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基于信息矩阵迹的分布式容积信息一致性滤波算法

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控制理论与应用 2024年

作者：王迪郝钢黑龙江大学电子工程学院

针对非线性分布式无线传感器网络系统,本文提出了一种基于信息矩阵迹的分布式容积信息一致性滤波算法(TDCIF).本文首先分析了经典分布式容积信息一致性滤波算法(DCIF)的收敛性,并证明了所提出的TDCIF算法随着迭代次数的增加,收敛到次优... 详细信息

针对非线性分布式无线传感器网络系统,本文提出了一种基于信息矩阵迹的分布式容积信息一致性滤波算法(TDCIF).本文首先分析了经典分布式容积信息一致性滤波算法(DCIF)的收敛性,并证明了所提出的TDCIF算法随着迭代次数的增加,收敛到次优标量线性最小方差融合估计. TDCIF算法虽然在精度上低于DCIF算法,但TDCIF在迭代过程中传输的数据量更少,这使得网络通信负担大幅度减少,系统的实时性和鲁棒性得到了明显改善.最后仿真实例验证了所提出算法的有效性.

关键词：分布式容积信息滤波线性最小方差融合估计一致性

基于迁移学习和降噪自编码器-长短时间记忆的锂离子电池剩余寿命预测

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电工技术学报 2024年第1期39卷 289-302页

作者：尹杰刘博孙国兵钱湘伟哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院哈尔滨150080 黑龙江大学电子工程学院哈尔滨150006

针对锂离子电池退化数据噪声大、数据量少以及不同生命时期的退化趋势不同而导致的模型预测精度低、泛化能力差等问题,从数据预处理、预测模型的构建与训练三方面展开研究:首先结合变分自编码器(VAE)和生成对抗网络模型(GAN)构建VAE-GA... 详细信息

针对锂离子电池退化数据噪声大、数据量少以及不同生命时期的退化趋势不同而导致的模型预测精度低、泛化能力差等问题,从数据预处理、预测模型的构建与训练三方面展开研究:首先结合变分自编码器(VAE)和生成对抗网络模型(GAN)构建VAE-GAN模型生成多组数据,实现电池的退化数据增强;然后结合降噪自编码器(DAE)和长短时记忆(LSTM)神经网络构建DAE-LSTM模型进行数据降噪和容量预测,为了降低模型参数,此过程中的数据降噪和预测共享同一个损失函数;最后先利用生成数据对DAE-LSTM模型进行预训练,再利用真实数据对其进行迁移训练。在CACLE和NASA公开数据集进行性能测试,实验结果表明该文所提方法精度高、鲁棒性强,能够有效提高锂离子电池剩余寿命的预测效果。

关键词：锂离子电池剩余寿命预测降噪自编码器长短时记忆神经网络迁移学习

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兆瓦级高速永磁电机新型转子冷却结构研究

电机与控制学报 2024年第5期28卷 38-47页

作者：蔡蔚牛金花唐跃哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

兆瓦级高速永磁电机转子侧无强迫冷却措施时转子侧温升高、永磁体失磁风险高,基于此问题,提出一种新型的加强筋转子轴向通风结构,该结构能够提高转子侧的壁面对流散热系数、提升转子侧的散热能力、降低电机温度。以一台1 MW、18000 r/mi... 详细信息

兆瓦级高速永磁电机转子侧无强迫冷却措施时转子侧温升高、永磁体失磁风险高,基于此问题,提出一种新型的加强筋转子轴向通风结构,该结构能够提高转子侧的壁面对流散热系数、提升转子侧的散热能力、降低电机温度。以一台1 MW、18000 r/min的高速永磁电机为例,建立该电机的三维全域流固耦合求解模型,基于计算流体力学和有限元法对电机流体场与温度场进行分析,揭示电机在额定工况下的流体与温度分布规律。将新冷却结构与传统冷却结构的散热性能及温升变化进行对比,验证新型冷却结构在提升电机散热性能方面的有效性。最后,分析入口风速对电机最高温度的影响,得到适合该冷却结构的入口风速范围,为外部风压设备的选择提供理论支撑。

关键词：兆瓦级高速永磁电机电机损耗转子通风冷却流体场温度场冷却结构优化

基于虚拟阻抗优化的VSG暂态功角稳定自适应控制策略

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电机与控制学报 2024年第1期28卷 35-48页

作者：孙久亮蔡蔚郭庆波哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

在电网短路故障发生的情况下,虚拟同步发电机系统不仅会发生暂态功角失稳,同时还可能会出现过流。为了提升虚拟同步发电机的暂态功角稳定性及故障电流限制性能,首先建立了包含电压和电流控制环、虚拟阻抗及功率控制环结构的虚拟同步发... 详细信息

在电网短路故障发生的情况下,虚拟同步发电机系统不仅会发生暂态功角失稳,同时还可能会出现过流。为了提升虚拟同步发电机的暂态功角稳定性及故障电流限制性能,首先建立了包含电压和电流控制环、虚拟阻抗及功率控制环结构的虚拟同步发电机系统的总体控制结构,给出了虚拟阻抗功率模型建立的理论依据。对无功功率控制环路恶化暂态功角稳定性,提出了设置电压增量自由控制支路来实现提高暂态功角稳定性的方法。其次,在无功功率控制环路及电压增量自由控制支路的共同作用下,对“不考虑切除故障”和“考虑切除故障”两种不同的运行工况,提出了能够同时满足暂态功角稳定性和故障电流限制的虚拟阻抗优化方法。最后提出了虚拟同步发电机的暂态功角失稳控制和故障电流限制的自适应控制算法,以满足实际运行工况的需求,通过Simulink仿真模型验证了所提自适应控制策略的有效性和可行性。

关键词：虚拟同步发电机同步稳定性等面积法则虚拟阻抗故障电流限制李雅普诺夫稳定性

1.1 MW高速内置式永磁同步电机新型转子拓扑设计与强度优化

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电机与控制学报 2024年第6期28卷 66-75页

作者：谢颖王泽兵蔡蔚李道璐杨艳会张燚哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

大功率高速永磁电机中通常采用绑扎碳纤维护套的方式来降低转子应力,然而护套厚度过大会导致等效气隙增加,电机性能随之降低。针对这一问题,设计了一种具有新型转子拓扑结构的1.1 MW、18 000 r/min的内置式高速永磁同步电机。该结构采... 详细信息

大功率高速永磁电机中通常采用绑扎碳纤维护套的方式来降低转子应力,然而护套厚度过大会导致等效气隙增加,电机性能随之降低。针对这一问题,设计了一种具有新型转子拓扑结构的1.1 MW、18 000 r/min的内置式高速永磁同步电机。该结构采用永磁体分段设计,并增设加强筋,分担转子隔磁桥处的应力,使护套厚度得到有效降低。同时,将转子外部隔磁桥处替换为非导磁填充块,阻断漏磁路径,提升永磁体利用率。最后,有限元分析结果表明,相较于初始模型,新型结构电机在等效气隙增大1.5 mm的情况下,输出转矩达到600.44 N·m,增加了16.86 N·m,并且新型转子铁心最大应力降低了496.82 MPa,转子结构的机械强度得到显著提高,可为大功率高速永磁电机转子拓扑设计提供参考。

关键词：高速永磁电机转子机械强度碳纤维护套加强筋非导磁填充块

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转子激励对永磁同步电机电磁振动影响分析

电机与控制学报 2024年第6期28卷 36-44页

作者：郭冠宁蔡蔚邵佰成哈尔滨理工大学电气与电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

对于电动汽车用永磁同步电机,气隙内的电磁激励会产生高频振动和噪音。通常将气隙电磁激振力施加到定子齿部,并通过理论计算或仿真得到定子或壳体外表面的振动噪音响应,而由转子激励引起的振动噪音被忽略。为研究转子激励对整体电磁振... 详细信息

对于电动汽车用永磁同步电机,气隙内的电磁激励会产生高频振动和噪音。通常将气隙电磁激振力施加到定子齿部,并通过理论计算或仿真得到定子或壳体外表面的振动噪音响应,而由转子激励引起的振动噪音被忽略。为研究转子激励对整体电磁振动噪音的贡献度,首先依据麦克斯韦应力张量法对气隙电磁力谐波进行理论分析,同时建立单电机的电磁振动仿真模型。然后以一台8极定子48槽内置式永磁同步电机为样机,通过试验模态分析和仿真分别对定子和转子的材料参数进行修正。再分别进行转子动力学和电磁激励下的整机动力学仿真,结果表明由转子偏心引起的不平衡电磁激励能够引起转子系统共振,并且在单位电磁力波的激励下,转子激励引起的响应与定子激励引起的响应在低频段具有同等的重要性。最后通过样机振动试验对上述结论进行了验证。

关键词：永磁同步电机转子偏心电磁力波模态分析临界转速电磁振动

一维耦合腔晶格中磁子-光子拓扑相变和拓扑量子态的调制

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物理学报 2024年第4期73卷 170-177页

作者：李锦芳何东山王一平咸阳师范学院物理与电子工程学院咸阳712000 西北农林科技大学理学院杨凌712100

本文提出了基于耦合腔的一维晶格理论方案,其中每个晶胞包含微波腔光子和磁子,通过调控磁子与微波光子的耦合来研究系统中的拓扑相变和拓扑量子通道.首先,分析了在奇偶晶格数情况下,系统能谱和边缘态的特征,并发现边缘态分布可以展示反... 详细信息

本文提出了基于耦合腔的一维晶格理论方案,其中每个晶胞包含微波腔光子和磁子,通过调控磁子与微波光子的耦合来研究系统中的拓扑相变和拓扑量子通道.首先,分析了在奇偶晶格数情况下,系统能谱和边缘态的特征,并发现边缘态分布可以展示反转过程,可以实现多通道拓扑量子态传输;其次,考虑存在缺陷和无序的扰动,发现它们在较小值范围内,可以使能带产生波动和翻转现象,但边缘状态对其是鲁棒的,这表明边缘态受到系统的拓扑保护.该研究结果为研究拓扑磁子-光子提供了一条新途径,将在量子信息处理中有着广阔的应用前景.

关键词：量子光学腔量子电动力学拓扑绝缘体量子态

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并列切角方柱风致干扰效应的大涡模拟研究

哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 599-606页

作者：李方慧张智博张特范佳红尚靖淳黑龙江大学建筑工程学院黑龙江哈尔滨150080

针对并列切角高层建筑间的干扰影响问题,本文采用大涡模拟方法研究雷诺数22 000的均匀流场下并列切角(切角率10%)方柱的干扰效应。基于模型的网格收敛性分析及模型准确性验证,对比分析不同间距比下并列切角方柱的气动干扰效应和流场分布... 详细信息

针对并列切角高层建筑间的干扰影响问题,本文采用大涡模拟方法研究雷诺数22 000的均匀流场下并列切角(切角率10%)方柱的干扰效应。基于模型的网格收敛性分析及模型准确性验证,对比分析不同间距比下并列切角方柱的气动干扰效应和流场分布,并探寻风压干扰效应的影响规律和形成机理。结果表明:对于并列切角方柱,平均阻力系数主要呈放大效应,脉动升力系数主要呈减小效应。在并列切角方柱处于小间距(B/L=1.2)时,由于风与壁面的相互作用,产生风压力,风压力与方柱表面力叠加,对正压区域产生加强效果,表现为放大效应,对负压区域进行削弱,出现减小效应;当B/L=1.5时,结构干扰最剧烈,其中相邻立面后流场的切角处放大效明显,干扰因子最大值为2.58;当B/L≥4.0时,除相邻立面外的其他立面与切角干扰效应趋于消失;当B/L=8.0时,相邻立面仍然存在28%的放大效应。

关键词：并列切角方柱大涡模拟均匀流场气动干扰效应流场分布风压干扰效应阻力系数放大效应

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密封电子元器件与装置多余物检测发展综述

电工技术学报 2024年第10期39卷 3152-3179,3217页

作者：李鹏飞翟国富孙志刚王国涛赵相江哈尔滨工业大学电器与电子可靠性研究所哈尔滨150001 黑龙江大学电子工程学院哈尔滨150080

密封电子元器件与装置作为航天系统中的重要组成部分,具有高精密性、高可靠性以及高复杂性的典型特点,而多余物问题是严重影响其高可靠性的主要因素之一。随着航天技术的快速发展,多余物检测技术也在不断改进与深入。该文以认识多余物... 详细信息

密封电子元器件与装置作为航天系统中的重要组成部分,具有高精密性、高可靠性以及高复杂性的典型特点,而多余物问题是严重影响其高可靠性的主要因素之一。随着航天技术的快速发展,多余物检测技术也在不断改进与深入。该文以认识多余物、控制多余物产生以及检测多余物为主线,围绕多余物的防控方法、检测方法、检测标准进行综合论述。着重分析了检测方法中的颗粒碰撞噪声检测(PIND)方法,分别从小型元器件多余物检测、中大型装置多余物检测两个角度,针对现有研究进展逐一进行了详细的介绍。在此基础上,结合现有国内多余物检测研究的现状,针对多余物检测的难点与未来发展趋势进行归纳,并提出了期望与目标。

关键词：密封电子元器件与装置多余物检测颗粒碰撞噪声检测(PIND)方法标准预防与控制