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基于LSTM神经网络的牵引站电气设备耦联体系地震响应预测

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1602-1612页

作者：郭彦颜陈雅芳何畅余玉洁何紫薇蒋丽忠中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南省建筑设计院集团股份有限公司湖南长沙410208 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075

铁路牵引变电站中,软导线-电气设备耦联体系具有较强的几何非线性。为提升系统分析效率,提出一种改进的软导线-电气设备耦联体系地震响应递归预测方法。基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络与Dropout防止过拟合技术搭... 详细信息

铁路牵引变电站中,软导线-电气设备耦联体系具有较强的几何非线性。为提升系统分析效率,提出一种改进的软导线-电气设备耦联体系地震响应递归预测方法。基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络与Dropout防止过拟合技术搭建了LSTM神经网络预测模型。建立了充分考虑软导线对相邻设备的耦联作用的软导线-电气设备耦联体系理论分析模型。为验证预测模型的泛化能力,筛选出了41条在峰值、频谱和持续时间上具有较大差异的地震波。并按照递归方案,将选取的地震波以及软导线-电气设备耦联体系理论分析模型计算所得的位移响应,进行滑动切片处理,建立模型输入特征与输出响应标签的映射关系。在此基础上,利用该LSTM神经网络预测模型开展了软导线-电气设备耦联体系设备的地震位移响应预测,并采用多个评价指标进行较为全面的模型性能评估。研究结果表明:LSTM递归预测模型具有良好的地震响应预测性能,搭配Dropout技术能够有效防止模型训练过拟合,提高模型适应能力。对于差异较大的地震波数据,均能够快速预测出误差较小、相关度较高的地震响应,具有较好的准确性、高效性与泛化能力。所提方法能够较高效准确地预测任意时刻的软导线-电气设备耦联体系地震响应,为铁路牵引变电站抗震设计提供新的研究思路。

关键词：长短期记忆神经网络电气设备软导线耦联体系地震响应预测

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基于传动链仿真的发电机智能反演优化设计

湖南大学学报（自然科学版） 2023年第4期50卷 114-124页

作者：刘晓卜凡林娉婷张博郭超黄守道湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 湖南机电职业技术学院电气工程学院湖南长沙410151

提出了一种针对运行在传动链系统中的发电机智能反演优化设计方法,并以一台运行在传动链系统中的15 kW永磁同步发电机为研究对象,针对其运行效率对发电机的设计参数进行优化.首先,在充分考虑变流器侧对整个传动链系统的影响下,建立了面... 详细信息

提出了一种针对运行在传动链系统中的发电机智能反演优化设计方法,并以一台运行在传动链系统中的15 kW永磁同步发电机为研究对象,针对其运行效率对发电机的设计参数进行优化.首先,在充分考虑变流器侧对整个传动链系统的影响下,建立了面向传动链系统的协同仿真建模平台,验证了传动链的电磁设计参数与协同仿真计算平台的正确性;其次,通过方差分析从发电机的8个设计参数中选定6个敏感参数,并在选定优化变量后提出了一种基于遗传算法优化的拉丁超立方抽样方案,该抽样方案可以兼顾样本空间均匀分布与各变量维度投影的均匀性;然后,通过基于高斯随机过程的智能反演优化设计模型结合基于范围选择的多目标优化算法,获得发电机的效率与最大额定输出转矩的Pareto前沿,并针对优化后的齿槽参数进行绕组设计,结果显示优化后的效率为96.2%,对比其原始设计方案,发电机电磁损耗降低了16.8%,效率提高了0.6%;最后,通过实验验证了仿真平台的准确性,进一步说明了样本数据与优化设计的有效性.所提设计方法可针对不同规格的大型传动链系统展开优化设计,其优化方法具有一定的普适性,可用于我国海上大型传动链系统的一体化精确仿真计算与流程化优化设计.

关键词：永磁同步电机有限元分析智能反演代理模型多目标优化

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基于小样本无梯度学习的无线传感器网络分簇路由方法

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传感技术学报 2023年第8期36卷 1303-1309页

作者：汪亮陈燕红湖南机电职业技术学院电气工程学院湖南长沙410151

针对无线传感器网络由于某些样本数量较少、网络节点间剩余能量差高,导致路由分簇困难、分类准确率低的问题,提出基于小样本无梯度学习的无线传感器网络分簇路由方法。采用条件生成对抗网络处理小样本数据,在有限样本中获取更丰富的信息... 详细信息

针对无线传感器网络由于某些样本数量较少、网络节点间剩余能量差高,导致路由分簇困难、分类准确率低的问题,提出基于小样本无梯度学习的无线传感器网络分簇路由方法。采用条件生成对抗网络处理小样本数据,在有限样本中获取更丰富的信息,通过LEACH协议算法划分无线传感器网络中各传感器节点为簇,通过无梯度学习的GABP算法优化簇首节点和簇首数量,构建无线传感器网络分簇路由方法。实验结果表明,所提方法的簇首数量均分布在4个~7个处,最高网络节点间剩余能量差为0.0158,网络寿命达到241轮,因此,所提方法能够选择更理想的簇首数量、增强网络能耗均衡性、延长网络寿命。

关键词：无线传感器分簇路由小样本无梯度学习条件生成对抗网络 LEACH协议簇首

基于TOPSIS优化永磁同步电机预测控制成本函数

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电工电能新技术 2024年第3期43卷 22-30页

作者：周立薛孟娅金烜旭李京明尚治博刘金澍辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105 辽宁理工职业大学机电学院辽宁锦州121000 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 国网河南省电力公司商丘供电公司河南商丘476000

针对多目标约束条件下,为永磁同步电机预测控制算法成本函数选择适当的权重因子,提出了一种逼近理想解排序法(TOPSIS)优化成本函数的优选顺序方法改进权重因子的选择。首先,采用TOPSIS选择一个最接近理想控制动作的正解和最远离理想控... 详细信息

针对多目标约束条件下,为永磁同步电机预测控制算法成本函数选择适当的权重因子,提出了一种逼近理想解排序法(TOPSIS)优化成本函数的优选顺序方法改进权重因子的选择。首先,采用TOPSIS选择一个最接近理想控制动作的正解和最远离理想控制动作的负解,对成本函数中的控制变量进行优先级排序,以确保在每个采样持续时间内选择最佳控制措施。其次,根据上一时刻的最优控制状态,将预测的下一个切换时刻状态用于成本函数优化,从而减少了预测控制算法的计算持续时间。仿真和实验结果表明:与传统预测控制方法相比,基于TOPSIS的预测控制在具有较小开关频率的稳定操作下降低了电磁转矩和磁链的纹波,并且能够有效抑制电流脉动,降低算法的复杂度和计算量,提高了永磁同步电机控制系统在实际中的运行性能。

关键词：永磁同步电机预测控制成本函数多目标决策分析

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未知环境下群机器人多目标搜索协同控制

控制理论与应用 2022年第4期39卷 750-760页

作者：王茂周少武张红强吴亮红周游何昕杰湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201 湖南理工职业技术学院湖南湘潭411206

未知环境下,群机器人无法预先获取多目标搜索的环境信息,仅可局部感知与局部通信.本文针对避障效率与搜索效率的缺陷提出边界扫描的避障策略和目标位置估计的粒子群算法,边界扫描的避障策略(BSOA)将障碍物简化成连续障碍物与非连续障碍... 详细信息

未知环境下,群机器人无法预先获取多目标搜索的环境信息,仅可局部感知与局部通信.本文针对避障效率与搜索效率的缺陷提出边界扫描的避障策略和目标位置估计的粒子群算法,边界扫描的避障策略(BSOA)将障碍物简化成连续障碍物与非连续障碍物两种情况,并根据情况向特定边界运动;目标位置估计的粒子群算法(TPEPSO)则利用获取的目标信号估计目标位置,结合粒子群算法到达目标附近,从而实现目标搜索.提出的方法与基于简化虚拟受力分析模型的循障避碰方法(SVF)及扩展粒子群算法(EPSO)、自适应机器人蝙蝠算法(ARBA)仿真比较,搜索效率提高5.72%~21.58%,总能耗减少4.30%~19.11%.

关键词：群机器人学群体智能多目标搜索边界扫描避障策略目标位置估计粒子群算法

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含双馈风电电力系统的采样负荷频率控制

电力系统保护与控制 2023年第2期51卷 77-88页

作者：李谟发张志文练红海胡斯佳湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 湖南电气职业技术学院风能工程学院湖南湘潭411101

针对含新能源的多区域电力系统频率稳定问题,提出一种考虑控制信号更新周期变化的采样负荷频率控制(load frequency control,LFC)方案。首先,在充分考虑系统采样特性的基础上,建立新型电力系统采样LFC模型,并将模型转化为一个采样数据... 详细信息

针对含新能源的多区域电力系统频率稳定问题,提出一种考虑控制信号更新周期变化的采样负荷频率控制(load frequency control,LFC)方案。首先,在充分考虑系统采样特性的基础上,建立新型电力系统采样LFC模型,并将模型转化为一个采样数据网络控制系统。然后,利用整个采样区间[t_(k),t_(k+1))信息,构建一个新的双边闭环型Lyapunov泛函。结合所提出的泛函与自由矩阵不等式,导出系统的低保守性稳定准则。基于这个准则,提出确保系统镇定的采样控制器设计方法。最后,通过实例仿真验证了所提方法的有效性与优越性。

关键词：双馈风力发电负荷频率控制采样周期 Lyapunov泛函控制器设计

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基于采样PI的时滞电力系统负荷频率控制

湖南大学学报（自然科学版） 2022年第12期49卷 156-166页

作者：李谟发张志文练红海胡斯佳湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 湖南电气职业技术学院风能工程学院湖南湘潭411101

针对不确定性传输时滞、系统参数与负荷扰动,通信带宽约束与计算负担以及风电间歇性功率,引发系统调频性能下降的问题,提出一种考虑信号采样周期与传输时滞的采样PI负荷频率控制(Sampling PI Load Frequency Control,SPI-LFC)方案,并引... 详细信息

针对不确定性传输时滞、系统参数与负荷扰动,通信带宽约束与计算负担以及风电间歇性功率,引发系统调频性能下降的问题,提出一种考虑信号采样周期与传输时滞的采样PI负荷频率控制(Sampling PI Load Frequency Control,SPI-LFC)方案,并引入指数收敛率来评价系统的快速性.基于通信时滞采样数据网络,建立含风电的时滞电力系统SPI-LFC模型.通过构建新的双边闭环Lyapunov泛函,并利用线性矩阵不等式技术,推导系统采样周期与通信时滞稳定裕度,以及指数收敛率相关的稳定准则与SPI控制设计方法.仿真结果表明,所提方案具有较大的采样周期和通信时滞稳定裕度与较高的指数收敛率;对不确定性系统参数、负荷扰动和风电的间歇性功率也具有较强的鲁棒性.

关键词：负荷频率控制 Lyapunov泛函通信时滞采样周期控制器设计

基于加速度传感器的倾斜监测仪设计及测量误差补偿

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传感器技术与应用 2024年第4期12卷 630-637页

作者：陆运章卿宗胜王冬霞黄齐鸣张佳亮周蒙颜秀文中国电子科技集团公司第四十八研究所湖南长沙中国–埃及可再生能源“一带一路”联合实验室湖南长沙天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院天津

本文针对地质灾害中常见的山体滑坡问题,提出了一种基于加速度传感器的倾斜监测仪设计方案。该监测仪采用无线通信技术,具备低功耗特性,能够实时获取被测点的加速度和倾斜角度数据。实验结果表明,该监测仪在误差补偿后能够提供较高的测... 详细信息

本文针对地质灾害中常见的山体滑坡问题,提出了一种基于加速度传感器的倾斜监测仪设计方案。该监测仪采用无线通信技术,具备低功耗特性,能够实时获取被测点的加速度和倾斜角度数据。实验结果表明,该监测仪在误差补偿后能够提供较高的测量精度,满足地质灾害监测的需求。此外,该设计方案在成本、功耗、通信距离和可靠性等方面表现出较好的综合性能,应用前景广泛。

关键词：倾斜监测仪加速度传感器误差补偿

新形势下高职院校分党校建设研究与探索——以湖南铁道职业技术学院机电工程系分党校建设为例

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湘潮（理论版） 2013年第12期 23-23,28页

作者：沈铁敏湖南铁道职业技术学院湖南株洲412001

本文就高职院校分党校建设的必要性、当前的现状及存在的问题、党校两级管理的模式以及分党校阵地作用的发挥等方面进行了分析和探讨,力求为高职院校分党校建设提供可供借鉴的基本思路。

关键词：高职院校分党校探索创新