行研究.为节省系统的通信及计算资源,提出了一种基于事件触发机制的分布式一致性控制协议.通过给每个智能体设计相应的事件触发条件,从而有效减少了智能体间信息的更新频率.利用图论知识、矩阵理论以及Lyapunov稳定性理论给出多智能体系统达到领航跟随一致性的充分条件,并排除了系统的Zeno行为.最后由仿真结果验证了理论方案的可行性和有效性.

关键词：多智能体系统事件触发时滞领航-跟随一致性