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计及气网延时的电-气综合能源系统近端策略优化双智能体安全校正方法

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电力自动化设备 2025年第2期45卷 51-60页

作者：彭寒梅颜飞谭貌苏永新李辉湘潭大学自动化与电子信息学院湖南湘潭411105 湘潭大学湖南省多能协同控制技术工程研究中心湖南湘潭411105

电-气区域综合能源系统(EGRIES)中的电、气能源耦合且电力与天然气传输速率存在差异性,使得其安全校正的控制变量多且调整时间尺度不同。为此,提出一种基于双智能体深度强化学习的EGRIES多时间尺度安全校正控制方法。基于EGRIES多能流... 详细信息

电-气区域综合能源系统(EGRIES)中的电、气能源耦合且电力与天然气传输速率存在差异性,使得其安全校正的控制变量多且调整时间尺度不同。为此,提出一种基于双智能体深度强化学习的EGRIES多时间尺度安全校正控制方法。基于EGRIES多能流模型和天然气网络调节较慢的特性,进行控制变量的调整时间尺度分类;构建基于双智能体强化学习的安全校正控制框架,采用合作型双智能体分别进行长时间和短时间尺度控制变量调整量的决策,设计基于近端策略优化(PPO)算法的智能体1和智能体2模型;在此基础上,离线训练PPO双智能体,当系统进入紧急状态时,双智能体相互合作在线产生可靠的安全校正控制策略,使系统恢复到正常状态。算例仿真结果验证了所提方法的有效性。

关键词：电-气区域综合能源系统安全校正控制双智能体 PPO算法调整时间尺度

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基于3D直线多特征描述的点云配准方法

激光与光电子学进展 2025年

作者：张正鹏刘建华谢欣余卜丽静程燕湘潭大学自动化与电子信息学院长城信息股份有限公司

当前点特征配准方法易受点云质量影响，计算量大且效率低；而线特征方法则特征描述单一，局限于二维变换，难以适应复杂的三维场景。对此，本文提出了一种基于3D直线多特征描述与匹配的点云配准方法。首先，利用多尺度曲率特征提取点云... 详细信息

当前点特征配准方法易受点云质量影响，计算量大且效率低；而线特征方法则特征描述单一，局限于二维变换，难以适应复杂的三维场景。对此，本文提出了一种基于3D直线多特征描述与匹配的点云配准方法。首先，利用多尺度曲率特征提取点云关键点，并采用两阶段拟合的方法提取关键点直线；然后，对所拟直线进行基于角度和距离的多特征表达，构建多特征描述符并匹配相似直线；最后，利用融合RANSAC思想的梯度下降法计算匹配直线之间的最优空间变换参数，进行空间变换完成配准。利用斯坦福3D点云数据库作为实验数据，与现有配准方法进行对比实验，结果显示，本文所提方法配准精度最高可达10-8m。此外，该方法配准效率和极端位置下的配准效果均明显优于其他对比方法。

关键词：点云配准三维直线提取线特征描述符梯度下降

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智能轨道列车动态无线供电系统无源控制研究

工程科学与技术 2025年第1期57卷 308-317页

作者：刘华东赵万平乐文韬谭平安麦瑞坤西南交通大学电气工程学院四川成都611756 中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001 湘潭大学自动化与电子信息学院湖南湘潭411105

互感变化会引起智能轨道列车动态无线供电系统输出功率波动,影响系统的稳定性和可靠性,而传统的线性控制策略动态性能差,不能很好地适应动态无线供电系统。为此,本文基于无源控制理论(PBC)提出了一种适用于智能轨道列车动态无线供电系... 详细信息

互感变化会引起智能轨道列车动态无线供电系统输出功率波动,影响系统的稳定性和可靠性,而传统的线性控制策略动态性能差,不能很好地适应动态无线供电系统。为此,本文基于无源控制理论(PBC)提出了一种适用于智能轨道列车动态无线供电系统的恒功率控制策略。首先,介绍了智能轨道列车DWPT系统结构,建立了系统等效电路模型,分析了传输特性与启动特性,得到了实现系统恒功率输出所需条件。然后,在此基础上,推导出了DC–DC变换器的EL方程,验证了变换器的无源性;基于无源控制理论,通过能量塑造与虚拟阻尼注入设计了无源控制器,并通过控制流入副边DC–DC变换器电流期望值实现系统输出功率恒定。同时,设计了预充回路保护电气设备,利用车载储能设备反向对DC–DC变换器中的储能元件进行预充电,以防止启动瞬间冲击电流过大。在MATLAB/Simulink中搭建相应的仿真模型进行仿真,并搭建300 kW智能轨道列车动态无线供电系统实验平台进行实验。仿真和实验结果表明:相对于传统控制策略,本文提出的PBC策略可使得DWPT系统输出功率不受互感波动的影响,平均功率维持在298.2 kW,且预充回路能抑制启动瞬间的冲击电流,证实了本文所提控制策略的有效性与正确性,具有响应速度快和鲁棒性强等优势。

关键词：智能轨道列车动态无线供电无源控制恒功率输出

求解凸约束单调非线性方程组的惯性加速非单调无导数投影算法

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运筹学学报(中英文) 2025年

作者：周旋政章旭胡雅伶彭拯湘潭大学数学与计算科学学院湘潭大学自动化与电子信息学院智能可信导航与定位湖南省重点实验室

针对带有凸约束的非线性单调方程组,本文提出一种新型惯性加速非单调无导数投影方法。该方法融合了三项共轭梯度投影法、惯性技术及模拟退火非单调技术,不依赖于线搜索即可确保搜索方向的充分下降性和信赖域性质。在一定条件下,本文证... 详细信息

针对带有凸约束的非线性单调方程组,本文提出一种新型惯性加速非单调无导数投影方法。该方法融合了三项共轭梯度投影法、惯性技术及模拟退火非单调技术,不依赖于线搜索即可确保搜索方向的充分下降性和信赖域性质。在一定条件下,本文证明了算法的全局收敛性。与现有高效算法的数值对比实验显示,本文算法在计算效率和稳定性方面具有明显优势。

关键词：共轭梯度方向惯性加速非单调技术单调非线性方程组无导数投影方法

基于过程域能力模型和课程基线的专业综合设计教学改革

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教育教学论坛 2025年第3期 77-80页

作者：刘魏宏陈才学张莹湘潭大学自动化与电子信息学院湖南湘潭411105

借鉴CMM理念,建立专业综合设计的核心过程域能力模型和课程基线,改进教学过程。过程域能力模型是设计开发过程改进的最佳实践集,包括团队管理、项目论证与计划、项目监督与控制、需求开发、技术解决方案、决策分析与解决、验证、原因分... 详细信息

借鉴CMM理念,建立专业综合设计的核心过程域能力模型和课程基线,改进教学过程。过程域能力模型是设计开发过程改进的最佳实践集,包括团队管理、项目论证与计划、项目监督与控制、需求开发、技术解决方案、决策分析与解决、验证、原因分析与解决、评审九个过程域,能力等级体现了对设计准则、质量特性、评审等的能力要求,课程基线使课程技术状态文件规范化和过程可视化,过程域能力模型和课程基线使课程的量化评价及成绩认定有理有据。通过几个学期的实践,过程域能力模型和课程基线不断改进,学生的工程实践能力不断提高。

关键词：能力成熟度模型过程域能力模型课程基线技术状态文件

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基于多普勒频移改变量的单星航空器位置验证

北京航空航天大学学报 2025年第1期51卷 1-8页

作者：刘海涛冯景勃李冬霞王磊中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

星基广播式自动相关监视(ADS-B)是实现广域范围内航空器监视的重要技术手段。为解决星基ADS-B系统存在的虚假目标干扰问题,提出一种基于多普勒频移改变量的单星航空器位置验证方法。建立星基ADS-B验证系统模型,理论分析给出空天链路多... 详细信息

星基广播式自动相关监视(ADS-B)是实现广域范围内航空器监视的重要技术手段。为解决星基ADS-B系统存在的虚假目标干扰问题,提出一种基于多普勒频移改变量的单星航空器位置验证方法。建立星基ADS-B验证系统模型,理论分析给出空天链路多普勒频移改变量的计算方法,并采用柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫(k-s)检验方法识别虚假ADS-B消息,最后,通过计算机仿真验证所提方法的正确性和有效性。仿真结果表明:所提方法的检测概率达到97.75%以上,漏警概率低于4.50%;此外,所提方法只需单颗低轨道卫星进行监视,并且对航空器和卫星的定位误差不敏感。

关键词：星基ADS-B 位置验证多普勒频移的改变量 k-s检验定位误差

基于在线学习的离散时间人机协作系统预定性能柔顺控制

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电子科技大学学报 2025年第1期54卷 52-61页

作者：刘霞王露陈勇西华大学电气与电子信息学院成都610039 电子科技大学自动化工程学院成都611731

为了使人机协作系统中机器人能够准确地顺应人类行为,提出了一种基于在线学习的离散时间预定性能柔顺控制方法。该方法在外环采用在线顺序极限学习机算法估计人类行为,并将估计结果结合参考阻抗模型来重建参考轨迹。在内环建立了离散时... 详细信息

为了使人机协作系统中机器人能够准确地顺应人类行为,提出了一种基于在线学习的离散时间预定性能柔顺控制方法。该方法在外环采用在线顺序极限学习机算法估计人类行为,并将估计结果结合参考阻抗模型来重建参考轨迹。在内环建立了离散时间预定性能控制器用于跟踪重建后的参考轨迹,并利用时间延迟估计来获得机器人复杂的未知动力学模型。分析了闭环系统的瞬态和稳态性能,通过对比仿真验证了该方法的有效性。所提的离散时间控制方法可更好地满足数字计算机的工作原理,在减少计算和内存负担的基础上,使得机器人末端执行器的跟踪误差能够满足预设性能要求。此外,该方法无需机器人精确的数学模型,同时还能减轻人类操作机器人的力量负担,保证人机协作的柔顺性。

关键词：柔顺控制离散时间人机协作系统人类行为估计在线顺序极限学习机预定性能

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车路协同下基于元胞自动机的精细交通流模型

西南交通大学学报 2025年第1期60卷 225-232页

作者：李珣程硕吴丹丹张蕾王晓华西安工程大学电子信息学院陕西西安710048 西北工业大学自动化学院陕西西安710129

针对经典元胞自动机交通流模型中元胞尺寸难以准确表达车辆间位置关系的问题,提出通过细化元胞尺寸对基于元胞自动机的双车道模型(symmetrictwo-lanecellularautomaton,STCA)进行改进的方案.首先,分析城市道路双车道环境下的位置、速度... 详细信息

针对经典元胞自动机交通流模型中元胞尺寸难以准确表达车辆间位置关系的问题,提出通过细化元胞尺寸对基于元胞自动机的双车道模型(symmetrictwo-lanecellularautomaton,STCA)进行改进的方案.首先,分析城市道路双车道环境下的位置、速度、加速度以及车辆间的相互影响,并基于元胞自动机搭建相应数值模型,特别地,针对现有基于元胞自动机的交通流模型与实际车辆行驶现象不符的问题,改进其道路尺寸和元胞表征形式,建立精细化元胞自动机车道模型;其次,结合实际车路环境,对STCA模型中的道路堵塞、换道等行为重新定义,并将车道规则与精细化车道模型相结合,建立新的交通流模型STCA-CH;最后,与STCA、STCA-I、STCA-S、STCA-M模型相对比,通过分析在不同车辆密度下的平均速度、平均流量、换道频率及时空图,验证STCA-CH模型有效性.结果表明,STCA-CH模型的换道频率相较于STCA-M模型提高约21.14%,最大平均流量较STCA-I、STCA-S和STCA-M模型分别提升约25.76%、11.30%和3.75%.

关键词：交通工程微观交通对象车路协同元胞自动机模型细元胞

用于无损离子操纵结构的双极性射频电源的研制

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质谱学报 2025年第1期46卷 97-105页

作者：刘青许润泽张允晶李灵锋李鹏苏州大学电子信息学院江苏苏州215006

无损离子操纵结构(structures for lossless ion manipulations,SLIM)是一种在特殊背景气体下,利用静电场、射频电场、离子驱动电场共同作用实现对气相离子无损传输的新结构,在物质传输和分离方面有着广阔的应用前景。为了充分发挥SLIM... 详细信息

无损离子操纵结构(structures for lossless ion manipulations,SLIM)是一种在特殊背景气体下,利用静电场、射频电场、离子驱动电场共同作用实现对气相离子无损传输的新结构,在物质传输和分离方面有着广阔的应用前景。为了充分发挥SLIM在体积和成本上的优势,本研究研制了一款体积小、结构紧凑、成本经济的高频高压双极性射频(radio frequency,RF)电源。该电源使用隔离模块实现控制电路与功率电路的电气隔离,并采用以GaN金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)为核心的半桥电路作为输出级。针对SLIM的容性负载特性,利用电阻-电感-电容(RLC)电路的滤波特性,实现双极性正弦脉冲电压的输出。经测试,该电源可输出频率1 MHz、峰-峰值420 V(±210 V)的双极性正弦射频高压信号。在实验室自建的基于行波(traveling wave,TW)的无损离子操纵结构(TW-SLIM)迁移谱实验平台上,以甲基膦酸二甲酯(DMMP)为样本,深入探究了射频电源幅值及频率对小分子离子传输效率的影响。结果表明,射频电源幅值及频率均会对TW-SLIM结构的离子传输效率产生影响,并存在1个最优值范围,这与COMSOL的仿真结果相吻合。该射频电源能够有效支持TW-SLIM平台的稳定运行,对推动基于SLIM的小分子迁移谱技术的小型化和便携化研发具有重要价值。

关键词：无损离子操纵结构(SLIM) 射频电源半桥电路隔离电路

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