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基于不同变系数和势场的分数系统中二次相位调控厄米-高斯光束动力学

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物理学报 2024年第13期73卷 148-163页

作者：谭超梁勇邹敏雷同陈龙唐平华刘明伟湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411201 湖南科技大学化学化工学院湘潭411201 湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105

本文基于带有不同变系数和势的分数薛定谔方程,研究了二次相位调制(QPM)下厄米-高斯光束的演化特性.在自由空间中,光束聚焦位置随着正QPM系数的增加或莱维指数的减小而变大.QPM为负时,光束聚焦消失.在余弦调制和QPM共同作用下,光束的传... 详细信息

本文基于带有不同变系数和势的分数薛定谔方程,研究了二次相位调制(QPM)下厄米-高斯光束的演化特性.在自由空间中,光束聚焦位置随着正QPM系数的增加或莱维指数的减小而变大.QPM为负时,光束聚焦消失.在余弦调制和QPM共同作用下,光束的传输不再遵循余弦规律振荡,而是表现出一大一小的呼吸结构,其演化周期会随调制频率的增加而降低.引入线性调制时,分裂光束的运动轨迹呈现抛物线状.在线性调制和QPM共同影响下,光束呈现出聚焦或聚焦消失的特性.当考虑幂函数调制和正QPM共同影响时,在莱维指数较小时,光束在一定传输距离内保持不失真的直线传输.当线性势作用时,光束的分裂随着线性系数的增加而逐渐消失,最终呈现周期性演化.在加入QPM后,光束会得到明显放大.另外,光束演化周期与线性系数成反比,横向振幅随着莱维指数的增加而变大.当抛物势和QPM共同作用时,光束会呈现出自动聚焦,散焦效应,聚焦频率会随着莱维指数和抛物系数的增加而变大.这些特性在光学操纵,光学聚焦等领域具有潜在的应用价值.

关键词：分数薛定谔方程厄米-高斯光束二次相位调制变系数和势

邻域自适应粒子群算法求解地源热泵区域能源系统鲁棒优化调度问题

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 1089-1100页

作者：吴亮红王维张红强贾睿湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201

针对地源热泵区域能源系统中冷热负荷和机组效能的不确定性,本文提出了一种考虑双重不确定性的鲁棒优化调度方法.首先,基于多面体不确定模型描述调度模型中的鲁棒变量.然后,针对建筑冷热负荷不确定性,采用对偶原理将双层优化模型等价为... 详细信息

针对地源热泵区域能源系统中冷热负荷和机组效能的不确定性,本文提出了一种考虑双重不确定性的鲁棒优化调度方法.首先,基于多面体不确定模型描述调度模型中的鲁棒变量.然后,针对建筑冷热负荷不确定性,采用对偶原理将双层优化模型等价为单层优化模型;对于机组效能不确定性,采用场景法进行分析.最后,采用多目标优化约束处理方法处理鲁棒优化调度模型中的约束条件.同时,为更加高效、准确求解所构建的优化调度模型,提出了一种邻域自适应粒子群优化算法(NAPSO).实验结果表明,在制冷和制热工况下,与经验运行策略相比,本文所提方法可分别减少7.22%和5.55%的系统运行成本,是一种解决地源热泵区域能源系统鲁棒优化调度的有效方法.

关键词：地源热泵鲁棒优化调度邻域自适应粒子群优化不确定性

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考虑碳排放分摊的综合能源服务商交易策略

电力自动化设备 2024年第5期44卷 11-18页

作者：顾洁游铭豪邬凯浪上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程与自动化系上海200240

为寻求在满足用户用能需求的同时降低系统碳排放的有效途径,提出了一种考虑碳排放分摊的多综合能源服务商能源交易策略。基于网络流模型实现碳流追踪并联合Shapley理论建立了综合能源服务商碳排放成本计算模型。应用Nash议价理论构建了... 详细信息

为寻求在满足用户用能需求的同时降低系统碳排放的有效途径,提出了一种考虑碳排放分摊的多综合能源服务商能源交易策略。基于网络流模型实现碳流追踪并联合Shapley理论建立了综合能源服务商碳排放成本计算模型。应用Nash议价理论构建了多综合能源服务商合作博弈运行模型,将综合能源服务商碳排放成本引入优化目标函数,并利用分布式算法求解最优能源交易量和交易费用。基于由修改的IEEE 39节点电网和12节点气网构成的多综合能源服务商系统进行仿真分析,验证了所提模型和方法的有效性。

关键词：碳排放综合能源服务商网络流法碳流追踪 Nash议价理论合作博弈

快速刀具伺服系统位置域重复控制设计及其数字实现

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自动化学报 2024年第7期50卷 1432-1444页

作者：周兰杨秦潘昌忠肖文彬李美柳湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411201

在非圆零件车削过程中,快速刀具伺服(Fast tool servo,FTS)的运动精度直接影响零件的加工质量.主轴变速加工使得FTS的参考目标信号周期时变而不确定,这对实现其渐近跟踪提出了极大的挑战.本文利用FTS的位置域周期特性,提出一种基于位置... 详细信息

在非圆零件车削过程中,快速刀具伺服(Fast tool servo,FTS)的运动精度直接影响零件的加工质量.主轴变速加工使得FTS的参考目标信号周期时变而不确定,这对实现其渐近跟踪提出了极大的挑战.本文利用FTS的位置域周期特性,提出一种基于位置域重复控制和时域速度反馈镇定的FTS系统复合控制设计方法,并给出位置域改进型重复控制器(Spatial modified repetitive controller,SMRC)的数字实现算法,实现对时变周期参考目标信号的高精度跟踪.首先,建立包含位置相关时变周期参考目标信号内模的SMRC,并引入位置域相位超前装置对镇定补偿器引起的相位滞后进行补偿,在此基础上构建复合控制律.然后应用小增益定理和算子理论,推导出控制系统的稳定性条件,在保持系统采样频率不变的条件下,应用插值法建立SMRC的数字实现算法,确保位置域重复控制和时域镇定控制器的同步执行.最后,通过仿真验证所设计的FTS控制系统具有满意的时变周期跟踪性能和鲁棒性,并通过与其他位置域重复控制方法的比较,说明所提方法同时具有更好的暂态和稳态性能.

关键词：快速刀具伺服时变周期信号重复控制位置域数字实现

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表面氟化聚苯乙烯纳米微球提升环氧树脂绝缘特性

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物理学报 2024年第12期73卷 25-34页

作者：阴凯郭其阳张添胤李静陈向荣浙大城市学院信息与电气工程学院杭州310015 浙江大学电气工程学院杭州310027 南通大学化学化工学院南通226019

环氧树脂纳米复合材料在电气绝缘领域应用广泛,通过引入纳米介质实现复合材料介电、绝缘性能的调控以满足特殊应用需求.本文通过五氟苯乙烯与苯乙烯的共聚,制备了表面氟化的聚苯乙烯纳米微球,并以其为填料制备了环氧树脂复合材料.以纯... 详细信息

环氧树脂纳米复合材料在电气绝缘领域应用广泛,通过引入纳米介质实现复合材料介电、绝缘性能的调控以满足特殊应用需求.本文通过五氟苯乙烯与苯乙烯的共聚,制备了表面氟化的聚苯乙烯纳米微球,并以其为填料制备了环氧树脂复合材料.以纯环氧树脂和填充聚苯乙烯纳米微球环氧复合材料作为参照,研究了三种复合材料的直流电导率、介电特性、交直流击穿场强、空间电荷行为并计算了材料内部的陷阱能级.结果表明:填充氟化聚苯乙烯纳米微球的环氧树脂复合材料表现出优异的电学特性,其电导率以及介电常数大幅下降、同时交直流击穿场强获得提高.相比填充无氟聚苯乙烯纳米微球的环氧树脂,氟化聚苯乙烯纳米微球的引入可降低材料的介电损耗,限制空间电荷的注入,并加深基体中的陷阱能级.研究结果可为环氧树脂复合材料介电性能调控设计以及环氧树脂在电子封装应用提供指导.

关键词：环氧树脂聚苯乙烯纳米微球氟化介电性能

高dV/dt方波电压下高压功率模块封装绝缘局部放电特性研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：丁毅王亚林陈萌尹毅上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程系

高dV/dt方波下封装绝缘发生的局部放电是高压功率模块失效的重要原因之一，然而方波上升下降沿产生的电磁干扰和位移电流严重干扰局放的检测，且现行功率模块局放检测标准规定的正弦电压与方波下测试结果存在差异。为解决上述问题，本... 详细信息

高dV/dt方波下封装绝缘发生的局部放电是高压功率模块失效的重要原因之一，然而方波上升下降沿产生的电磁干扰和位移电流严重干扰局放的检测，且现行功率模块局放检测标准规定的正弦电压与方波下测试结果存在差异。为解决上述问题，本文提出基于下混频原理的高dV/dt方波电压下局放检测方法，探究了不同频率单极性高dV/dt方波和工频正弦电压下封装绝缘的局放特性，并对封装绝缘固—固结构建模，考虑复合绝缘的电荷弛豫，进行了动态电场分布仿真计算。结果表明，由于界面电荷弛豫造成的局部电场差异，单极性方波下，封装绝缘的局放起始电压（partial discharge inception voltage， PDIV）高于正弦电压下，且方波下PDIV随频率升高略有增加。外施电压幅值相同时，方波下局放平均幅值高于正弦电压下。随频率升高，单极性方波上升沿处局放幅值分布相近，而下降沿处局放平均幅值降低，相位呈现滞后趋势。该研究分析了高dV/dt方波下封装绝缘的局放特点及其与正弦电压下的差异，为功率模块可靠性检测和评估提供了参考。

关键词：高dV/dt方波功率模块封装绝缘局部放电电场动态仿真

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鸽子位置细胞筛选及影响因素分析

生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 335-341页

作者：刘新玉崔书华杨晨光王东云刘凯歌秦月温盛军黄淮学院智能制造学院河南驻马店463000 开封技师学院电气工程系河南开封475004 中原工学院电子信息学院郑州450007

具有位置调谐特性的位置细胞对于大脑空间认知和导航具有重要作用,但如何筛选位置细胞尚缺乏系统研究。针对位置细胞筛选,以鸽子为模式动物,利用自由活动状态下鸽子海马区锋电位和运动轨迹信号,给出了鸽子位置细胞的筛选流程,分析了位... 详细信息

具有位置调谐特性的位置细胞对于大脑空间认知和导航具有重要作用,但如何筛选位置细胞尚缺乏系统研究。针对位置细胞筛选,以鸽子为模式动物,利用自由活动状态下鸽子海马区锋电位和运动轨迹信号,给出了鸽子位置细胞的筛选流程,分析了位置细胞筛选过程中网格数和滤波核尺寸对于位置细胞位置野的影响。实测和仿真数据结果表明,该筛选方法可以有效地筛选出位置细胞,位置细胞位置野大小在整体趋势上与划分网格数基本呈反比,与高斯滤波核尺寸基本呈正比。该研究不仅能够促进鸽子位置细胞响应特性研究,而且有助于空间认知与导航神经机制的解析。

关键词：位置细胞位置野鸽子筛选

改进MADDPG算法的非凸环境下多智能体自组织协同围捕

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计算机科学与探索 2024年第8期18卷 2080-2090页

作者：张红强石佳航吴亮红王汐左词立陈祖国刘朝华陈磊湖南科技大学信息与电气工程学院湖南湘潭411201

针对多智能体在非凸环境下的围捕效率问题,提出基于改进经验回放的多智能体强化学习算法。利用残差网络(ResNet)来改善网络退化问题,并与多智能体深度确定性策略梯度算法(MADDPG)相结合,提出了RW-MADDPG算法。为解决多智能体在训练过程... 详细信息

针对多智能体在非凸环境下的围捕效率问题,提出基于改进经验回放的多智能体强化学习算法。利用残差网络(ResNet)来改善网络退化问题,并与多智能体深度确定性策略梯度算法(MADDPG)相结合,提出了RW-MADDPG算法。为解决多智能体在训练过程中,经验池数据利用率低的问题,提出两种改善经验池数据利用率的方法;为解决多智能体在非凸障碍环境下陷入障碍物内部的情况(如陷入目标不可达等),通过设计合理的围捕奖励函数使得智能体在非凸障碍物环境下完成围捕任务。基于此算法设计仿真实验,实验结果表明,该算法在训练阶段奖励增加得更快,能更快地完成围捕任务,相比MADDPG算法静态围捕环境下训练时间缩短18.5%,动态环境下训练时间缩短49.5%,而且在非凸障碍环境下该算法训练的围捕智能体的全局平均奖励更高。

关键词：深度强化学习 RW-MADDPG 残差网络经验池围捕奖励函数

基于无线场域网的配电信息物理系统鲁棒协同恢复调度

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电力系统自动化 2024年

作者：王崇宇庞凯元滕飞文福拴徐云建浙江大学电气工程学院香港中文大学机械与自动化工程系伦敦帝国理工学院电气与电子工程系

极端灾害下配电物理系统和通信系统都可能遭受损坏。因此，灾后高效的信息物理协同恢复调度是一个值得研究的问题。在此背景下，提出一种基于无线场域网通信技术的配电信息物理系统鲁棒协同恢复调度框架与数学模型。首先，对利用无线场... 详细信息

极端灾害下配电物理系统和通信系统都可能遭受损坏。因此，灾后高效的信息物理协同恢复调度是一个值得研究的问题。在此背景下，提出一种基于无线场域网通信技术的配电信息物理系统鲁棒协同恢复调度框架与数学模型。首先，对利用无线场域网通信技术构建灾后应急通信网络的途径进行分析，并揭示恢复调度过程中的信息-物理相依耦合机理。然后，分别建立无线通信路由分析模型、主动配电系统运行模型、考虑维修时长不确定性的维修班组调度模型和考虑无线路由器应急供电时长不确定性的信息-物理相依耦合模型，并提出计及信息-物理双侧不确定性的主动配电信息物理系统鲁棒协同恢复调度框架。接着，建立基于两阶段鲁棒规划的维修-恢复调度模型，并采用列和约束生成算法进行求解。最后，采用修改的IEEE 123节点系统对所提方法的可行性和有效性进行验证。算例结果表明，所提方法可以容纳物理侧维修时长和信息侧无线路由器不间断供电时长的双重不确定性，实现配电信息物理系统的高效协同恢复。

关键词：配电信息物理系统无线通信场域网灾后维修系统恢复网络重构分布式电源