顾及地球物理效应的GNSS高程时间序列AdaBoost预测和插值方法

传统的GNSS高程时间序列预测和插值方法仅考虑时间变量,具有明显的局限性。本文顾及地球物理效应的影响,通过温度、大气压强、极移等数据和GNSS高程时间序列数据构建回归问题,使用自适应提升(AdaBoost)算法建模。为了验证模型的预测和插值性能,试验选取4个GNSS站的高程时间序列进行分析。建模试验表明,相较于Prophet模型,AdaBoost模型的拟合精度提升了约35%;预测结果表明,在12个月的预测周期内,AdaBoost模型在4个GNSS站的MAE值为4.0~4.5 mm,RMSE值约为5.0~6.0 mm;插值试验表明,相较于三次样条插值方法,AdaBoost插值模型的精度约提升了15%~28%。预测和插值试验表明,顾及地球物理效应的AdaBoost模型可以应用于GNSS高程时间序列预测与插值。

考虑噪声影响的MEMD-XGBoost方法在GNSS高程时间序列建模和预测中的应用

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)高程时间序列研究有助于监测和分析地壳板块运动,可以为研究人员判断区域运动趋势提供依据。基于经验模态分解和极端梯度提升算法构建了MEMD-XGBoost模型来预测分析GNSS高程时间序列。为了验证模型的预测性能,实验选取8个GNSS站高程时间序列数据进行预测实验,特征构造结果显示,多次经验模态分解可以准确地提取原始时间序列信息,提供有效特征。建模结果表明,MEMD-XGBoost模型可以有效改善数据质量。预测结果表明,MEMD-XGBoost模型预测结果具有较高的精度和准确率,误差离散程度较小,模型具有较强的稳定性和鲁棒性,可以较好地预测出GNSS站高程方向的运动趋势和季节性变化。因此,该模型可以应用于GNSS高程时间序列建模和预测研究。

基于遗传算法优化XGBoost模型的地铁乘客出站走行时间预测

地铁乘客出站走行时间的预测是城市交通运行和管理的重要依据,对其进行准确预测有助于缓解地铁拥堵、优化地铁服务和提高乘客满意度。为了准确预测地铁乘客出站走行时间,首先,基于视频分析软件从监控视频中提取了乘客出站时的走行时间和若干特征变量。其次,为了筛选出对走行时间有显著影响的因素,采用相关性分析和最优尺度回归模型进行影响因素分析,并使用遗传算法进行最优特征组合的提取。最终,将提取出的特征作为输入向量,使用极端梯度提升模型(extreme gradient boosting,XGBoost)进行走行时间的预测,并以平均绝对误差等作为评价指标。实验结果表明,本文提出的方法在地铁乘客出站行为预测方面具有较好的效果,平均绝对误差为1.55 s,低于未优化的极端梯度提升模型(1.87 s)、支持向量机(2.03 s)和随机森林(1.96 s)等模型。

基于变换域分析和XGBoost算法的超短期风电功率预测模型

为应对传统超短期风电功率预测方法在数据潜在关系挖掘和模型收敛速度等方面存在的问题,提出了一种基于变换域分析和极端梯度提升回归树算法(extreme gradient boosting, XGBoost)的超短期风电功率预测方法。首先,通过时间滑动窗口和风电功率指标进行数据构建和低级特征提取。然后,结合快速傅里叶变换(fastFourier transform, FFT)和哈尔小波变换构成的多层次变换域分析方法对风电数据进行分解,充分考虑频域信息在特征学习中的重要性。最后,建立包含FFT、哈尔小波变换和XGBoost算法组合的超短期风电功率预测模型。实验结果表明,采用的多层次变换域分析方法能够充分挖掘原始特征之间的潜在关系,深入捕捉数据的时序关联性,而且XGBoost算法可以有效提升模型的预测性能,与其他预测模型相比,所提方法在不同数据集上均展现出较高的预测精度和较强的特征提取能力。

基于时延反馈的Boost变换器混沌化控制

时延反馈是一种混沌或混沌化控制的有效方法,本文建立了电流模式控制DC-DC Boost变换器输出电压时延反馈混沌化模型,以非线性微分方程时延反馈混沌化理论为基础,研究了控制策略中不同控制参数对变换器混沌化的影响,并给出了控制参数的选择依据。时延反馈混沌化方法控制范围宽,结构简单且设计过程系统性强。同时,验证了变换器系统的混沌化对EMI的有效抑制,为相关混沌研究的工程应用提供了实现思路。

基于谐波特性的简化Buck-boost变换器动态相量法建模与仿真

随着大量电力电子开关器件的应用,传统的正弦稳态或准稳态假定在分析某些快速暂态问题上已经难以兼顾速度和精度。动态相量法模型在分析此类问题上比传统的稳态模型精确,非常接近时域仿真结果,适合快速数值仿真。本文对含电力电子开关器件的变换器用动态相量法建立了数学模型,通过对Buck-boost变换器中电感电流和电容电压时域仿真结果的傅里叶(FFT)分析,提出使用直流分量近似时域结果,从而又简化和改进了Buck-boost变换器的动态相量模型。仿真结果表明该模型具有非线性、时不变的特点,能准确反映变换器暂态过程。

Boost变换器滑模控制方法及其实验研究

通过对Boost变换器稳态平衡点的计算 ,可构造其时变滑模控制方法。该控制方法在滑模面的设计中引入了变换器参数的变化 ,并且充分利用Boost变换器独特的电路结构 ,具有较好的瞬态响应特性和启动特性。在理论分析的基础上 ,给出了详细的计算机仿真及电路实验结果。

基于AVL BOOST发动机配气正时的优化设计

利用现代设计方法对内燃机研究方案的效果进行先期预算,缩短内燃机开发的周期。为使研究问题简化,单缸试验机一直是开发新机型和对现有产品性能和结构参数进行优化的主要工具之一。应用AVL BOOST软件,建立某单缸柴油机工作过程计算模型,并在此基础上,分析配气正时对总体性能的影响,最终确定此柴油机的配气正时。

三相Boost并网逆变器的离散时间预测控制

三相Boost并网逆变器工作在直流输入电压小于电网电压峰值的场合,具有输入电压调节范围宽的优良特性,适合用于燃料电池、光电池等可再生能源系统的单级并网发电。提出一种三相Boost并网逆变器网侧电流的离散时间预测控制。该方法在每一个采样周期内,利用逆变器输出电流的离散时间模型和逆变器产生的7种电流空间矢量,预测逆变器下一个采样周期的网侧电流,并以该电流与理想网侧电流的误差最小作为优选指标,确定下一个采样周期的开关信号。该方法不需要传统Boost逆变器控制中的任何调制策略,方法简单,实现容易。实验结果表明,采用离散时间预测控制的三相Boost逆变器并网系统具有优良的并网性能。

基于时间尺度的Boost变换器自抗扰控制

以Boost变换器的控制策略为研究对象,将自抗扰控制技术应用到Boost变换器的控制策略中,使被控系统不但具有良好的动态特性,而且对参数变化具有较强的鲁棒性。同时针对自抗扰控制参数难以整定的特点,介绍了自抗扰控制的参数整定基本原则,对Boost变换器进行自抗扰控制仿真,并和PID控制进行对比。最后,用时间尺度概念对Boost变换器的自抗扰控制进行参数整定。仿真结果验证了该方法确实可行。

具有快速动态响应的PCCM二次型Boost变换器

工作于电感电流连续导电模式(CCM)的二次型Boost变换器,其控制-输出小信号传递函数含有三个右半平面(RHP)零点和两个谐振峰值点,增加了控制环路补偿器的设计难度。提出了固定中间电感放电时间的伪连续导电模式(PCCM)二次型Boost变换器及其控制策略,其输入电感工作于CCM模式、中间电感工作于固定放电时间PCCM模式,消除了控制-输出小信号传递函数的两个RHP零点,在降低控制环路补偿器设计难度的同时,提高了动态响应速度,最后通过实验验证了理论分析的正确性。

峰值电流型PFC Boost变换器斜坡补偿的时变模型和全局动态优化试验

建立连续峰值电流型PFC Boost变换器的时变模型,动态分析快时标不稳定现象的产生,并结合电路试验,分析常规固定斜坡补偿的不足.以斜坡补偿时变模型为基础,以工频输入电流正弦化为目标,提出一种全局优化的动态时变补偿设计理论和方法.基本原理电路试验结果表明全局优化动态补偿既消除了快时标不稳定现象,又获得了单位功率因数,达到了全局补偿优化的目的.

固定导通时间半滞环脉冲序列控制Boost变换器研究

针对工作于电感电流连续导电模式的脉冲序列控制开关变换器存在的低频振荡问题,提出了开关变换器的固定导通时间半滞环脉冲序列控制技术,分析了固定导通时间半滞环脉冲序列控制连续导电模式Boost变换器的工作原理及其控制规律。研究结果表明,半滞环脉冲序列控制消除了脉冲序列控制连续导电模式Boost变换器存在的低频振荡现象。

PI补偿固定关断时间电流型控制Boost变换器的次谐波振荡机理及失稳边界

当电压外环反馈增益较大或变换器输出电容等效串联电阻（equivalentseriesresistance，ESRl较大时，采用比例积分（proportional．integral，PI）补偿的固定关断时间电流型（fixedoff-timecurrent．mode，FOT-CM）控制Boost变换器存在次谐波振荡现象，导致变换器工作在不稳定状态。PI补偿器中补偿电容电压是变换器电感电流和输出电容电压的线性组合，由此建立了PI补偿FOT-CM控制Boost变换器的降阶离散时间模型，研究了电压外环反馈增益和输出电容ESR对变换器稳定性的影响，阐述了次谐波振荡现象的产生机理。进一步，通过近似降阶离散时间模型，得到了PI补偿FOT-CM控制Boost变换器的近似临界稳定条件。结果表明，当输出电容ESR较小时，随反馈增益的增大，PI补偿FOT-CM控制Boost变换器通过倍周期分岔失稳；随着输出电容ESR的增大，变换器通过边界碰撞分岔失稳。为了避免次谐波振荡现象的产生，变换器需采用ESR较小的输出电容，且电压外环需设计较小的反馈增益。实验结果验证了理论分析的正确性。

Buck-Boost变换器电流滞环控制策略的研究与改进

电流滞环控制策略具有稳态过程精度高、响应速度快的优点,但在负载电流突变过程控制效果不够理想。为了缩短变换器的动态响应时间,提高负载调整率,对电流滞环控制策略进行了改进,根据电容电荷平衡原理提出一种暂态电流滞环控制策略,并进行了详细地理论分析和数学建模。基于STM32F407VGT6开发板制作了Buck-Boost变换器样机,实验结果表明,应用暂态电流滞环控制策略后,负载调整率提高了1%左右,动态响应时间缩短了200μs左右。

考虑谐波特性的Boost变换器动态相量模型

基于动态相量法建立了考虑谐波特性的Boost变换器动态相量模型,从理论角度论证了Boost变换器中的电感电流近似为锯齿波的合理性,通过对状态方程降阶,避免了直接采用时域微分方程进行动态相量运算所引起的状态方程阶数过高的问题。占空比不变、占空比跃变和输入电压跃变3种情况下的仿真结果表明该模型具有时不变、非线性的动态特性,具有精度高、误差小、仿真速度快等优点,能较好地分析电力电子装置的暂态过程。

Buck-Boost变换器工作模式及控制策略的研究

DC-DC变换器是实现电气系统电能变换和传输的重要设备,具有加速平稳、响应速度快的特点,但在具体使用环境下,变换器负载变化将对其性能造成极大影响。以Buck-BoostDC-DC变换器为例,分析了变换器的工作过程和工作模式,针对完全电感供能模式(CISM)和不完全电感供能模式(IISM),分别提出了对应的控制策略,系统自动判别负载变化情况,实现对输出电压的快速调节,使其始终稳定在期望值。对不同模式下的控制策略进行仿真,结果验证了所提出的控制策略能很好地改善Buck-Boost型DC-DC变换器的超调量、调节时间等动态性能。

一种基于Buck-boost级联二次型Buck拓扑的LED驱动电源

提出了一种新型的LED驱动电源,分析了其工作原理和工作特性。主电路拓扑基于二次型Buck和Buckboost变换器,通过级联,共用一个开关管,简化了拓扑结构和控制策略,降低了控制成本。采用两级式级联结构,消除了原二次型Buck拓扑结构的输入电流过零死区问题,进一步提高了功率因数,改善了输入电流的总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)。同时,开关管的占空比工作在更合理的区域。最后通过实验验证了理论分析的正确性。

一种基于信息复用的Boosting瀑布型分类器高效训练方法

构建一个基于Boosting的瀑布型分类器往往要花费巨大的计算代价,该文提出一种改进的Boosting瀑布型分类器训练算法,利用不同层级分类器之间的共享信息复用来提高训练速度。该文提出的瀑布型分类器训练方法在两个层次上复用已获得的层级分类器中的信息。在分类器层次上,前一个层级分类器在新的层级分类器训练过程中成为第1个特征,并在当前层级分类器的训练样本集上进行适应性学习;在特征层次上,每一级分类器都直接保留所有前面层级分类器已经学到的特征,并重新在当前层级分类器的训练样本集上进行适应性学习。最后,再通过学习新的弱分类器,加入新特征。在正面人脸检测问题上的实验表明,提出的新算法相比传统方法能够大幅提高Boosting瀑布型分类器的训练速度,提高幅度近10倍,瀑布型分类器的训练时间从将近3天降到了8个小时。

升压型Boost-PFC电路的频率反走临界电流控制

临界导通工作模式下的Boost PFC电路在交流输入电压过零点附近出现开关频率过高和过零点交越失真,导致电路开关损耗增加和总谐波失真增大,为此在恒定导通时间控制基础上,提出了一种电流控制频率反走的控制策略。通过在交流输入电压过零点附近将电路从临界工作模式切换到断续工作模式的方式,降低电路在交流输入电压过零点附近开关管的工作频率,提高变换器效率;并增大交流输入电压过零点附近时电路的开关管导通时间,增加电感储能,使得二极管在交流输入过零点附近仍能导通,改善过零点交越失真。仿真和实验结果表明:运用电流控制频率反走控制策略后,在交流输入电压过零点附近,电路通过切换到断续工作模式,降低了工作频率,增大了开关管导通时间。Boost PFC电路效率得到提高,电路的总谐波失真减小。