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基于改进萤火虫算法的永磁同步电机多模态优化设计

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电机与控制学报 2024年第4期28卷 131-138页

作者：夏斌王超孙鑫宋春丽沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870 特变电工沈阳变压器集团有限公司变压器事业部辽宁沈阳110027 鞍山市信息工程学校辽宁鞍山114001

永磁同步电机的结构参数选择往往是多模态、非线性的优化问题,同时其结构优化设计又存在计算分析时间过长、计算效率过低、收敛慢等问题。文中针对此类问题提出了一种基于改进萤火虫算法的新型多模态优化算法。改进萤火虫算法主要引用... 详细信息

永磁同步电机的结构参数选择往往是多模态、非线性的优化问题,同时其结构优化设计又存在计算分析时间过长、计算效率过低、收敛慢等问题。文中针对此类问题提出了一种基于改进萤火虫算法的新型多模态优化算法。改进萤火虫算法主要引用了等值线概念并通过克里金(Kriging)代理模型自适应确定子计算区域,从而获得多个全局最优解和局部解,并且引入单纯形法和改进停止条件以提高算法效率。此外,研究了分层余一法用于检验代理模型精度。最后,将其应用到永磁同步电机的结构优化中,使齿槽转矩成功降低了38.33%。

关键词：永磁同步电机多模态优化萤火虫算法克里金代理模型等值线留一法

计及光伏不确定性的多区域综合能源系统多场景分布鲁棒优化调度

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太阳能学报 2024年第3期45卷 460-469页

作者：郑诗程许浩郎佳红夏慧安徽工业大学电气与信息工程学院马鞍山243002

为降低光伏出力不确定性对多区域综合能源系统(IES)经济性与安全性的影响以及提升多区域IES系统在多种极端场景下的稳定运行能力,提出一种计及光伏出力不确定性的多区域综合能源系统多场景优化调度策略。针对光伏发电的不确定性,采用拉... 详细信息

为降低光伏出力不确定性对多区域综合能源系统(IES)经济性与安全性的影响以及提升多区域IES系统在多种极端场景下的稳定运行能力,提出一种计及光伏出力不确定性的多区域综合能源系统多场景优化调度策略。针对光伏发电的不确定性,采用拉丁超立方抽样和改进型人工蜂群K-均值聚类算法形成典型光伏场景集。根据供热管道热特性和热能传输动态特性建立热网络模型。融合光伏场景信息,分别将日前阶段的运行成本以及实时阶段最恶劣光伏场景下系统的调整成本作为优化目标,构建两阶段分布鲁棒优化调度模型。采用列与约束生成(C&CG)算法对两阶段模型进行求解。最后,通过算例验证了所提策略的正确性和可行性。

关键词：可再生能源不确定性分析调度算法多区域综合能源系统多场景分布鲁棒优化

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适用于太阳电池的低应力高增益升压变换器

太阳能学报 2024年第2期45卷 480-488页

作者：许杰马小三安徽工业大学电气与信息工程学院马鞍山243032

在太阳能开发利用过程中,升压变换器能实现较高升压比,但存在开关器件电压应力过高问题。为了降低开关器件电压应力,提出一种低应力高增益升压变换器基本结构,在提高电压增益的同时降低了电压应力。为了更好地适用于多种升压场合,将二... 详细信息

在太阳能开发利用过程中,升压变换器能实现较高升压比,但存在开关器件电压应力过高问题。为了降低开关器件电压应力,提出一种低应力高增益升压变换器基本结构,在提高电压增益的同时降低了电压应力。为了更好地适用于多种升压场合,将二次型升压网络、开关电感网络、开关电感电容网络和准Z源网络4种升压单元对其储能电感进行替换,得到一类低应力高增益升压变换器,分析了利用准Z源网络替代的高增益升压变换器工作特性,并与同类型变换器进行对比分析。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件和实验样机验证了所提变换器理论分析的正确性和可行性。

关键词：光伏发电准Z源升压单元高增益低应力升压变换器

非线性系统无需初始条件预设性能有界H_(∞)容错控制

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控制理论与应用 2024年第2期41卷 273-282页

作者：李小华程鸿展刘辉辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114051

针对一类具有外部扰动和传感器故障的非线性系统,本文研究了其自适应预设性能有界H_(∞) 容错控制问题.本文提出一种新的预设性能控制设计方法,使得预设性能函数的选择与系统被约束变量的初始状态完全无关,用一种全新的方式解决了传统... 详细信息

针对一类具有外部扰动和传感器故障的非线性系统,本文研究了其自适应预设性能有界H_(∞) 容错控制问题.本文提出一种新的预设性能控制设计方法,使得预设性能函数的选择与系统被约束变量的初始状态完全无关,用一种全新的方式解决了传统预设性能方法的控制效果依赖被约束变量初始条件的问题.基于该设计方法和有界H_(∞) 控制方法,在未知系统初始条件的情况下获得了系统的自适应预设性能有界H_(∞) 控制器.本文所设计的控制器能够保证系统中的所有信号都是有界稳定的,系统的输出变量能够被预设性能函数约束,并且对于外部干扰具有很好的抑制作用.最后,仿真结果验证了该控制器的可行性及有效性.

关键词：非线性系统传感器故障预设性能控制无需初始条件有界H_(∞)控制容错控制

未知初始跟踪条件的非线性系统预设性能有限时间有界H_(∞)控制

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控制与决策 2024年第7期39卷 2215-2223页

作者：李小华包海强刘辉辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114051

研究一类具有外部扰动的非线性系统在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界H_(∞)控制问题.针对预设性能控制设计,提出一个新的误差转换思想,并据此设计新的预设性能函数,解决预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题.... 详细信息

研究一类具有外部扰动的非线性系统在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界H_(∞)控制问题.针对预设性能控制设计,提出一个新的误差转换思想,并据此设计新的预设性能函数,解决预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题.基于所提出预设性能函数、有限时间控制理论以及有界H_(∞)的设计方法,获得系统无需初始跟踪条件的预设性能有限时间有界H_(∞)控制器,同时解决非线性系统在有界稳定情况下难以设计H_(∞)控制器的问题,保证跟踪误差以预先设定的动态性能在有限时间内收敛至平衡点附近的小邻域内,并对外部干扰有较强的鲁棒性能.

关键词：非线性系统未知初始条件预设性能控制有限时间控制有界H_(∞)控制自适应控制

积分型非奇异终端滑模PMSM无传感器控制系统

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电机与控制学报 2024年第3期28卷 169-178页

作者：郑诗程刘志鹏赵卫王宇郎佳红安徽工业大学电气与信息工程学院安徽马鞍山243000

针对永磁同步电机中高速情况下传统的滑模观测器估算精度低且存在较强抖振的问题,提出一种基于改进型滑模观测器的PMSM矢量控制方法。基于非线性滑模面理论分析,构建一种积分型非奇异终端滑模面,有效降低了抖振现象,提高了系统的观测精... 详细信息

针对永磁同步电机中高速情况下传统的滑模观测器估算精度低且存在较强抖振的问题,提出一种基于改进型滑模观测器的PMSM矢量控制方法。基于非线性滑模面理论分析,构建一种积分型非奇异终端滑模面,有效降低了抖振现象,提高了系统的观测精确度;并设计了一种自适应反电动势滤波器,使反电动势能随观测器自适应调节,且谐波含量低,进一步提升动态精度;最后,利用正交锁相环原理调制出电机转子位置信息,将提出的新型控制方法应用到永磁同步电机调速系统,与传统滑模控制进行对比。仿真和实验表明,提出的基于新型滑模观测器的永磁同步电机控制系统跟踪精度高、鲁棒性强,动、静态响应好。

关键词：反电动势滤波器永磁同步电机无传感器控制滑模观测器调速系统

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多接收者证书基可搜索加密方案

计算机学报 2024年第3期47卷 544-557页

作者：刘行明洋王晨豪赵一长安大学信息工程学院西安710064

可搜索加密作为一种加密原语,允许用户在云存储服务器中搜索文件的同时确保原始文件的机密性.证书基可搜索加密在实现密文检索的基础上,解决了证书管理、密钥托管、安全信道等问题.然而,已有的证书基可搜索加密要么使用耗时的双线性映... 详细信息

可搜索加密作为一种加密原语,允许用户在云存储服务器中搜索文件的同时确保原始文件的机密性.证书基可搜索加密在实现密文检索的基础上,解决了证书管理、密钥托管、安全信道等问题.然而,已有的证书基可搜索加密要么使用耗时的双线性映射操作,要么无法满足发送者匿名特性.同时其仅考虑单个接收者,致使多个接收者场景下效率低,不能满足现实需求.为解决上述不足,基于椭圆曲线密码学,利用密钥交换思想和数字签名技术,本文提出多接收者证书基可搜索加密方案.对于相同数据,方案中发送者仅仅执行一次加密,即可使得多个接收者能够同时进行搜索.同时,发送者使用自己的私钥和证书生成密文,导致敌手无法生成有效密文发动关键词猜测攻击,确保了搜索陷门的安全性.本文所提方案中搜索陷门仅由一个群元素组成,同时没有泄露发送者的身份信息实现了匿名性.安全性分析表明,在随机预言机模型中,基于计算性Diffie-Hellman假设,本文所提方案能够满足适应性选择关键词攻击的不可区分性和适应性关键词猜测攻击的不可区分性.性能分析表明,与相关方案相比,本文所提方案实现了低的计算代价和通信代价,更加适用于云存储环境下的多用户服务场景.

关键词：可搜索加密证书基密码学多接收者可证明安全云存储

基于并行轻量化卷积和多尺度融合的脑部磁共振图像配准

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 213-219页

作者：沈瑜严源宋婧刘广辉许佳文魏子易兰州交通大学电子与信息工程学院兰州730070

医学图像配准在医疗诊断和治疗规划等领域具有重要意义。然而,当前基于深度学习的配准方法仍然面临着一些挑战,如对全局信息提取能力不足、网络模型参数量大、推理速度慢等问题。为此,本文提出了一种新的模型LCU-Net,采用并行轻量化卷... 详细信息

医学图像配准在医疗诊断和治疗规划等领域具有重要意义。然而,当前基于深度学习的配准方法仍然面临着一些挑战,如对全局信息提取能力不足、网络模型参数量大、推理速度慢等问题。为此,本文提出了一种新的模型LCU-Net,采用并行轻量化卷积以提升全局信息的提取能力;通过多尺度融合来解决网络参数量大和推理速度慢的问题。实验结果显示,LCU-Net的Dice系数达到0.823,Hausdorff距离为1.258,网络参数量相对于多尺度融合之前减少了约四分之一。本文提出的算法在医学图像配准任务中表现出显著优势,不仅在性能上超越了现有的对比算法,而且具有出色的泛化性能以及广泛的应用前景。

关键词：医学图像处理并行路径多尺度融合模型轻量化

采用改进遗传算法优化LS-SVM逆系统的外转子无铁心无轴承永磁同步发电机解耦控制

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中国电机工程学报 2024年第5期44卷 2037-2046,I0032页

作者：朱熀秋沈良瑜江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212013

为了实现外转子无铁心无轴承永磁同步发电机(outer rotor coreless bearingless permanent magnet synchronous generator,ORC-BPMSG)的精确控制,提出一种基于改进遗传算法(improved genetic algorithm,IGA)优化最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)逆系统的解耦控制策略。首先,基于ORC-BPMSG的结构及工作原理,推导其数学模型,并分析其可逆性。其次,建立LS-SVM回归方程,并采用IGA优化LS-SVM的性能参数,从而训练得到逆系统。然后,将逆系统与原系统串接,形成伪线性系统,实现了ORC-BPMSG的线性化和解耦。最后,将提出的控制方法与传统LS-SVM逆系统控制方法进行对比仿真和实验。仿真和实验结果表明:所提出的控制策略可以较好地实现ORC-BPMSG输出电压和悬浮力、以及悬浮力之间的解耦控制。

关键词：外转子无铁心无轴承永磁同步发电机最小二乘支持向量机逆系统改进遗传算法解耦控制