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电磁悬浮系统的改进线性自抗扰控制方法

电机与控制学报 2024年第1期28卷 131-141页

作者：杨杰杨星高涛胡海林江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院江西赣州341000 江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000

单点电磁悬浮系统是常导电磁磁浮列车悬浮系统的关键控制单元。针对单点电磁悬浮系统因强干扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种改进型线性自抗扰控制(LADRC)方法。首先,基于电磁悬浮结构及原理建立了单点悬浮系统线性化模型,并对... 详细信息

单点电磁悬浮系统是常导电磁磁浮列车悬浮系统的关键控制单元。针对单点电磁悬浮系统因强干扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种改进型线性自抗扰控制(LADRC)方法。首先,基于电磁悬浮结构及原理建立了单点悬浮系统线性化模型,并对系统稳定性进行了分析。其次,基于自抗扰控制方法设计位置外环控制器以及基于PI调节器的电流内环控制器,对线性扩张状态观测器进行改进,设计两级级联的线性扩张状态观测器提高扰动估计精确度及速度,进而提高LADRC中扩张状态观测器对系统扰动的估计能力,并在频域上分析了改进型LADRC扰动估计性能和抑制能力的优越性。最后,搭建实验环境,对改进线性自抗扰控制方法的有效性进行验证。实验结果表明,所提的改进型LADRC不仅具有良好的位置跟踪性能,同时相比传统LADRC具有更强的抗扰动能力。

关键词：单点电磁悬浮系统线性自抗扰控制级联扩张状态观测器观测精确度频域分析抗扰性能

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切换拓扑下二阶多智能体混合事件触发固定时间一致性

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控制与决策 2024年

作者：王加朋杨家宁罗家祥河南理工大学电气工程与自动化学院河南省智能装备直驱技术与控制国际联合实验室华南理工大学自动化科学与工程学院

对任意切换拓扑下含未知干扰的二阶多智能体系统,基于反步法提出了一种新的混合事件触发固定时间一致性控制方法.首先,提出一种结合动态事件触发条件和静态事件触发条件的新型混合事件触发机制,该机制在系统瞬态响应阶段,基于辅助变量... 详细信息

对任意切换拓扑下含未知干扰的二阶多智能体系统,基于反步法提出了一种新的混合事件触发固定时间一致性控制方法.首先,提出一种结合动态事件触发条件和静态事件触发条件的新型混合事件触发机制,该机制在系统瞬态响应阶段,基于辅助变量的幂次项设计新的动态事件触发条件,可以根据智能体的测量误差和速度误差的变化而自适应地动态调整触发阈值,从而自组织地减少了事件触发次数;在系统稳态响应阶段,采用静态事件触发条件,基于适当固定阈值能够减少该阶段不必要的触发次数,有效克服动态变量稳定后触发阈值太小的问题.其次,根据多共同Lyapunov函数分两阶段证明了所提方法和给出的一致性充分条件能够保证二阶多智能体系统在任意切换拓扑下实现实际固定时间一致性.然后,通过设计含双曲正切函数的测量误差的可导性证明了系统排除Zeno行为.最后数字仿真结果验证了所提控制方法的有效性和优越性.

关键词：二阶多智能体固定时间混合事件触发切换拓扑反步法

多簧片结构的磁保持继电器多物理场刚柔耦合仿真模型建立和实验分析

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3192-3205页

作者：赵靖英李宁张雪辉赵正元河北工业大学电气工程学院天津300401 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401 西安铁路信号有限责任公司西安710010

多簧片结构的磁保持继电器衔铁转动引起的触点碰撞、弹跳现象使运动过程复杂,静、动态特性理论分析和仿真模型建立困难。以某型号多簧片结构的磁保持继电器为研究对象,理论分析结构拓扑及工作机理,考虑触点间切入深度,引入狄拉克函数和... 详细信息

多簧片结构的磁保持继电器衔铁转动引起的触点碰撞、弹跳现象使运动过程复杂,静、动态特性理论分析和仿真模型建立困难。以某型号多簧片结构的磁保持继电器为研究对象,理论分析结构拓扑及工作机理,考虑触点间切入深度,引入狄拉克函数和赫维赛德函数,解决簧片受力分散及触点由于碰撞、弹跳引起的作用力不连续问题;将簧片等效为悬臂梁,基于欧拉-伯努利梁理论建立触簧系统三簧片分段耦合动力学模型。利用Ansys Maxwell引入基于误差的自适应网格划分方法求解电磁机构静态特性;考虑触簧系统簧片运动变形效应,通过ADAMS基于模态理论,构建刚柔耦合动力学仿真模型。基于分段动力学思想,搭建电-磁-机械运动多物理场刚柔耦合仿真模型。利用高速摄像机、电流探头等设计磁保持继电器实验方案,搭建实验平台,测试并分析磁保持继电器触点吸合运动时间、触点压力、弹跳时间、线圈电流,并分析人工装配簧片引起触点压力不同使继电器动作过程存在的不一致性问题,验证该文所提多簧片结构的磁保持继电器特性分段耦合分析方法和多物理场刚柔耦合仿真模型的有效性。

关键词：磁保持继电器多簧片结构碰撞弹跳分段耦合动力学模型多物理场刚柔耦合

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LCL型并网逆变器电流控制稳定性分析

现代电子技术 2015年第16期38卷 141-144,148页

作者：成林俞刘红文丹丹温州大学电气数字化设计技术浙江省工程实验室浙江温州325035 浙江埃菲生能源科技有限公司浙江温州325032

在LCL型光伏并网逆变器中,电流控制器的比例控制系数设计不合理易造成系统不稳定,甚至损坏逆变器。对采用逆变侧电感电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器进行数学建模,运用Routh-Hurwitz稳定性判据基于系统离散化模型进行稳定性分析,可... 详细信息

在LCL型光伏并网逆变器中,电流控制器的比例控制系数设计不合理易造成系统不稳定,甚至损坏逆变器。对采用逆变侧电感电流反馈的LCL型三相光伏并网逆变器进行数学建模,运用Routh-Hurwitz稳定性判据基于系统离散化模型进行稳定性分析,可求得比例控制系数的精确范围。分析逆变侧电感、滤波电容以及网侧电感的取值与比例控制系数的关系,探讨滤波电感和电容的取值对系统稳定性的影响。通过Matlab仿真及在50 k W光伏逆变器实验平台上进行测试,验证了所进行的稳定性分析的正确性。

关键词：逆变器电流控制器稳定性判据比例控制

基于多感受野特征增强的改进EfficientDet遥感目标检测算法

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电光与控制 2024年第7期31卷 53-60,96页

作者：张润梅贾振楠李佳祥吴路路徐信芯袁彬安徽建筑大学机械与电气工程学院合肥230000 安徽省工程机械智能制造重点实验室合肥230000 陕西省高速公路施工机械重点实验室西安710000 安徽省仿真设计与现代制造工程技术研究中心安徽芜湖241000 安徽工程大学安徽芜湖241000

针对遥感图像目标检测中小目标检测精度低、目标密集和尺度形态多样等问题,在轻量化网络EfficientDet-D0目标检测算法的基础上,在加权双向特征金字塔网络(BiFPN)进行特征融合时加入小尺度以及高一级尺度的中间信息,对BiFPN网络进行重构... 详细信息

针对遥感图像目标检测中小目标检测精度低、目标密集和尺度形态多样等问题,在轻量化网络EfficientDet-D0目标检测算法的基础上,在加权双向特征金字塔网络(BiFPN)进行特征融合时加入小尺度以及高一级尺度的中间信息,对BiFPN网络进行重构,充分利用不同尺度信息,提高多尺度目标检测精度;同时在BiFPN中加入融合空洞卷积和快速归一化融合方法的特征增强模块,补强因特征图缩放所丢失的特征信息,进一步提高检测精度;另外,采用参数动态的Dynamic ReLU激活函数对原始网络中的参数静态的Swish激活函数进行改进。改进EfficientDet算法在不影响轻量化特点的前提下,对公开数据集Pascal VOC的目标检测平均精度均值(mAP)相较于原始算法提升11.9个百分点,亦优于其他目标检测算法。针对遥感图像数据集RSOD,通过Imgaug数据增强库对已有的936幅遥感图像数据集进行数据增广,利用改进模型进行迁移学习,未进行数据增广和增广后的目标检测结果分别为88.38%和96.78%,证明所提算法可以满足实际应用中对遥感图像目标的检测要求。

关键词：深度学习遥感图像目标检测 EfficientDet 多尺度特征融合特征增强模块 Dynamic ReLU

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分布式光伏并网逆变器自适应控制策略

电力电子技术 2015年第7期49卷 27-28,46页

作者：成林俞戴瑜兴刘红周稳电气数字化设计技术浙江省工程实验室温州大学浙江温州325035 浙江埃菲生能源科技有限公司浙江温州325032

分布式光伏并网发电系统的电网环境复杂多变,并网逆变器采用控制参数固定不变的比例积分(PI)控制策略难以保证其在各种电网环境下都能稳定运行。这里在传统控制策略的基础上提出一种调制电压为电网电压前馈加上电流给定与电流反馈线性... 详细信息

分布式光伏并网发电系统的电网环境复杂多变,并网逆变器采用控制参数固定不变的比例积分(PI)控制策略难以保证其在各种电网环境下都能稳定运行。这里在传统控制策略的基础上提出一种调制电压为电网电压前馈加上电流给定与电流反馈线性组合的自适应控制策略,其电流给定系数与电流反馈系数能根据电网环境自适应调整变化。使用利亚普若夫理论证明了该新型控制策略的稳定性,并用Matlab仿真和实际工程实验进一步证明该控制策略效果理想。

关键词：并网逆变器自适应控制电流给定电流反馈

考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄机组综合惯量调频控制

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电力系统自动化 2024年第16期48卷 88-98页

作者：成昕雨王丹李文浩毛承雄强电磁技术全国重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 华中科技大学电气与电子工程学院湖北省武汉市430074

当系统出现频率跌落时,变速抽蓄机组可大幅降低转速、迅速释放转子动能,从而为系统提供惯量支撑,但目前已有的调频方案未能有效发挥变速抽蓄机组的这一优势。为充分利用转子动能,提出一种考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄机组综合惯量... 详细信息

当系统出现频率跌落时,变速抽蓄机组可大幅降低转速、迅速释放转子动能,从而为系统提供惯量支撑,但目前已有的调频方案未能有效发挥变速抽蓄机组的这一优势。为充分利用转子动能,提出一种考虑不对称转速边界约束的变速抽蓄机组综合惯量调频控制策略。首先,从变速抽蓄机组的有功支撑特性和不对称转速约束条件出发,得出适用于变速抽蓄机组的最优频率控制结构,该结构中包含两个时间常数不同的虚拟惯量控制环节。然后,分析各惯量控制环节的作用并整定相关参数。在此基础上,计及变速抽蓄机组运行特性与电力系统调频需求,设计了变速抽蓄机组不对称综合惯量控制策略,使得机组转速降低时可以为系统提供更大的惯量支撑。仿真结果表明,所提调频策略能够充分发挥变速抽蓄机组的优势,维持系统频率稳定。

关键词：变速抽蓄机组综合惯量控制频率调节惯量支撑转子动能

基于分子动力学的芳纶/功能化碳纳米管复合材料体系热力学性能模拟

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电工技术学报 2024年第5期39卷 1510-1523页

作者：张文琦范晓舟李宇轩庾翔律方成华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 华北电力大学河北省输变电安全防御重点实验室保定071003

对位芳纶绝缘纸以其优异的介电性能、力学性能在电气绝缘领域得到广泛应用。为探究不同功能化碳纳米管与对位芳纶共掺的复合材料热力学性能,该文通过分子动力学模拟方法建立了对位芳纶分子体系模型、未功能化碳纳米管以及分别接枝羟基... 详细信息

对位芳纶绝缘纸以其优异的介电性能、力学性能在电气绝缘领域得到广泛应用。为探究不同功能化碳纳米管与对位芳纶共掺的复合材料热力学性能,该文通过分子动力学模拟方法建立了对位芳纶分子体系模型、未功能化碳纳米管以及分别接枝羟基、羧基和氨基官能团的芳纶/功能化碳纳米管复合体系模型。在Materials Studio和LAMMPS中计算了复合材料热导率、玻璃化转变温度、力学性能、结构参数及相对介电常数。结果表明,芳纶复合材料体系各项性能均有不同幅度提升。芳纶/羧基化碳纳米管(PPTA/CNT—COOH)的热导率较掺杂前提升了75.4%,玻璃化转变温度提升了43.29 K。芳纶/羟基化碳纳米管(PPTA/CNT—OH)和芳纶/氨基化碳纳米管(PPTA/CNT—NH2)的热导率依次提升70.2%和63.2%。在力学性能上,复合材料比掺杂前的弹性模量平均增强30%以上,剪切模量增强15%以上。通过计算体系结构参数,从均方位移、自由体积占比、氢键数量与结合强度等分子层面阐释了材料性能增强的内在机理,最终发现PPTA/CNT—COOH在热力学性能上较其他掺杂体系提升最为明显,且碳纳米管的掺入未对材料介电常数引起较大改变,所得结果可为对位芳纶复合绝缘材料的掺杂设计、性能调控提供理论支持。

关键词：电气绝缘芳纶功能化碳纳米管分子动力学热力学性能

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交直流混合微电网中储能变流器无缝切换策略

电力系统自动化 2016年第10期40卷 84-89页

作者：毕大强周稳戴瑜兴李显国清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084 电气数字化设计技术浙江省工程实验室温州大学浙江省温州市325035

设计了一种交直流混合微电网结构,分析了储能变流器在该微电网平台结构中的作用,重点研究了并网切换孤岛、孤岛切换并网的过程。针对不同工况互相切换过程中存在的问题,提出了储能变流器无缝切换策略,包含并网切换孤岛过程补偿算法与孤... 详细信息

设计了一种交直流混合微电网结构,分析了储能变流器在该微电网平台结构中的作用,重点研究了并网切换孤岛、孤岛切换并网的过程。针对不同工况互相切换过程中存在的问题,提出了储能变流器无缝切换策略,包含并网切换孤岛过程补偿算法与孤岛切换并网过程预同步方法。实现了两种工作模式间的无缝切换,变流器输出电压电流平滑过渡。仿真与实验结果验证了所提方法的有效性与可靠性。

关键词：微电网(微网) 储能变流器无缝切换并网/孤岛运行