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基于二型模糊控制的无人艇航向航速控制系统设计与试验

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中国舰船研究 2024年第1期19卷 90-97页

作者：何姝熊颖郡肖玲君雷涛朱曼深圳市宇驰检测技术股份有限公司广东深圳518055 武汉理工大学智能交通系统研究中心湖北武汉430063

[目的]针对水上复杂多变的环境给无人艇(USV)控制带来的不确定性干扰,提出基于二型模糊控制算法的USV航向航速控制器,并运用所提算法研制一套智能自主稳健的控制系统。[方法]构建USV航向航速运动特性模型,利用递推最小二乘法(RLS)对航... 详细信息

[目的]针对水上复杂多变的环境给无人艇(USV)控制带来的不确定性干扰,提出基于二型模糊控制算法的USV航向航速控制器,并运用所提算法研制一套智能自主稳健的控制系统。[方法]构建USV航向航速运动特性模型,利用递推最小二乘法(RLS)对航向航速运动特性模型进行参数辨识,基于辨识的航向航速运动特性模型分别设计二型模糊控制算法和滑模控制算法,并进行实艇验证试验。[结果]结果表明,相较于滑模控制算法,二型模糊控制算法在控制USV时表现出了较好的鲁棒性,具有较理想的抗干扰能力,但在实时响应方面略长。[结论]研究结果可为在不确定干扰环境下的USV运动控制提供参考。

关键词：无人艇航向航速控制递推最小二乘法二型模糊控制

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过滤器全价值管理及智能诊断预测分析

今日制造与升级 2024年第5期 44-46页

作者：刘学敏陈晟张艺竹高帆朱博宇延锋彼欧武汉汽车外饰系统有限公司湖北武汉430000

文章针对汽车涂装行业喷房文丘里及空调箱所使用过滤器的全面价值管理、使用寿命和成本控制难等行业难题,利用Minitab软件进行其影响因子系统性分析,并借助工厂本地的SCADA系统作为数据采集和边缘计算节点,结合时间序列算法模型,实现过... 详细信息

文章针对汽车涂装行业喷房文丘里及空调箱所使用过滤器的全面价值管理、使用寿命和成本控制难等行业难题,利用Minitab软件进行其影响因子系统性分析,并借助工厂本地的SCADA系统作为数据采集和边缘计算节点,结合时间序列算法模型,实现过滤器全生命周期影响因子分析、潜能寿命预测分析开发及最大效益利用,确保过滤器的实时压差可追溯、更换寿命可延长,实现多工厂的过滤器成本智能对标分析管理,最终体现在财务效益上,可以推广至所有使用过滤器的行业,经济和社会效益显著。

关键词：六西格玛数据采集边缘计算时间序列模型追溯预测分析

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基于冲刷指数的雨水管渠冲刷淤积分析

给水排水 2024年第1期50卷 129-135页

作者：周毅龚媛媛汪志慧李璟冉冯慧娟武汉大学土木建筑工程学院武汉430072 海绵城市建设水系统科学湖北省重点实验室(武汉大学) 武汉430072 中国市政工程中南设计研究总院有限公司武汉430010

流速、雷诺数、充满度等单因素指标虽然与雨水管渠的冲刷和淤积量有一定的关联,但是通过单因素指标不足以全面地判断雨水管道的冲刷和淤积。在起动流速和止动流速的基础上,提出了冲刷指数的概念。结合连续非恒定流不同工况下冲刷和淤积... 详细信息

流速、雷诺数、充满度等单因素指标虽然与雨水管渠的冲刷和淤积量有一定的关联,但是通过单因素指标不足以全面地判断雨水管道的冲刷和淤积。在起动流速和止动流速的基础上,提出了冲刷指数的概念。结合连续非恒定流不同工况下冲刷和淤积量模拟,计算了流速、雷诺数、充满度、冲刷指数4个因素与冲刷量的灰色关联度,其关联度大小依次为:冲刷指数>雷诺数>充满度>流速。根据不同工况的恒定流模型实验的结果,其关联度大小依次为:冲刷指数>>流速>雷诺数>充满度。可以认为,在恒定流与非恒定流工况下,冲刷量和冲刷指数有显著的强相关性,冲刷指数能代替具体的冲刷量计算实现对冲刷程度和趋势的合理判断。

关键词：雨水管道沉积物流速雷诺数充满度灰色关联度

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基于降维模型的电池包温度估算分析

汽车实用技术 2024年第1期49卷 21-26页

作者：王强龚义朝智新科技股份有限公司湖北武汉430056 东风时代(武汉)电池系统有限公司湖北武汉430100

传统用于估算电池包温度的方法,常采用三维仿真计算,一般都存在建模周期长、求解难度大、结论数据量大等问题。不仅对软硬件平台有着特殊要求,而且无法满足高实时性的应用场景。因此,开展了基于降维模型的电池包温度估算分析,首先搭建... 详细信息

传统用于估算电池包温度的方法,常采用三维仿真计算,一般都存在建模周期长、求解难度大、结论数据量大等问题。不仅对软硬件平台有着特殊要求,而且无法满足高实时性的应用场景。因此,开展了基于降维模型的电池包温度估算分析,首先搭建了一个等效一维离散传热模型,将偏微分方程简化为常微分方程,然后进行数值离散,将常微分方程转化为差分方程,再引入插值格式、边界条件、控制策略,最终完成瞬态递推求解。模型中引入三个修正参数对电池包最低、平均、最高估算温度进行修正,结果表明,降维模型计算求解速度快,修正前计算结果最大误差在2℃左右,修正后计算结果最大误差可控制在1℃以内。因此,电池包温度的降维简化计算可行,在保证精度的前提下,提高了计算效率,为后续锂电池包温度多场景应用提供了条件。

关键词：电池包降维模型温度估算传热模型

基于模糊神经网络的微电网荷储协调智能控制方法

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高电压技术 2024年第7期50卷 3019-3028,I0010,I0011页

作者：牛焕娜窦伟李春毅钱立井天军陈卫东中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 武汉天马微电子有限公司武汉430070 广西电网有限责任公司电力科学研究院南宁530023

针对传统比例-积分-微分(proportional integral derivative,PID)控制和模型论控制方法难以应对新型电力系统背景下微电网面临的运行场景复杂多变的问题,提出了基于模糊神经网络的微电网荷储协调智能控制方法。首先确定了微电网模糊控... 详细信息

针对传统比例-积分-微分(proportional integral derivative,PID)控制和模型论控制方法难以应对新型电力系统背景下微电网面临的运行场景复杂多变的问题,提出了基于模糊神经网络的微电网荷储协调智能控制方法。首先确定了微电网模糊控制输入及输出变量,以平抑净负荷波动及减少储能充放电频次为目的,将微电网控制经验总结成模糊规则表,采用神经网络深度学习算法修正模糊控制模型的隶属度函数中心、宽度和输出权重来提高模型的自适应能力,从而制定了可调控负荷和储能的功率控制系数;进而针对模糊神经网络控制输出的负荷调控需求量在各可调控负荷间分配的问题,提出了基于灵活性供给指标排序的负荷调控优先级选择方法,最终完成了微电网系统储能单元和可调控负荷控制策略的制定。某典型微电网系统算例仿真结果表明,所提方法制定的各可调控负荷与储能控制策略能在避免储能频繁和过度充放电的同时,在并网状态下有效减弱并网功率对上级电网造成的随机扰动,在孤岛状态下能够有效平抑系统功率波动,提升系统运行稳定性。

关键词：模糊神经网络微电网智能控制净负荷波动荷储协调

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岩溶地区高面板坝渗流特性与防渗安全评价

岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 481-494页

作者：袁晶晶陈益峰胡冉杨志兵王国辉徐建华武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室湖北武汉430072 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410014 湖北能源集团溇水水电有限公司湖北恩施445801

江坪河面板堆石坝是一座修建于岩溶峡谷地区的200 m级高坝工程,在其建设和蓄水运行过程中,出现面板开裂及坝基局部渗压异常现象,工程防渗安全亟待评估。采用检查孔压水试验、反演分析和互相关分析等方法,研究大坝及坝基在蓄水运行过程... 详细信息

江坪河面板堆石坝是一座修建于岩溶峡谷地区的200 m级高坝工程,在其建设和蓄水运行过程中,出现面板开裂及坝基局部渗压异常现象,工程防渗安全亟待评估。采用检查孔压水试验、反演分析和互相关分析等方法,研究大坝及坝基在蓄水运行过程中的渗流特性,系统评价大坝面板和坝基帷幕的防渗性能,揭示帷幕后坝基局部异常高渗压的成因机制。结果表明:大坝面板经防渗处理后,渗透系数较设计值增大3.6倍,但防渗性能满足大坝长期安全运行要求;岩溶坝基防渗处理质量达到设计标准,坝基渗漏量控制在合理范围内;左右两岸坝基帷幕后局部异常高渗压现象分别由断层和地层接触带的溶蚀作用产生,库水位变化产生的压力波动通过溶蚀通道快速向下游传导,防渗帷幕虽有效限制库水向下游的渗漏,但不能完全抑制压力向下游的传导,从而在溶蚀通道附近形成局部渗压异常升高现象。研究成果对江坪河水电站枢纽工程竣工验收及安全鉴定具有重要指导意义。

关键词：水利工程岩溶坝基渗流特性防渗安全面板堆石坝反演分析

面向直流受端新型电力系统暂态电压稳定的紧急控制策略

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 195-202页

作者：李轻言林涛杜蕙付希越李君徐遐龄李大虎饶渝泽交直流智能配电网湖北省工程中心湖北武汉430000 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 国家电网公司华中分部湖北武汉430077 国网湖北省电力有限公司湖北武汉430077

在直流受端新型电力系统中,新能源电源及直流的接入导致同步机开机减少,动态无功功率相对紧张,暂态电压失稳风险显著增大。为高效快速获取紧急控制策略,即直流电流控制方案,并使其适应不同的电网运行方式和故障场景,尤其是电网拓扑结构... 详细信息

在直流受端新型电力系统中,新能源电源及直流的接入导致同步机开机减少,动态无功功率相对紧张,暂态电压失稳风险显著增大。为高效快速获取紧急控制策略,即直流电流控制方案,并使其适应不同的电网运行方式和故障场景,尤其是电网拓扑结构的变化,基于图卷积神经网络(GCN)对常规深度强化学习模型深度确定性决策梯度(DDPG)的网络结构进行改造,构建了GCN-DDPG融合模型。在此基础上,引入双评价网络机制和评价网络与动作网络非同步更新策略以提升算法效果。进一步地,在应用方面,基于GCN-DDPG融合模型构建紧急控制模型并将其下达至安控主站,安控主站将依据电网实际运行方式和故障等信息,对紧急控制策略进行在线量化计算,并发送至直流控保系统执行。最后,通过改造的IEEE 14节点系统验证所提方法的有效性和优越性。

关键词：高压直流输电直流受端新型电力系统暂态电压稳定紧急控制电流控制方案 DDPG GCN

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大体积混凝土BIM智能温控系统及方法研究

铁道工程学报 2024年第9期41卷 77-80,86页

作者：王伟刘幸福刘爱林中铁大桥局集团有限公司武汉430034 桥梁智能与绿色建造全国重点实验室武汉430034

研究目的:针对超高主塔大体积混凝土在施工过程中易因混凝土温度超限导致裂缝的问题,研究BIM智能温度控制系统及方法,选择REVIT软件建模并与大数据平台二次集成开发,利用4G无线网络通信设备、工业集成软件服务器和计算机等建立智能温控... 详细信息

研究目的:针对超高主塔大体积混凝土在施工过程中易因混凝土温度超限导致裂缝的问题,研究BIM智能温度控制系统及方法,选择REVIT软件建模并与大数据平台二次集成开发,利用4G无线网络通信设备、工业集成软件服务器和计算机等建立智能温控系统,并搭载人工智能控制算法,进行大体积混凝土全过程温度的超前预测和智能决策。研究结论:(1)建立了大体积混凝土原材料及出机温度监控子系统、混凝土入模及硬化过程温度监控子系统,通过4G无线传输接收测温元件数据,对混凝土施工全过程温度进行动态监测;(2)在BIM模型中标记测温点位置和同步直观反映温度变化,并进行超限预警;(3)对大体积混凝土的出机温度、入模温度及硬化过程温度进行超前预测和智能决策,提供原材料温度控制、水冷系统控制等系列决策手段,确保施工过程温度满足规范要求;(4)本文所述控制系统及方法已成功应用于马鞍山公铁两用长江大桥超高主塔大体积混凝土温控中,取得良好应用效果。

关键词： BIM 二次集成超高主塔智能温控系统超前预测智能决策入模温度

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孤网模式下水电机组智能鲁棒控制

电力系统保护与控制 2024年第14期52卷 111-120页

作者：陈金保张智郑阳王俊青肖志怀李广湖北省智慧水电技术创新中心湖北武汉430000 中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443002 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072

针对孤网模式下水电机组PID控制策略鲁棒性差的缺点,设计了适用于非线性水轮机调节系统(hydraulic turbine regulating system,HTRS)的基于状态动态测量、反馈线性化和改进黏菌算法(improved slime mold algorithm,ISMA)的智能鲁棒控制... 详细信息

针对孤网模式下水电机组PID控制策略鲁棒性差的缺点,设计了适用于非线性水轮机调节系统(hydraulic turbine regulating system,HTRS)的基于状态动态测量、反馈线性化和改进黏菌算法(improved slime mold algorithm,ISMA)的智能鲁棒控制器(intelligentrobustcontroller,IRC),以实现对水电站全工况实时最优控制。首先,充分考虑水轮机非线性、随动系统限速环节和高阶发电机特性,构建非线性、复杂HTRS数值仿真模型,并引入系统跟踪偏差的积分,推导出了孤网模式下考虑系统跟踪偏差的HTRS高阶状态空间方程模型。然后,结合高阶状态空间方程和H∞控制实现了HTRS鲁棒控制。进一步,基于ISMA对H∞控制器参数进行智能寻优。最后,结合某电站真实数据构建非线性、复杂HTRS仿真平台,验证了所提控制策略对系统参数和工况的敏感性、频率扰动下的强鲁棒性。

关键词：水电机组孤网模式 H_∞控制改进黏菌算法智能鲁棒控制