基于自适应滑模控制器的PMSM调速策略研究

为了提高永磁同步电机的调速性能,滑模控制逐渐取代PI控制被引入控制系统中。但是传统滑模控制中趋近律的趋近速度慢与固有抖振问题制约着滑模控制的发展,为此提出一种改进的滑模趋近律。首先,为了解决传统等速趋近律中趋近速度和抖振难以平衡的问题,在所提趋近律中引入系统状态变量,并在滑模增益中引入指数项,使其在保证趋近速度的同时抑制滑模抖振。其次,由于开关函数在零点附近具有不连续的特性,会引起滑模抖振,为此采用sat函数代替常规开关函数,能够在保证响应速度的前提下抑制滑模抖振。然后,基于所提趋近律,设计永磁同步电机的滑模速度控制器。最后,仿真和实验结果表明,所提趋近律可以提高永磁同步电机调速系统的控制性能。

海上风电经柔直送出系统受端扰动自适应控制策略

针对海上风电经柔直送出系统受端侧出现扰动的场景,提出了一种保证受端换流站自主运行在安全范围内并实现有功功率在多个送端换流站间合理分配的自适应控制策略,具体包括受端换流站运行限幅控制策略与送端换流站直流电压-频率自适应下垂控制。当受端电网出现扰动导致受端换流站内部电气量越限时,受端换流站运行限幅控制输出用于降低虚拟电势参考值的缩减系数,约束越限电气量回归至限值之内;自适应下垂控制策略考虑送端有功功率裕度和直流电压偏差的约束,自适应调整下垂系数,进而在多个送端换流站间合理分配因受端扰动而使得风场调整的扰动功率,并减小直流电压偏差;送受端侧控制策略共同维持整个系统稳定运行。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建3端海上风电经柔直送出系统仿真模型,验证了该方法的有效性与准确性。

水下通信中的自适应门限信号智能检测方法

在水下通信的自适应门限信号检测过程中,采用一个固定的阈值进行判决,这种方法忽略了信号和噪声之间的动态关系,误码率较高。基于此,研究水下通信中的自适应门限信号智能检测方法。首先识别信号的特性,对信号进行初步分类。其次根据识别的信号特性,动态调整门限值,以确保在不同的信号环境下都能获得最佳的检测效果。最后利用调整后的门限值判决接收到的信号,区分出有效信号、噪声或无效信号,从而智能检测水下通信信号。实验结果证明了该方法在不同信噪比条件下的卓越性能和可靠性,为水下通信系统的性能提升提供了重要依据。

多尺度特征交互的伪标签无监督域自适应行人重识别

针对无监督域自适应行人重识别中存在的感受野不足、全局特征与局部特征联系不紧密等问题,提出了一种多尺度特征交互的无监督域自适应行人重识别方法。首先利用特征压缩注意力机制对图像特征进行压缩并输入到网络以增强丰富的局部信息。其次,设计了残差特征交互模块,通过特征交互的方式将全局信息编码到特征中,同时增大模型感受野,强化网络对行人特征信息的提取能力。最后,采用基于部分卷积的瓶颈层模块在部分输入通道上进行卷积运算以减少冗余计算,提高空间特征提取效率。实验结果显示,该方法在三个适应性数据集上mAP分别达到了82.9%、68.7%、26.6%,Rank-1分别达到了93.7%、82.7%、54.7%,Rank-5分别达到了97.4%、89.9%、67.5%。表明所提方法能够使行人特征得到更好的表达,识别精度得到提高。

神经元自适应性减摇鳍零航速控制系统分析

基于减摇鳍零航速系统使PID控制法不能取得理想减摇效果的难题,分析了改进单神经元自适应控制器机能,在神经元架构不增大复杂性前提下,从根本上提升了非线性处置力,为了减少对减摇鳍零航速伺服驱动系统的需求,依据控制中最优二次型目标理论,在线进行神经元的参数自适应调控,进行了对于驱动功率间接的限制。验证了Lyapunov系统在此控制方法条件下具有的稳定能力,且处于不同海况情形下和PID控制法模拟比对,体现了此方法对于解决减摇鳍零航速非线性控制问题具有强大优势和能力。

零序互感对距离保护的影响与自适应补偿方法

针对一起同塔双回线发生跨线接地故障时欠范围纵联距离保护拒动事件,本文分析同塔双回线单相接地故障与跨线接地故障的特征,以及零序互感对接地距离保护的影响,得出零序互感带来的附加阻抗是引起接地距离保护范围缩小并导致欠范围纵联距离保护拒动的根本原因。为避免零序互感对同塔双回线接地距离保护范围的影响,须对零序互感进行补偿,因此本文提出一种自适应补偿方法,通过引入邻线零序电流,结合本线零序电流方向和相电流方向,实现对零序互感的自适应补偿。最后,利用实时数字仿真系统对本文所提补偿方法进行评估,仿真结果证明了所提方法的有效性。

基于MRSE-CNN的电力系统多任务暂态稳定自适应评估

为解决暂态功角与暂态电压一体化评估中可靠性不足、在线更新耗时过长的问题,提出多任务暂态稳定自适应评估方法。利用变步长二分法从时间维度上构建暂态功角与暂态电压的稳定边界;提出一种融合多尺度残差挤压激励机制的多任务卷积神经网络,该网络直接面向量测数据,仅需3个采样点即可完成输入特征与稳定边界的映射,在保证快速性的基础上实现了高精度的边界拟合;通过引入自适应动态权重的Huber损失函数进一步增强模型在实际应用中的可靠性;在线应用时,通过迁移学习实现模型在负荷、拓扑、新能源3个维度下的自适应更新。在改进的IEEE 39节点系统中的验证结果表明,所提方法不仅兼顾快速性、准确性与可靠性,而且在未知场景下具备快速更新的能力。

时空降阶单元及其自适应分析初探

基于初值问题和边值问题中降阶单元的成功实现,进一步提出时空降阶单元,以弹性弦振动方程(波动方程)为例,构造了自适应有限元分析算法。时空降阶单元继承了初值和边值问题中降阶单元的所有优点,可以给出按最大模度量满足误差限的降阶单元的解答。该文对这一研究进展做一简要介绍,并给出包括若干强迫振动以及移动荷载反应的典型算例以展示本法的可行性、有效性和可靠性。

基于互信息与自适应图卷积的运动想象脑电信号识别

针对运动想象脑电信号非线性特征提取困难、难以有效捕获脑电通道间功能连接关系的问题,提出一种基于互信息和自适应图卷积的运动想象脑电信号分类识别方法。首先,对原始运动想象脑电信号进行子频带划分,提取频域信息;然后,采用互信息神经估计方法构建邻接矩阵,获取脑电信号的非线性关系;最后,设计一种结合CBAM的自适应图卷积网络捕获各通道间的动态关联强度,实现空频特征提取。在BCICompetitionⅣ2a和BCICompetitionⅢ3a数据集上,分别达到83.14%和88.19%的平均准确率,结果表明本文方法能有效获得脑电通道间功能连接关系,为运动想象脑电信号解码提供新思路。

基于移动分层滑模面的桥吊模型参考自适应滑模控制

桥式吊车系统的数学模型是一个非线性时变的欠驱动系统模型,其执行机构数少于自由度个数,并且桥式吊车系统模型的参数信息无法精确获得。针对上述问题,提出了一种基于移动分层滑模面的模型参考自适应滑模控制策略。首先,针对桥式吊车系统的参考模型,设计了一种移动分层滑模面以提高参考模型的暂态性能;然后,针对带有不确定性的桥式吊车系统,设计了一种带有参数估计的自适应滑模控制方法,在模型参数信息无法精确获得时确保小车到达期望位置并消除负载摆角;最后,利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了该控制系统的闭环稳定性。仿真结果表明,所提方法不仅有效,而且具有较强的鲁棒性。

基于自适应虚拟阻抗的多VSG并联控制策略

微电网中很多逆变器采用虚拟同步发电机(VSG)并联的控制方式,各逆变器线路阻抗间存在差异和负载变化都会导致各VSG功率分配不均甚至产生环流损害系统器件。因此,提出一种适用于多VSG并联的自适应虚拟阻抗控制策略,实现虚拟阻抗的动态调节,并通过无功电压调节环对线路阻抗差异产生的偏差进行补偿,从而达到VSG输出无功功率合理均分和减小环流的效果。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的有效性和可行性。

基于自适应反馈机制的小差异化图像纹理特征信息数据检索

针对小差异化图像纹理相似度和噪声等因素导致纹理特征挖掘效果较差的问题,设计一种自适应反馈结合局部二值机制的小差异化图像纹理特征挖掘方法.使用规范割策略将图像数据各点拟作节点,使用节点间的连接线权重计算2点的相似度,采用支持向量机训练图像属性参数分类图像属性,进一步归纳图像类别.运用跳跃连接方法传输图像数据,将数据引入卷积神经网络剔除图像噪声.将中心点像素值当作反馈因子,创建自适应反馈判定条件,利用局部二值模式实现小差异化图像纹理特征挖掘.在MATLAB平台进行试验,从卷积神经网络收敛性、图像频谱纹理单元数、平均准确率、图像数据匹配度等方面进行了分析,分析结果表明:随着迭代次数不断增加,精度损失逐渐降低,基本收敛到稳定值,达到了预期训练效果;所提出方法挖掘的图像频谱纹理单元数3800个以上,更贴合人眼视觉信息;平均准确率为0.87,准确率@1、准确率@5和准确率@10的平均值分别为0.90、0.84和0.85;挖掘耗时低于5 s,图像数据匹配度高于90.3%,验证了所提出方法可在图像纹理特征识别操作中发挥应有作用.

自适应变色迷彩涂层制备及性能研究

为有效提高装备在野外与不同的背景快速融合的需求,采用利于大面积生产和低成本的丝网印刷方法制备自适应温致变色迷彩涂层。利用氟碳树脂和丙烯酸树脂包覆变色材料,研究涂层制备体系和制备工艺,并通过对变色涂层进行性能测试,制备得到具有应用前景的可逆变色迷彩涂层。本研究利用升温辅助层与变色迷彩涂层共同作用,实现了变色迷彩涂层快速可逆自适应变化。利用色差仪、万能拉伸机、耐水色牢度测试仪、盐雾试验机等仪器对涂层的性能进行了测试。测试结果表明,使用聚氨酯树脂体系制备的温致变色迷彩涂层具有应用前景,当变色迷彩涂层厚度为0.6 mm时,涂层变色时间为6~9 s。将变色迷彩涂层放置于林地、荒漠中,可探测度分别约为0.51、0.56。

考虑状态增量的自适应Wiener过程剩余寿命预测

针对传统自适应Wiener过程剩余寿命预测方法具有相邻两个时刻状态量相同隐含假设的问题,提出一种考虑状态增量的自适应Wiener过程剩余寿命预测方法。首先利用Wiener过程来表征产品性能退化过程,建立具有状态增量的Wiener过程状态空间方程,推导出退化模型参数在线更新解析式;为了充分开发利用同类产品的历史退化数据,提出基于期望最大化(EM)算法的信息融合方法,用以估计状态空间方程参数初始值;其次,利用首达时概念,得到产品剩余寿命的分布函数和点估计。最后,结合红外发光二极管IRLED和关节轴承工程实例对所提方法进行验证,与传统方法相比,所提方法的预测精度分别提高了约40.07%和101.23%。

基于自适应续流比的混合式步进电机转矩脉动抑制方法

混合式步进电机细分驱动存在较大的电流纹波,导致转矩脉动明显.通过分析H桥驱动电路的续流过程,提出一种基于自适应续流比的混合式步进电机转矩脉动抑制方法.该方法利用环型分配器产生的细分指令电流i ref与实际电流i相比较,以区分当前时刻所需的续流模式.在快速续流模式下,实时监测电流指令与实际电流的差值Δi ref,通过自适应系数k动态调节续流时间,直至电机相电流快速下降至给定电流i ref后切换至缓慢续流模式.对续流时长与快速续流占总续流时间的比例自适应调节以适应不同工况下步进电机的平稳运行,有效降低了转矩脉动.最后,搭建MATLAB/Simulink仿真平台并进行实验验证,结果表明,与传统混合续流控制相比,所提方法能够有效减小步进电机的转矩脉动.

一种具有低调制深度和低功耗的自适应抗噪超高频RFID解调器设计

超高频射频识别技术(radio frequency identification,简称RFID)是目前RFID发展的主流,但是传统的RFID幅度调制(amplitude shift keying,简称ASK)解调器在应对低调制深度的射频输入信号时难以实现精准解调.针对这种情况,该文基于GJB7377.1B标准系统的超高频RFID ASK解调器,设计了一个由包络检测、低通滤波、放大器和比较器组成的低功耗、自适应抗噪ASK解调器.与传统的RFID ASK解调器相比,使用了迟滞放大器来实现低调制深度下的精准解调,使用了偏置电路来降低功耗,并使用了迟滞单元来抗噪.经过测试和验证,该RFID ASK解调器可以在2.31%的最小调制深度下解调信号,其功耗仅为421.63 nW,且在射频信号(radio frequency,简称RF)加入噪声的情况下也能实现精准解调.

基于负集加权迭代修正最小二乘拟合原理的快速自适应拉曼光谱基线校正算法

拉曼光谱是无损光谱分析技术,通过分析散射光的频率变化获取物质的分子结构信息。基线校正是提升光谱数据质量的关键步骤,可以去除背景信号和不相关噪声,凸显并纯化目标信号。传统的拉曼光谱技术对基线校正的时效性要求不高,但随着流式拉曼和内窥拉曼等需要实时处理光谱数据的应用场景增多,基线校正在速度和准确性要求也随之提高。传统的迭代多项式拟合和小波变换方法在时间、精度或自适应能力上存在不足。本研究开发了一种基于负集加权迭代修正最小二乘原理的快速自适应基线校正算法(MWIALS)。主要原理是提取负数集并赋予更高权重,在迭代过程中不断修正基线,并通过设置参数阈值以跳出循环,实现快速准确的基线校正。提出两种参数选择策略:固定参数(FMWIALS)适用于批量同类型光谱的快速处理,自适应(AMWIALS)适用于差异化光谱的自适应处理。该算法应用于颗粒物的流式拉曼光谱分析。结果表明,与其他主流算法相比,MWIALS在实际光谱处理上显著高效(平均处理时长47 ms·谱^(-1)),具有较高的准确性和自适应性。该算法能够满足流式拉曼和内窥拉曼等生物样本检测中实时光谱处理的需求,为拉曼光谱技术的进一步应用提供了强有力的支持。

动态环境下的自适应变阻抗控制方法

针对机器人接触性作业存在环境建模不精确导致接触力跟踪波动的问题,提出一种动态环境下的自适应变阻抗控制方法。所提出的控制方法根据接触力反馈信息建立惯性参数的自适应控制率,并对阻尼更新率动态调节,避免接触阶段的力超调,同时减小稳态跟踪阶段的力跟踪误差。基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,与经典的定阻抗控制在平面、斜面及正弦曲面环境下进行对比实验,实验结果表明该方法相对经典定阻抗控制,在恒定期望力下力跟踪稳态误差至少减少2.33N,超调量至少降低97.9%,期望力动态变化也具有更小的超调和稳态误差,在刚度突变时振荡次数少,能够很好地适应接触环境位置动态变化、刚度参数不准确、力动态变化的情况。

双永磁同步电机自适应抗负载扰动交叉耦合稳定控制策略

双永磁同步电驱系统广泛应用于高精度位置同步传动。针对现有独立控制策略下负载扰动易造成位置同步性能下降的问题,提出交叉耦合控制的双永磁同步电驱系统自适应参数整定优化策略。首先,基于传递函数方法,分析交叉耦合结构作用于单电机不同位置控制的稳定性和带宽,提出兼顾稳定性和抗扰能力的基于电流环交叉耦合的双永磁同步电机比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)位置同步控制结构。其次,基于频域分析传递函数,理论上获取PID控制器参数与双电驱系统稳定性和抗扰能力之间的耦合映射关系,提出表征系统稳定性和抗扰性的等效控制参数,以及抗负载扰动的自适应参数整定方法。最后,搭建双永磁同步电机实验平台,在阶跃和脉动负载工况下与传统PI控制策略作对比实验,结果验证了所提控制策略在不同转速下抵抗不同负载扰动的有效性。

基于自适应粒子群的机械臂模糊计算力矩控制

针对多自由度机械臂控制器在控制参数不能适应系统变化时轨迹跟踪性能不足的问题,提出一种基于自适应粒子群算法的模糊计算力矩控制(APSO-FCTC)。以二连杆机械臂轨迹跟踪为对象,基于拉格朗日法建立动力学模型,设计了用于自适应调整计算力矩控制(CTC)中PID参数的模糊控制器。进一步提出APSO-FCTC方法,通过基于动态适应度数组的自适应粒子群算法实时优化模糊集合的端点值。通过仿真验证了所提出的APSO-FCTC方法在传统CTC方法的控制参数不能适应系统变化时轨迹跟踪的优越性和抗干扰性,且优于单独使用模糊或自适应粒子群的方法。