Analysis and design of over-current limit control strategies applied in aeronautical power supplies

Some Over-Current Limit Control strategies are analyzed and designed to meet the demands of high reliability and rapid dynamic response in the aeronautical power supply applications. The control schemes are both effective in DC-DC converters and DC-AC converters. Controller models are set up, and the over-current limit operation principles of analogy and digital control are analyzed too. An 800VA aeronautical power supply bas been constructed to verify the performance of the proposed control strategy in various cases such as the sudden load change and the constant load. The analysis and experiments confirm the advantages of the proposed over-current limit strategies as follows： simple,effective and reliable.

Predictive Control Model Based on the MPC Algorithm on Three Different Road Sections

Predictive control is an advanced control algorithm,which is widely used in industrial process control.Among them,model predictive control(MPC)is an important branch of predictive control.Its basic principle is to use the system model to predict future behavior and determine the current control action by optimizing the objective function.This paper discusses the application of MPC in the prediction and control of the speed of vehicles to optimize traffic flow.It is a valuable reference for alleviating traffic congestion and improving travel efficiency and smoothness and provides scientific basis and technical support for future highway traffic management.

PREDICTION AND CONTROL OF BOTH WRINKLE AND FRACTURE LIMITS ON CYLINDRICAL CUP MULTI DEEP DRAWING

Based on the superfluous triangle material wrinkle model,the no wrinkle limit criterion of cylindrical cup multi deep drawing is calculated as the prediction and control of the wrinkle limit.According to fracture model,the no fracture limit criterion of cylindrical cup multi deep drawing is calculated as the prediction and control of the fracture limit.Combining the no wrinkle limit criterion with the no fracture limit criterion,the no wrinkle and no fracture limit criterion and diagram on cylindrecal cup multi deep drawing are given as the prediction and control of both wrinkle and fracture limits.In accordance with this can determine the limit deep drawing coefficient and minimum deep drawing coefficient,and can choose the deep drawing coefficient of multi deep drawing,blank holder force and deformation force by optimization choice method.Theory calculation and test data are highly consistent,and suitable for no flange multi deep drawing,flange multi deep drawing and rigid punch expanding

H-infinity performance optimization for networked control systems with limited communication channels

This paper studies the problems of H-infinity performance optimization and controller design for continuous-time NCSs with both sensor-to-controller and controller-to-actuator communication constraints （limited communication channels）. By taking the derivative character of network-induced delay into full consideration and defining new Lyapunov functions, linear matrix inequalities （LMIs）-based H-infinity performance optimization and controller design are presented for NCSs with limited communication channels. If there do not exist any constraints on the communication channels, the proposed design methods are also applicable. The merit of the proposed methods lies in their Jess conservativeness, which is achieved by avoiding the utilization of bounding inequalities for cross products of vectors. The simulation results illustrate the merit and effectiveness of the proposed H-infinity controller design for NCSs with limited communication channels.

Amplitude control of limit cycle in a van der Pol Duffing system

This paper applies washout filter technology to amplitude control of limit cycles emerging from Hopf bifurcation of the van der Pol-Duffing system. The controlling parameters for the appearance of Hopf bifurcation are given by the Routh-Hurwitz criteria. Noticeably, numerical simulation indicates that the controllers control the amplitude of limit cycles not only of the weakly nonlinear van der Pol-Duffing system but also of the strongly nonlinear van der Pol-Duffing system. In particular, the emergence of Hopf bifurcation can be controlled by a suitable choice of controlling parameters. Gain-amplitude curves of controlled systems are also drawn.

Quantum speed limit time of a two-level atom under different quantum feedback control

We investigate the quantum speed limit time （QSLT） of a two-level atom under quantum-jump-based feedback control or homodyne-based feedback control. Our results show that the two different feedback control schemes have different influences on the evolutionary speed. By adjusting the feedback parameters, the quantum-jump-based feedback control can induce speedup of the atomic evolution from an excited state, but the homodyne-based feedback control cannot change the evolutionary speed. Additionally, the QSLT for the whole dynamical process is explored. Under the quantum-jump-based feedback control, the QSLT displays oscillatory behaviors, which implies multiple speed-up and speed-down processes during the evolution. While, the homodyne-based feedback control can accelerate the speed-up process and improve the uniform speed in the uniform evolution process.

虚拟同步机电流受限暂态电压支撑机理与改进故障穿越控制研究

针对虚拟同步机在电网低、过电压故障下所面临的无功电压支撑不足、特性差等问题,建立考虑电流限幅特性的虚拟同步机等效电路模型,并基于拓扑同伦原理,给出不同无功电压控制在等效电路相量图上的几何表征方法。利用该方法,揭示几种常见无功电压控制下的虚拟同步机电流受限暂态电压支撑机理,并由此提出一种改进的故障穿越控制策略,有效改善电网低电压、过电压故障下的暂态电压控制能力和支撑特性,进而缓解故障期间的暂态功角稳定问题。基于PSCAD/EMTDC仿真对所提机理和故障穿越控制方法进行详细验证,最后,在3机9节点系统中对其在近、远区电网故障下的支撑特性进行仿真验证。

低压直流微电网新型主动限流器及控制策略

低压直流微电网中直流母线发生短路故障后,现有的被动式保护措施难以有效保护电力电子装置,并且当计及直流线路电感与变流器直流母线侧电容时,常规主动限流器会出现限流电感电流振荡的特性。详细分析了该电流振荡特性产生的机理,探究了系统参数变化对限流电感电流振荡峰值的影响。并提出了一种新型主动限流器拓扑结构及控制策略,该拓扑结构通过增加能量耗散支路,在限流器直流母线侧电容电压产生负压时导通,以此耗散能量,解决了电感电流振荡的问题。通过仿真与实验,验证了所提新型主动限流器对电感电流振荡特性抑制的有效性,且在不同工况下具有良好的鲁棒性。

深层、超深层定向钻井中若干基础研究进展与展望

深层、超深层定向钻井具有“垂深大与水平延伸远”的双重特征,受到复杂地层、高温高压、超长裸眼等多重因素约束,其安全高效作业面临着更大的全方位技术挑战。为此,着眼于深层、超深层定向钻井的提速提效问题,系统总结了定向钻井的发展概况与技术特点,选取了深层、超深层定向钻井中力学方面的几个重要基础问题,分析了国内外专家学者的相关研究进展和最新研究成果,最后展望了深层、超深层定向钻井基础理论研究发展趋势并提出相关建议。研究结果表明:①大小偏差融合控制算法兼顾了井眼轨迹的控制精度、光滑度等多目标约束,适应于深层、超深层条件下井眼轨迹实时控制要求;②合理优化振动减阻工具个数、安放位置及其激励力幅值,可显著降低井下管柱摩阻,并有效提高机械钻速;③基于误差补偿机制的机械钻速融合预测模型既保留了机理模型的可解释性,又具有较高的预测精度;④套管复合磨损预测模型突破了经典“单月牙”模式的局限性,实现了复合模式下套管磨损形状与深度的同步预测。结论认为,深层、超深层定向井和水平井是未来油气井工程的重要发展方向之一,需要加强多因素耦合机理、钻井延伸极限、机理与数据融合驱动等方面的基础研究,以推动复杂油气井工程基础理论的创新与发展,为深层、超深层钻井工程技术进步提供必要的基础理论支撑。

基于车路协同的快速路合流区可变限速控制方法

针对快速路合流区通行效率低的问题,利用车路协同环境下实时信息采集与交互技术,基于Gipps安全距离模型,对METANET模型进行改进;将动态安全距离融入可变限速控制中,建立起主线可变限速的控制方法和模型,引导匝道车辆利用主线可插间隙汇入,提高了快速路合流区的通行效率和匝道汇入的成功率;利用VISSIM与MATLAB联合搭建仿真控制环境,在不同流量下对所提出的控制策略进行仿真评估。研究结果表明:在中、高流量下,可变限速的控制策略使得速度分别提升了8.75%、 9.28%,密度分别降低了9.45%、 9.77%,行程时间分别降低了9.29%、 8.88%;延误分别降低了9.21%、 8.84%;证明了该可变限速控制策略能提升合流区通行效率,改善交通流运行状态。

预设性能下的输出受限船舶航向切换容错控制

针对船舶输出受限、执行器故障不确定性和受到未知海洋扰动的船舶航向控制问题,提出一种基于切换策略的自适应容错控制方案。利用对数障碍李雅普诺夫约束航向误差并将状态输出约束在有限范围内。结合预设性能理论和反步法,针对具有不确定参数和执行器故障的船舶控制系统,将健康执行器作为备用。通过设计一套监控函数来监督航向误差的动态范围,实现了在执行器故障且故障模式未知的情况下,船舶航向控制器从故障执行器切换到健康执行器,同时满足跟踪误差的收敛性及控制系统稳定性。仿真验证了所提出算法的有效性。

基于多智能体深度强化学习的高速公路可变限速协同控制方法

面向高速公路多路段可变限速协同控制需求,针对高维参数空间高效训练寻优难题,提出了应用多智能体深度确定性策略梯度(MADDPG)算法的高速公路可变限速协同控制方法。区别于既有研究的单个智能体深度确定性策略梯度(DDPG)算法,MADDPG将每个管控单元抽象为具备Actor-Critic强化学习架构的智能体,在算法训练过程中共享各智能体的状态、动作信息,使得各智能体具备推测其余智能体控制策略的能力,进而实现多路段协同控制。基于开源仿真软件SUMO,在高速公路典型拥堵场景对提出的控制方法开展管控效果验证。实验结果表明,提出的MADDPG算法降低了拥堵持续时间和路段运行速度标准差,分别减少69.23%、47.96%,可显著提高交通效率与安全。对比单智能体DDPG算法,MADDPG可节约50%的训练时间并提高7.44%的累计回报值,多智能体算法可提升协同控制策略的优化效率。进一步,为验证智能体间共享信息的必要性,将MADDPG与独立多智能体DDPG(IDDPG)算法进行对比:相较于IDDPG,MADDPG可使拥堵持续时间、速度标准差均值的改善提升11.65%、19.00%。

考虑智能网联车辆影响的八车道高速公路施工区可变限速控制方法

为提升车联网环境下高速公路施工区交通运行效率及安全水平,提出了一种基于强化学习的可变限速控制方法.选取智能驾驶模型和真车试验模型,分别对传统人工车辆和智能网联车辆的跟驰行为进行建模,构建了以瓶颈下游路段交通流量为效率指标、瓶颈路段速度标准差为安全指标的复合奖励值,利用深度确定性策略梯度算法,分车道动态求解最佳限速值.仿真结果表明,所提可变限速控制方法在不同智能网联车辆渗漏率条件下均能有效提升交通流运行效率和安全水平,且在智能网联车辆渗漏率较低时,提升效果更加显著.当智能网联车辆渗漏率为1.0时,瓶颈下游路段交通流量提升10.1%,瓶颈路段速度标准差均值下降68.9%;当智能网联车辆渗漏率为0时,瓶颈下游路段交通流量提升20.7%,瓶颈路段速度标准差均值下降78.1%.智能网联车辆的引入能够提升至多52.0%的瓶颈下游路段交通流量.

控制性供水湖泊旱限水位确定方法——以洱海为例

旱限水位作为干旱预警以及工程抗预案的重要指标和依据,对科学指导湖泊开展抗旱调度具有重要的作用。本文针对控制性供水湖泊的特征,在充分考虑湖泊自身生态健康稳定的同时,结合湖泊兴利调节逆序递推计算,提出了一种控制性供水湖泊旱限水位计算方法,以洱海为例,验证了该方法的合理性。结果表明:通过设定旱限水位,在考虑湖泊最小生态需求的基础上,通过在干旱前期预留水量,可有效缓解干旱年份的湖泊周边地区的严重缺水情况;在设置旱限水位后,连旱最不利年份下洱海环湖供水缺水量减少1023万m^(3),引洱入宾农业灌溉用水减少1016万m^(3),环湖城市供水、引洱入宾灌溉严重缺水月数分别减少11、10个,低于最低生态水位月数减少15个。本研究为水旱灾害防御部门制定湖泊旱限水位、指导湖泊开展抗旱调度提供了一套通用算法,能够为干旱防御决策提供科学依据和技术支撑。

分布驱动无人车在极限工况下的稳定跟踪控制

针对分布式驱动无人车在低附着、高速的极限工况下行驶时偏离目标路径和失稳的现象,提出一种稳定-跟踪联合控制策略,策略包含路径跟踪控制和横向稳定控制,使无人车在提高跟踪精度的同时又使其稳定性得到保障。路径跟踪模块在汽车二自由度模型的基础上,建立了最优LQR路径跟踪控制器,并引入前馈用以改善稳态误差,其次考虑误差变化的规律和路-车位置关系以及驾驶员预瞄模型,设计了改进的权重参数自适应LQR控制器;稳定性模块基于可以减小系统抖振的滑模模糊控制原理,并结合汽车稳定性参数的实际值与期望值的差值,求解出横摆力矩。其次在分配各轮转矩时建立约束条件,使得轮胎负荷率最小用以提升汽车的操纵稳定性。CarSim/Simulink仿真表明在高速、低附着的换道工况下,改进后的LQR控制器有效地改善跟踪误差,具有良好的鲁棒性。且在加入稳定性控制器后,横摆角速度与质心侧偏角的调节时间变短,极大改善了无人车在极限工况下的稳定性。

线粒体移植治疗肌少症的潜力

背景:肌少症是衰老引起的骨骼肌质量和力量下降的一种综合性疾病,是老年人面临的主要健康挑战。越来越多的证据表明,线粒体功能障碍在肌少症的发病机制中起着关键作用。目的:总结线粒体质量控制失调导致肌少症的机制,探讨线粒体移植可能是治疗肌少症的潜在靶点。方法:以“sarcopenia,mitochondrial dysfunction,mitochondrial quality control,mitochondrial transplantation,limitations”和“肌少症,线粒体功能障碍,线粒体质量控制,线粒体移植,局限性”为关键词,检索PubMed和CNKI数据库2009-2023年间相关文献。结果与结论:线粒体功能障碍在肌少症发病机制中发挥关键作用,线粒体移植可能通过改善线粒体生物能量学和调节线粒体相关信号通路成为治疗肌少症的可能策略。虽然部分临床前和临床研究证实线粒体移植治疗各种疾病的潜力,但关于线粒体转移的具体细节方面仍有一些亟待解决的问题。

自动驾驶汽车避撞极限研究

精确计算不同避撞控制策略的极限避撞距离是自动驾驶汽车避撞决策与控制的基础。为厘清差动制动控制对避撞距离的影响,探究转向和差动制动集成控制的极限避撞能力,提高极限避撞距离的计算精度,本研究基于非线性车辆集成动力学和最优控制理论提出一种自动驾驶汽车极限避撞距离计算方法。首先,建立了非线性7自由度车辆动力学模型和复合滑移工况的Pacejka轮胎模型。进一步地,基于上述模型构建了极限避撞距离求解问题,并将其转化为最优控制问题。然后,设计了高斯伪谱法将最优控制问题转化为非线性规划问题并求解。最后,分析了转向控制、制动控制、转向和制动集成控制、转向和差动制动集成控制的极限避撞距离,并与基于质点模型计算和CarSim测试的结果进行了对比。结果表明:转向和差动制动集成控制能够进一步减少自动驾驶汽车的避撞距离,显著提高其避撞能力;本研究所提方法能够显著提高极限避撞距离的计算精度和避撞决策结果的可靠性。

级联型混合直流与UPFC的柔性潮流协调控制策略

级联型混合直流输电系统具有能抑制换相失败、传输大容量功率的优势。但当级联型混合直流低端模块化多电平换流器(MMC)采用主从控制时,若系统发生交直流故障或负荷突增,可能会产生电流不平衡问题,导致受端交流侧功率出现大范围反向传输及电压支撑能力下降。为解决该问题并增强受端电网的稳定性,针对级联型混合直流输电系统,提出一种基于统一潮流控制器(UPFC)的柔性潮流协调控制策略。研究了基于柔性交流输电(FACTS)设备统一潮流控制器(UPFC)的级联型混合直流系统柔性潮流控制特性,针对系统故障及大扰动时出现的功率返送及电压稳定性问题,提出基于UPFC的频率支撑策略和基于动态限幅的电压支撑策略。该策略将送端侧故障带来的功率扰动转移到受端交流系统UPFC所在线路,利用UPFC功率补偿能力进行协调,同时基于动态限幅控制策略,采用无功优先控制方式提高换流站无功输出能力。最后,在PSCAD–EMTDC平台搭建了含受端交流系统的级联型混合直流输电系统模型。首先,仿真了LCC直流电流指令值下降过程,结果表明,本文所提基于UPFC的协调控制策略可以有效地减小交流系统频率波动,抑制功率返送现象;其次,仿真了系统负荷突增过程,验证了动态限幅控制策略能更好地提升MMC对交流系统的电压支撑能力;最后,仿真了连锁故障过程,结果表明,所提协调控制策略能有效地实现对系统频率和电压支撑,抑制功率波动,提高了级联型混合直流系统及受端电网的稳定性。因此,本文提出的级联型混合直流与UPFC的柔性潮流协调控制策略具有有效性和可行性。

含主动限流控制的MMC-HVDC电网直流短路故障电流解析计算

传统的MMC-HVDC电网直流短路故障电流计算一般采用等效RLC电路方法。但是该方法没有考虑主动限流控制(ACLC)对等效电路RLC参数的影响,因此无法直接用于含ACLC的MMC-HVDC电网的直流短路故障电流的解析计算问题。该文通过将ACLC的控制效果等效为虚拟阻抗产生的压降,建立了体现ACLC的控制影响的等效RLC电路,以包含电流变化率限流环节的典型ACLC算法为例,推导了直流双极短路故障条件下ACLC的控制参数与虚拟阻抗的映射关系以及相应的直流故障电流解析表达式。最后,以基于含ACLC的半桥型四端MMC-HVDC电网为例,建立PSCAD/EMTDC仿真模型,对采用ACLC的直流双极短路故障电流解析计算结果进行了验证。结果表明:故障后10ms内直流短路故障电流的PSCAD仿真结果与所提出的含ACLC的等效RLC电路解析计算结果的平均误差在8.29%以内,最大误差在10.99%。因此,使用所提出的方法具有工程实用性。

基于指令滤波器的无人艇抗饱和动态面跟踪控制器设计

本文对带有外界干扰、输入受限情形下的无人水面艇轨迹控制问题开展了研究。首先,给出了考虑前进、横漂和艏摇的无人艇三自由度跟踪控制模型。其次,基于反步法、跟踪微分器和抗饱和辅助系统,提出了有限时间饱和动态面跟踪控制器,并通过引入补偿信号消除了滤波器带来的微分误差,提高了控制系统的性能。最后,借助李雅普诺夫稳定性理论证明了所设计系统状态为有限时间稳定的,并通过数字仿真验证了所设计控制策略的有效性。