基于AdaBoost-CNN的变压器故障诊断研究

传统的浅层机器学习算法无法充分挖掘变压器故障之间的关系,导致故障诊断的精度较低,针对此问题,提出了将自适应增强(Adaptive Boosting,AdaBoost)与卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)相结合,构造AdaBoost-CNN变压器故障诊断模型。AdaBoost-CNN应用了迁移学习的思想,将CNN估计器训练的结果迁移到下个CNN估计器,同时更新训练样本的权值继续训练。针对传统变压器故障气体特征存在着表达能力不足的问题,使用不同气体间的比率来扩充特征向量,同时应用因子分析的方法,科学地提取出更有利于诊断变压器故障的特征。结果表明,通过因子分析得到的特征数据作为AdaBoost-CNN模型的输入,诊断精度达到96.62%,相较于特征未扩充的数据集诊断精度提高了0.67%。通过与传统AdaBoost算法以及单个的CNN比较,分别提高了9.54%、2.67%,验证了所提模型应用在变压器故障诊断问题上的有效性和准确性。

多源域分布下优化权重的迁移学习Boosting方法

深度决策树迁移学习Boosting方法(DTrBoost)仅能适应一个源域与一个目标域的训练数据,无法适应多个不同分布的源域的样本。此外,DTrBoost方法同步地从源域中学习数据至目标域模型,并没有根据重要程度量化学习知识的权重。在实践中,对于某数据集的数据按照某一或某些特征划分出来的数据往往分布不一致,并且这些不同分布的数据对于最终模型的重要性也不一致,知识迁移的权重也因此不平等。针对这一问题,提出了多源域优化权重的迁移学习方法,主要思想是根据不同分布的源域空间计算出到目标域的KL距离,利用KL距离的比值计算出不同分布的源域样本的学习权重比例,从而优化整体梯度函数,使学习方向朝着梯度下降最快的方向进行。使用梯度下降算法能使模型较快收敛,在确保迁移学习效果的同时,也能确保学习的速度。实验结果表明,提出的算法在整体上实现了更好的性能并且对于不同的训练数据能够实现自适应效果,分类错误率平均下降0.013,在效果最好的OCR数据集上下降0.030。

基于迁移学习的轨道交通特殊OD客流预测研究

客流预测一直是轨道交通运营公司关注的重点,由于受到运输能力的限制等因素影响,部分OD的实际客流数据与真实需求有偏差,出现异常或者样本缺失,从而造成总体样本量偏小,直接采用这些样本进行预测会明显影响预测精度,但通过还原样本值增加样本量难度太大。根据上述特点选择基于实例的迁移学习,先确定源域的对象和范围,从源域中选择合适的样本补充到总体样本中,共同组成最终的训练样本数据集,完成迁移学习。同时选择改进的Boost算法,通过误差调整样本权重,不断迭代,得到最终的预测模型。结果表明:基于实例的迁移学习结合改进Boost算法的预测精度要好于传统集成学习、ARIMA模型、多元回归模型,为轨道交通运营公司对特定OD的客流预测提供新的有益尝试。

基于Buck-Boost电路的能量转移型均衡方案

提出了一种基于Buck-Boost电路的新型均衡电路,实现了锂离子串联电池组充放电均衡。根据均衡能量流向,采取两种不同的均衡策略:电池组放电时,均衡能量由电池组向组内荷电状态(state of charge,SOC)较低的单体电池转移;电池组充电时,均衡能量由电池组中SOC较高的单体电池向电池组转移。以单体电池开路电压在线估计为基础,运用开路电压法估算SOC,选取SOC值在一定阈值范围之外的单体电池作为均衡对象,对6节串联的磷酸铁锂电池进行了充放电均衡实验。实验结果表明,该方案可以有效减小单体电池间的不一致性,提升电池组的整体性,同时提高了电池组充放电容量。

一种结合半监督Boosting方法的迁移学习算法

迁移学习是数据挖掘中的一个研究方向,试图重用相关领域的数据样本,将相关领域的知识"迁移"到新领域中帮助训练.当前,基于实例的迁移学习算法容易产生过度拟合的问题,不能充分利用相关领域中的有用数据.为了避免这个问题,通过引入目标领域的无标记样本参与训练,利用半监督Boosting方法,提出一种新的迁移学习算法,能够对样本的相关性进行更好的判断,减少选择性偏差的影响.在大量文本数据集上的实验表明了新算法的有效性.

基于Boost变换器拓扑PFC电路的建模与分析

介绍了以Boost变换器为主拓扑结构,平均电流控制模式下PF C电路的工作原理,并在准静态分析法的基础上,建立了系统的简化小信号模型。在此基础上,以闭环系统的带宽fc和相位裕量Φ为设计指标,给出了实用的闭环反馈控制器的设计方法。仿真与实验结果表明,所建立的小信号模型及控制器设计方法不仅对模拟PF C电路中补偿器RC网络中参数的设计有实用意义,而且在考虑系统延时的情况下,也适合于数字PF C电路中控制器的设计。

一种新型Buck-Boost矩阵变换器

对传统矩阵变换器电压传输比低的缺陷进行研究,提出一种称为Buck-Boost矩阵变换器的新型电路拓扑结构.首先介绍了该拓扑结构的基本构成及其工作原理,然后着重阐述了无零矢量的空间矢量调制策略和滑模控制策略的设计方法,最后通过仿真对该新型拓扑结构的有效性和可行性进行了验证.结果表明,该结构能实现输出电压和频率的任意调节,其电压传输比既可大于1也可小于1,且直接输出标准的正弦波而无需滤波环节,从而有效解决了传统矩阵变换器电压传输比低的难题.

一种基于Boost电路的新型矩阵变换器及其谐波分析

在交-直-交矩阵变换器的中间直流环节上串联一工作在高频脉冲状态下的Boost升压电路,形成了一种基于Boost电路的交-直-交矩阵变换器Boost MC(boost matrix converter)。利用其在高频脉冲状态的升压能力,达到提高矩阵变换器的电压传输比的目的。推导了相关的数学模型,讨论了Boost电路的不连续导通(DCM)工作模式,分析了电路拓扑结构,重点讨论了Boost MC的升压原理并对输入电流和输出电压进行了谐波分析。仿真试验结果验证了该方案的有效性和正确性,电压传输比可达到1.0以上,输出电压波形非常接近正弦波,谐波含量增加不多,且主要为开关频率附近的高次谐波。

Boost矩阵变换器的离散滑模控制策略

针对目前矩阵变换器存在电压传输比低的缺陷,在对拓扑结构的基本构成及其工作原理分析基础上,提出一种新型的称为Boost矩阵变换器的电路拓扑结构。推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述了所采用的离散滑模控制策略的设计方法,并通过仿真对其有效性和可行性进行了验证。结果表明,该拓扑结构能实现输出电压和频率在一定范围内的任意调节,其电压传输比既可大于1,也可小于1,且直接输出高品质的正弦波而无需滤波环节,从而有效解决了传统矩阵变换器电压传输比低的难题。

新型Boost矩阵变换器及其实验研究

针对传统矩阵变换器电压传输比低的缺陷提出新型的Boost矩阵变换器(BMC),研制了相应的的实验装置。介绍了该实验装置的系统结构及其基本原理,阐述了其硬件与软件的基本设计方法,并对实验装置进行了相关的实验测试。结果表明,BMC能实现电压传输比和输出频率的任意调节,且直接输出较规则的正弦波而无需滤波环节,波形失真度小,实验结果与仿真分析基本吻合,从而进一步验证了BMC及其调制策略的正确性,同时也为今后实现工程化应用打下了基础。

一种新型Boost矩阵变换器及其控制策略

针对传统矩阵变换器存在电压传输比低的问题,提出一种新型的矩阵变换器电路拓扑结构。研究该拓扑结构的基本构成和工作原理,推导并分析其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述2种有效控制策略即滑模控制和双闭环控制的基本设计方法并对比分析其不同的特点,最后通过仿真对其有效性和可行性进行验证。研究结果表明:该新型电路在2种控制方案下均能实现电压传输比和输出频率的任意调节,且输出电压波形的正弦性好,失真度小,有效地解决了传统矩阵变换器电压传输比低的问题。

交错控制双输入Boost变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析

多输入Boost变换器较传统并联方式工作的Boost变换器而言,具有体积小、成本低、增益高、控制方式灵活等优点,因此在新能源联合分布式发电系统中具有广阔的应用前景。但由于多输入Boost变换器存在多个输入电压及功率开关管,导致其供能模式及输出纹波电压较传统Boost变换器要复杂得多。为给多输入Boost变换器的分析和设计提供正确的理论指导,该文对采用交错控制的双输入Boost变换器供能模式及输出纹波电压进行深入研究。研究结果发现,电感L1存在完全电感供能模式(CISM)、不完全电感供能模式(IISM)和断续导电模式(DCM)三种供能模式;电感L2存在连续导电模式(CCM)和DCM两种供能模式。推导出各供能模式的临界电感,得到各供能模式的输出纹波电压解析式,据此给出双输入Boost变换器参数设计方法。实验结果验证了该理论分析的正确性。

基于开关电感的二次型Buck-Boost变换器

为降低基本二次型Buck-Boost变换器输入电感电流应力,提出一种基于开关电感的二次型Buck-Boost变换器。详细分析变换器在L_(1)-CCM、L_(2)-CCM、L_(3)-CCM下的能量传输过程,指出在该模式下电感L_(1)、L_(2)取值是否相等仅对变换器的工作模态有影响;对该模式下的基本关系进行推导,得出变换器电压增益,输入电感电流应力表达式,并分别给出电感L_(1)、L_(2)和L_(3)的连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)临界条件与临界电感取值。与基本二次型Buck-Boost相比变换器增益提高了两倍,输入电感电流应力降低了近一倍。最后,通过仿真和实验验证了所提电路的可行性和理论分析的正确性。

一种基于Boost电路的新型矩阵变换器的研究

在交-直-交矩阵变换器的中间直流环节上串联一工作在高频脉冲状态下的Boost升压电路,形成了一种基于Boost电路的交-直-交矩阵变换器Boost MC(Boost Matrix Converter).利用其在高频脉冲状态的升压能力,达到提高矩阵变换器的电压传输比的目的.推导了相关的数学模型,介绍了Boost电路的不连续导通(DCM)工作模式,分析了电路拓扑结构,重点讨论了升压电路的控制策略.仿真试验结果验证了该方案的有效性和正确性.

基于Boost-Buck电路的锂离子电池组均衡充电方法

针对锂离子电池组中串联的各单元电池间电量不均衡的问题,提出了一种基于Boost-Buck电路的锂离子电池组均衡充电电路。阐明了该均衡电路的工作原理,给出了均衡电路参数的选取原则和均衡充电控制策略。根据均衡电路拓扑结构搭建电路仿真模型,验证了均衡过程中主电路中储能元件电流、电压变化规律,并对先恒流后恒压直流电源充电时的单元电池间的均衡充电过程进行了仿真,仿真结果表明均衡效果明显。

新型BUCK-BOOST矩阵变换器的鲁棒PID控制策略

针对为克服传统矩阵变换器电压传输比低的缺陷而提出的新型Buck-Boost矩阵变换器(BBMC),提出采用鲁棒PID控制策略进行控制。介绍了该控制策略的基本原理,阐述了将其应用于BBMC逆变级控制的具体设计方法,并通过仿真对其控制效果进行了验证。结果表明:该控制策略使BBMC获得了良好的动态和稳态性能,能实现输出电压和频率的任意调节,且直接输出较标准的正弦波而无需滤波环节,谐波含量小,具有一定的应用价值。

基于Boost电路的新型矩阵变换器研究

在AC/DC/AC矩阵变换器(Matrix Converter,简称MC)的中间直流环节上串联一个工作在高频脉冲状态下的Boost升压电路,形成基于Boost电路的AC/DC/AC矩阵变换器,即BoostMC。利用其在高频脉冲状态的升压能力,达到提高MC的电压传输比的目的。同时,引入参考输入电压的概念以对无功功率进行调节,起到对电网的无功补偿作用。推导了相关的数学模型,讨论了Boost电路的不连续导通工作模式,分析了电路拓扑结构,研究了中间升压电路的控制策略。仿真和样机实验结果验证了该方案的有效性和正确性。

峰值电流模式非理想Boost变换器建模

应用能量守恒法建立了非理想Boost变换器的小信号模型,在该电路拓扑结构的基础上引入了峰值电流模式控制,并进一步推导出含有斜坡补偿的情况下电路等效功率级的精确模型,该模型具有更高的精度;然后以峰值电流模式Boost变换器为基础,针对该电路存在的缺点设计了电压控制器补偿网络,使得补偿后的系统具有更好的稳定性,并通过MATLAB软件仿真验证了该方案的优点和利用价值。

基于离散滑模控制的新型Buck-Boost矩阵变换器

对目前矩阵变换器存在电压传输比低的缺陷进行了研究,提出了一种新型的称为 buck-boost 矩阵变换器(BBMC)的电路拓扑结构。介绍了该拓扑结构的基本构成及其工作原理,分析推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述了离散滑模控制策略的基本设计方法,最后通过仿真对其有效性和可行性进行了验证。结果表明:该新型拓扑结构能实现输出电压和频率的任意调节,其电压传输比既可大于1,也可小于1,且直接输出高品质的正弦波而无需滤波环节,谐波含量小,从而有效解决了传统矩阵变换器电压传输比低的难题,具有较好的应用价值。

应用于UPS的3kW Boost电路研究

提出了基于UC3842的Boost(升压)电路控制策略,运用开关函数法建立了Boost功率电路的高频数学模型,进而给出了状态空间平均模型,基于这一模型,从控制理论的角度分析了Boost电路的能控、能观测性。文中给出了占空比的输入到输出的小信号传递函数,为设计校正补偿网络提供了理论依据。这一电路可应用于中小型UPS(不间断电源)中,给蓄电池升压,为UPS中的逆变器提供输入电压,可以满足掉电时UPS的动态性能。最后给出的仿真和实验结果,证明了文中分析的正确性和UC3842控制的实用性。