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MOSFET输出电容对CLLLC谐振变换器模型的优化

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电工技术学报 2024年

作者：张新闻刘文泽杨树德刘百林北方民族大学电气信息工程学院扬州大学电气与能源动力工程学院

CLLLC谐振变换器基波等效建模方法中，未虑及变压器二次电流为零及死区时间内MOSFET输出电容对输出侧H桥桥臂中点电压的影响，当开关频率低于谐振频率（欠谐振）时，变换器输出侧H桥桥臂中点电压模型的准确性有待进一步提高。该文通过... 详细信息

CLLLC谐振变换器基波等效建模方法中，未虑及变压器二次电流为零及死区时间内MOSFET输出电容对输出侧H桥桥臂中点电压的影响，当开关频率低于谐振频率（欠谐振）时，变换器输出侧H桥桥臂中点电压模型的准确性有待进一步提高。该文通过解析变换器欠谐振区域模型精确度较低的成因，得到变压器二次电流为零及死区时间内MOSFET输出电容电压方程，对基波等效建模方法进行了更为深入的研究，提出了状态变量（输出侧H桥桥臂中点电压、变压器二次电流）与变换器增益的优化计算方法。该方法计算式中包含开关频率、谐振频率、输出电压和MOSFET输出电容的信息，减小了状态变量稳态值求解误差，使等效输出负载与谐振腔参数更加准确，解决了欠谐振时变换器输出侧H桥桥臂中点电压模型精度相对较低的问题。最后，搭建CLLLC谐振变换器电路仿真模型与实验系统对所提方法进行验证，结果证实了该文理论分析的正确性。

关键词： MOSFET输出电容 CLLLC谐振变换器基波等效(FHA)模型时域分析

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基于电压阻尼振荡的变压器故障绕组识别方法

电工技术学报 2024年第10期39卷 3218-3231页

作者：周利军员秀程王东阳周猛张俊西南交通大学电气工程学院成都611756

变压器绕组振荡波能够有效地反映绕组状态变化,实际应用中发现振荡波末期存在不规律振荡行为,影响了基于振荡波的变压器绕组故障诊断准确性。该文针对此问题,首先,搭建变压器绕组故障模拟平台,获取轴向移位、局部翘曲、饼间短路和匝间... 详细信息

变压器绕组振荡波能够有效地反映绕组状态变化,实际应用中发现振荡波末期存在不规律振荡行为,影响了基于振荡波的变压器绕组故障诊断准确性。该文针对此问题,首先,搭建变压器绕组故障模拟平台,获取轴向移位、局部翘曲、饼间短路和匝间短路四种故障下绕组振荡波数据;其次,通过定义的能量衰减因子,提出了一种基于电压阻尼振荡的变压器绕组振荡波有效波段动态选取方法;再次,基于确定的有效波段,提出了基于二值化的Tamura纹理特征的特征参数提取方法,并结合波形特征关联度(FCD),提出了用于故障类型(轴向移位、局部翘曲、饼间短路和匝间短路)、区域、程度诊断的特征参数组合并分析了其分布规律;最后,基于特征参数组合的分布规律通过实际变压器进行了应用分析。结果表明,动态选取出的波段干扰信息少、衰减振荡规律性明显且包含丰富的特征信息,可实现对故障类型、故障程度和故障区域的识别分类。

关键词：变压器振荡波绕组故障动态波段波形特征纹理特征

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Cr/Zr涂层环向压缩表面裂纹识别研究

机械工程学报 2024年第8期60卷 1-10页

作者：郑杰权伟刘洋卢学民刘晓红岳雅楠周腾蔡振兵西南交通大学电气工程学院成都611756 西南交通大学机械工程学院成都610031

针对Cr/Zr涂层表面裂纹图像存在的视野暗、噪声高及人工识别效率低等问题,建立Cr涂层表面裂纹自动精确识别与关键参数提取的技术和方法,并开展相关分析。在Cr/Zr涂层包壳管上进行环向压缩试验,采集裂纹图像,对采集到的图像数据设计了一... 详细信息

针对Cr/Zr涂层表面裂纹图像存在的视野暗、噪声高及人工识别效率低等问题,建立Cr涂层表面裂纹自动精确识别与关键参数提取的技术和方法,并开展相关分析。在Cr/Zr涂层包壳管上进行环向压缩试验,采集裂纹图像,对采集到的图像数据设计了一种Cr涂层表面裂纹识别与分析算法—CSCRA算法,该算法基于U2-Net神经网络对裂纹进行语义分割,从而获得Cr涂层表面裂纹的位置信息,然后设计了一种中轴线提取算法并结合连通域分析和距离计算对识别出的裂纹进行统计分析(包括数量、密度、长宽等)。相比于传统的边缘检测算法、阈值分割算法,设计的CSCRA算法能够准确有效识别多种形态的Cr涂层表面裂纹,自动完成识别裂纹的数量、密度、长宽等信息分析,得到了裂纹数量、密度、宽度信息与环向压缩形变量的对应关系。CSCRA算法能够解决传统识别算法连续性差、噪声高的问题。从裂纹数量、密度、宽度与环向压缩试验形变量之间的联系中,发现Cr涂层表面裂纹的数量和宽度随着环向压缩形变量的增大呈现出增大趋势,但两者在不同阶段增加速率不一致。

关键词： Cr/Zr涂层环向压缩裂纹识别 CSCRA算法神经网络

基于区块链的车载自组网车与基础设施快速切换认证方案

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计算机应用 2024年第1期44卷 252-260页

作者：宁娟桂董国芳云南民族大学电气信息工程学院昆明650500

针对车载自组网(VANET)中车辆通信面临的安全风险挑战以及车辆进入新的基础设施覆盖范围时需要进行复杂的身份重新认证问题,提出基于区块链的车载自组网V2I(Vehicle-to-Infrastructure)快速切换认证方案。该方案利用区块链去中心化、分... 详细信息

针对车载自组网(VANET)中车辆通信面临的安全风险挑战以及车辆进入新的基础设施覆盖范围时需要进行复杂的身份重新认证问题,提出基于区块链的车载自组网V2I(Vehicle-to-Infrastructure)快速切换认证方案。该方案利用区块链去中心化、分布式和防篡改的特性,实现车辆认证信息的存储与查询;使用令牌机制,减少区块链查询次数,简化路边单元(RSU)切换认证阶段的认证过程,在后续的认证过程中只需检查令牌的有效性,实现了RSU的快速切换认证;采用了批量认证方法,能有效减少认证过程中的计算开销,提高消息认证效率;另外,可以实现对恶意车辆的追溯与撤销,并及时更新车辆的匿名身份,保证车辆的匿名性。相较于匿名批量认证方案、全聚合认证方案、无证书聚合签名方案、基于区块链的认证方案,所提方案在消息认证耗时上缩短了约51.1%、77.45%、77.56%和76.01%。实验结果表明,该方案能够有效降低车载自组网中的计算开销和通信开销。

关键词：车载自组网区块链快速切换匿名认证安全通信

基于多策略融合改进粒子群算法的路径规划研究

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组合机床与自动化加工技术 2024年第2期 44-50页

作者：陈旭东杨光永徐天奇樊康生云南民族大学电气信息工程学院昆明650000

针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)在路径规划中易陷入局部最优使得规划路径较长以及搜索后期由于种群多样性降低容易陷入停滞等问题,提出一种多策略融合粒子群算法(multi-strategy fusion particle swarm optimizat... 详细信息

针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)在路径规划中易陷入局部最优使得规划路径较长以及搜索后期由于种群多样性降低容易陷入停滞等问题,提出一种多策略融合粒子群算法(multi-strategy fusion particle swarm optimization,MFPSO)并将其应用于路径规划中。首先,利用中垂线算法(midperpendicular algorithm)的粒子位置更新方法提升粒子的收敛速度;其次,在最优粒子附近采用生成爆炸粒子的策略使算法跳出局部最优;然后,引入线性动态惯性权重调整方法,增加算法的搜索能力;最后,在路径规划应用中采用全局最优解局部搜索策略,在算法后期得出的最优路径再进行局部搜索得出更优的路径,增加机器人路径规划能力。仿真结果表明,多策略融合粒子群算法在路径规划中具有更高的路径搜索能力。

关键词：路径规划中垂线算法爆炸粒子全局最优解局部搜索

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基于多策略人工蜂鸟优化PF的SLAM研究

组合机床与自动化加工技术 2024年第4期 92-97页

作者：蔡艳杨光永樊康生徐天奇云南民族大学电气信息工程学院昆明650000

针对粒子滤波算法(PF)重采样导致粒子贫乏及需增加粒子数以提高估计精度的问题,提出一种基于多策略人工蜂鸟算法优化的粒子重组粒子滤波算法。首先,引入中垂线算法提高人工蜂鸟算法收敛速度,通过其智能觅食机制,使得最优粒子引导粒子集... 详细信息

针对粒子滤波算法(PF)重采样导致粒子贫乏及需增加粒子数以提高估计精度的问题,提出一种基于多策略人工蜂鸟算法优化的粒子重组粒子滤波算法。首先,引入中垂线算法提高人工蜂鸟算法收敛速度,通过其智能觅食机制,使得最优粒子引导粒子集向高似然区域移动,以此提高估计精度;其次,实时计算最优粒子附近的粒子密度,当密度大于设置的区域搜索阈值时引入Levy飞行策略以扩大搜索空间,当其大于最大密度值时,自适应调整迭代次数;最后,重采样阶段将筛选后保留的粒子与剩余粒子重新组合成新的粒子,以此增加粒子多样性。通过仿真实验检验改进算法在SLAM中的性能,结果表明该算法较其他3种算法相比,其位姿与路标估计精度更高且鲁棒性更佳。

关键词：粒子滤波人工蜂鸟算法中垂线算法自适应调整 Levy飞行 SLAM

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基于改进海鸥优化算法的机器人路径规划

组合机床与自动化加工技术 2024年第5期 21-25,32页

作者：黄训爱杨光永蔡艳徐天奇云南民族大学电气信息工程学院昆明650500

针对海鸥优化算法(SOA)存在收敛精度低以及易陷入局部最优等问题,提出一种多策略融合改进的海鸥优化算法(MFSOA)。首先,引入Tent混沌映射初始化种群,增加海鸥种群多样性;基于当前迭代次数t的非线性收敛因子动态调整策略,将海鸥优化算法... 详细信息

针对海鸥优化算法(SOA)存在收敛精度低以及易陷入局部最优等问题,提出一种多策略融合改进的海鸥优化算法(MFSOA)。首先,引入Tent混沌映射初始化种群,增加海鸥种群多样性;基于当前迭代次数t的非线性收敛因子动态调整策略,将海鸥优化算法的线性搜索非线性化,增强算法的寻优速度和寻优精度,避免算法陷入局部最优;在海鸥位置更新时引入Levy飞行策略增强算法的全局搜索能力;最后,通过使用黄金正弦机制引导种群的位置更新,进一步缩小搜索范围,提高算法局部搜索能力。选用6个基准测试函数对算法性能进行测试,测试结果显示MFSOA收敛速度更快,收敛精度更高;最后将改进算法应用于移动机器人路径规划,仿真结果表明该算法规划的路径长度更短,搜索效率更高。

关键词：混沌映射非线性收敛因子黄金正弦 Levy飞行路径规划

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多传感器信息预处理约束紧耦合建图算法

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第3期38卷 156-165页

作者：甄子杰汪汗青王诚霍文渊赵毅云南民族大学电气信息工程学院昆明650000

多传感器建图与定位SLAM系统(simultaneous localization and mapping)在室外长距离跨度环境中,由于各传感器信息融合不正确、特征匹配错误,或传感器状态信息不可信,导致建图精度不足,轨迹漂移甚至建图崩溃。对此,提出一种基于因子图优... 详细信息

多传感器建图与定位SLAM系统(simultaneous localization and mapping)在室外长距离跨度环境中,由于各传感器信息融合不正确、特征匹配错误,或传感器状态信息不可信,导致建图精度不足,轨迹漂移甚至建图崩溃。对此,提出一种基于因子图优化的多传感器信息紧耦合算法(tightly-coupled lidar-visual-inertial odometry via smoothing,mapping and DBSCAN,LVI-SMAD),将前端点云和视觉信息联合的聚类结果作为因子图优化约束,以一种较低帧的约束形式加入到较高帧的点云地图输出中,加强了点云与视觉信息的紧耦合,解决了激光雷达与相机间信息匹配错误的问题,同时将该约束作为某一传感器信息不可信时的约束补充,减小了传感器信息不稳定情况下的定位漂移,提高了算法一致性。实验证明,在低坡度长跨度的工作环境中,LVI-SMAD与LVI-SAM对比,绝对轨迹误差降低了39.90%,与LIO-SAM对比降低了63.09%;在高坡度工作环境中,与LVI-SAM对比,绝对轨迹误差减少41.08%,与LIO-SAM对比减少64.87%,证明了算法的有效性与可行性。

关键词：多传感器融合树优化密度聚类前端数据处理因子图优化

改进GSA算法在机器人路径规划中的应用研究

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组合机床与自动化加工技术 2024年第7期 44-50页

作者：樊康生杨光永徐天奇云南民族大学电气信息工程学院昆明650500

针对万有引力搜索算法(GSA)收敛精度低和易陷入局部最优等问题,提出一种改进万有引力搜索算法(IGSA)。引入当前迭代次数t动态调整引力常数,以增强算法逃离局部最优能力;基于边界值改进粒子越界处理策略,以保留粒子多样性,提高算法收敛精... 详细信息

针对万有引力搜索算法(GSA)收敛精度低和易陷入局部最优等问题,提出一种改进万有引力搜索算法(IGSA)。引入当前迭代次数t动态调整引力常数,以增强算法逃离局部最优能力;基于边界值改进粒子越界处理策略,以保留粒子多样性,提高算法收敛精度;同时,将中垂线算法用于游离粒子的位置更新,以加速游离粒子的收敛;为适应前述策略,提出自适应权重因子更新粒子位置策略,以提高算法的收敛速度。算法在10个基准测试函数上的结果表明,改进算法在稳定性、收敛速度和精度方面具有较大优势。最后将改进算法应用于机器人路径规划,并与其他智能仿生算法进行路径规划仿真对比实验,结果表明本文改进算法规划路径更短、拐点更少、搜索效率更高。

关键词：引力常数中垂线算法自适应权重因子路径规划