面向无线传感网络的同步时钟技术研究

考虑到传统的时钟同步技术在信息交互过程中产生的延迟具有不确定性,为了消除其对时钟同步的影响,提出了面向无线传感网络的同步时钟技术研究。通过对任意一个网络节点在真实物理时间的本地时间进行变换处理,构建无线传感网络的线性时钟模型,根据高斯分布所具有的加减特性,计算两个连续同步轮次的动态响应时间差值,在离散形式下,构建无线传感网络观测模型。通过计算无线传感网络时钟差值的均值,得到无线传感网络节点的时间戳,将无线传感网络节点数据交互误差补偿的目标函数转换成向量的形式,补偿无线传感网络节点数据交互误差,实现无线传感网络的时钟同步处理。实验结果表明,在微秒级延迟下,该技术的同步精度仍较高,可以有效消除网络信息延迟的不确定性对同步时钟的影响。

高转换效率腔内倍频外腔面发射蓝光激光器

高功率高光束质量的蓝色激光在激光显示与照明、水下通信和成像、有色金属加工等许多领域具有广泛应用前景.本文利用增益芯片底部的高反镜分布布拉格反射镜、折叠镜以及后端反射镜构成V型谐振腔,通过腔内插入非线性晶体LBO,获得了高转换效率的高功率、高光束质量蓝光输出.实验研究了非线性晶体的长度、基频激光的线宽、倍频走离角的补偿等不同因素对外腔面发射激光器腔内倍频蓝光输出功率的影响.在LBO的Ⅰ类相位匹配条件下,当晶体长度为5 mm,所用双折射滤波片厚度为1 mm时,获得超过6 W的491 nm波长蓝光输出,x和y方向的光束质量M2因子均为1.08,倍频转换效率为63%.

基于新型移相器的配电网重构双层优化

分布式电源的高渗透率接入,会导致重构过程中合解环安全形势更加严峻,合环电流有可能无法满足配电网要求。而新型移相器可以同时进行幅值和相位的调整,是有效解决合解环问题的重要手段。因此,提出一种在合环线路间装设新型移相器的方法,并设计了配电网重构的双层优化模型。该模型在上层进行配电网重构降低系统网络损耗,下层则以合环冲击电流加权和最小为目标优化合解环顺序。算例证明了所提的配电网重构策略,在降低电网损耗的同时,能够极大降低合环电流,提升合环操作的安全裕度。

基于5G MEC的配网多端差动保护稳态精度校验方法

为了提高配网多端差动保护的检测精度,减少延迟,提出基于5G MEC的配网多端差动保护稳态精度校验方法。该方法以5G核心网多模块化的网络功能架构完成集中管控运营,结合MEC平台实现本地分流;将线路划分成多个多端差动保护区域,通过多种协议完成差动保护的多端通信;获取平衡系数消除不平衡差流,利用相位补偿简化的电流转化手段得到差动电流,完成配网多端差动保护稳态精度的校验。实验结果表明,所提方法传输延时低于88μs,校验后的差动保护动作灵敏度明显提升,动作率为100%,可提高配网多端差动保护稳态精度。

Computational analysis of(MAP_1,MAP_2)/(PH_1,PH_2)/N queues with finite buffer in wireless cellular networks

This paper studies a queueing model with the finite buffer of capacity K in wireless cellular networks, which has two types of arriving calls--handoff and originating calls, both of which follow the Markov arriving process with different rates. The channel holding times of the two types of calls follow different phase-type distributions. Firstly, the joint distribution of two queue lengths is derived, and then the dropping and blocking probabilities, the mean queue length and the mean waiting time from the joint distribution are gotten. Finally, numerical examples show the impact of different call arrival rates on the performance measures.

DC-DC变换补偿网络PI近似工程设计

针对DC-DC变换补偿网络设计中试凑法的盲目性和理论分析的复杂性,文中根据状态空间平均法,以Buck为例对DC-DC变换系统进行建模。在满足幅值裕度和相位裕度的情况下,推导出补偿网络kp、ki与系统参数占空比D、电感L和电容C之间的关系,并在此基础上提出了一种工程近似的方法。通过PSIM仿真和基于DSP搭建的样机平台对所提方法进行验证,结果表明无论是在电压单闭环的情况下还是在电压外环电流内环的情况下,此工程近似法与理论分析法即传统控制方法得出的结果基本一致。此工程近似法避免了试凑法的盲目性和理论分析的复杂性,为实际工程中快速设计补偿网络提供了一种快捷的方法和思路。

基于S/SP补偿拓扑的强抗偏移感应式无线电能传输系统

针对感应式电能传输(inductive power transfer,IPT)系统偏移造成输出电压不稳定和效率低下的问题,提出一种强抗偏移的S/SP补偿IPT系统,该系统在变耦合变自感和变耦合不变自感两种情况下均能保证较小的输出电压波动和较高的传输效率。首先,基于Maxwell有限元仿真,分析罐型磁心松耦合变压器的磁通分布和磁场分布特性,总结不同方向偏移的参数变化规律。然后,提出一种提高系统抗偏移能力的S/SP补偿参数设计方法,得到相应的磁耦合机构设计准则,并结合磁仿真数据,通过数值计算方式求得系统输出波动和输入阻抗角的变化规律。最后,通过实验验证文中采用罐型磁心和新型S/SP补偿拓扑实现多方向偏移下高效率、低波动无线电能传输的可行性。在额定负载下,系统沿纵向和水平方向偏移的输出电压波动分别为2.7%和3.1%,传输效率维持在90.8%~94.3%。

自适应陷波滤波器的并网逆变器相位超前补偿方法

逆变侧电流反馈控制的LCL型并网逆变器广泛地应用于实际中,然而在数字控制下,控制延时改变了系统的相位特性,进而影响系统的稳定性。为此,提出了一种基于自适应陷波滤波器(adaptive notch filter,ANF)的相位超前补偿方法。首先,利用陷波器的相位超前环节对控制延时产生的相位滞后进行补偿,从而避免系统相位在谐振频率处穿越-180°,改善了系统的稳定性并增强其对弱电网的鲁棒性。其次,采用ANF算法对系统的谐振频率进行估计,并根据估计值动态调整陷波频率,扩大了谐振频率稳定区间,进一步提高了系统对LCL参数波动的适应能力。最后,对所提方法进行实验验证,结果表明:基于ANF补偿方案的并网逆变器稳定性良好,且相比传统的陷波方案,该方案对电网阻抗及LCL参数波动具有更好的鲁棒性,更利于LCL并网逆变器在弱电网工况下的控制。

基于Phase-Type分布的数据驱动型柔性GERT网络模型

经典GERT模型只能处理异或型节点,大大限制了其实际应用。为此,利用Phase-Type(PH)分布构造了可处理异或型、或型和与型节点的柔性GERT模型。首先,利用PH分布运算的封闭性,证明了服从PH分布的广义活动网络(GAN)可转化为同样服从PH分布的GERT网络,解决了以往GAN向GERT转化所导致的矩母函数无法求解问题。其次,基于PH分布的矩母函数构造传递函数,证明可利用梅森公式对柔性GERT网络进行求解,获得解析解。进而,考虑到PH分布的稠密性,即PH分布可拟合正实半轴上一切分布,采用基于聚类拟合原理的HyperStar工具,拟合传感器收集的大量活动时间数据,获得相应的PH分布参数。接着,借助GERT解析法和Mathematica 12.0软件求解柔性GERT网络的完成期望时间、方差及完成概率等参数。最后,用一个发动机检修实例验证此方法的实用性。

弱电网下LCL型并网逆变器阻抗重塑谐振抑制策略研究

针对电网电压比例前馈控制下电网阻抗宽范围变化易导致并网逆变器发生谐振或失稳的问题,提出了一种改进电网电压比例前馈与超前校正相结合阻抗重塑谐振抑制策略。该策略首先在传统电网电压比例前馈环节串联二阶广义积分器(SOGI),消减电网电压比例前馈与线路阻抗耦合导致的正反馈,一定程度上提升系统稳定裕度;进一步在电流前馈通道中引入超前相位校正,对系统相位裕度进行补偿,提升逆变器等效输出阻抗与电网阻抗交点处相角裕度,避免谐振发生,增强逆变器在电网阻抗宽范围变化时的鲁棒性,同时给出具体实现过程及参数设计思路,经仿真验证了所提策略的可行性。

配电网储能型DSTATCOM电能质量综合补偿策略

为解决新能源发电、单相负荷等规模化接入给配电网所带来的多重电能质量问题,提出采用储能型配电网静止同步补偿器实现对配电网电压波动、电压越限、三相不平衡的综合补偿。首先,建立由正序控制环与负序控制环组成的统一控制器,其中,正序控制环可对光伏电源出力进行平滑控制,同时在出现大量有功反送时对公共点电压进行限幅安全控制;负序控制环引入虚拟复导纳对公共点电压三相不平衡进行补偿,同时通过推导出最优导纳角对储能型DSTATCOM输出的负序补偿电流进行优化。另外,采用自抗扰技术对正、负序电流环的动态性能进行提升。最后,在MATLAB/Simulink中搭建系统仿真模型。仿真结果表明,基于所提电能质量综合补偿策略的储能型DSTATCOM能够有效治理配电网电能质量问题。

基于相空间重构与RBF网络的心冲击波补偿研究

在基于心冲击描记图的非接触式心率检测方法中,心冲击波的真实形态容易在体动发生时被掩盖。为解决无效信号给心跳点定位造成的阻碍,提出一种相空间重构与RBF神经网络结合的体动区间波形补偿模型。首先利用改进的C-C法选取合适的重构参数,并通过动态k-均值聚类确定网络拓扑结构,将动作发生前时间序列在重构空间中的相点作为学习样本输入到模型中,进而实现对无效信号段的单步递归预测。实验结果显示,该预测模型性能良好,能够减少原始信号中不规则噪声带来的影响,经模型修正后计算逐拍心动周期的平均误差为1.27%,平均绝对误差为8.9 ms,有效避免了心跳事件的误判。

基于旋转移相变压器的电压源型无功补偿器及其控制策略

由于以光伏、风电为代表的可再生能源的间歇性、随机性特征,当分布式电源高渗透率并入电网时往往导致供电线路有功、无功功率的波动,造成有源配电网潮流分布与控制复杂化,网损增加,频率和电压品质下降。为了改善这一状况,该文参考静止无功补偿器(STATCOM)的电压源型换流器(VSC)结构提出一种基于旋转移相变压器(RPST)的电压源型无功补偿器(VSVC)的新拓扑,分析VSVC在容性和感性两种典型工况下的工作原理;研究VSVC并联稳态数学模型,应用瞬时无功理论,提出一种包含功率外环控制和电流内环控制的双闭环控制策略,具有良好的鲁棒性和控制精度。最后,通过仿真和实验验证了该文所提拓扑结构以及控制策略的有效性,满足有源配电网无功补偿器的灵活配置,可实现无功功率的连续、双向调节,并具有易实现高电压、大容量化,以及成本低、易运维、抗冲击性强和耐受性好等优势。

基于自适应神经网络的磁编码器角度误差补偿算法

针对磁编码器中各类误差导致的解码精度低的问题,在神经网络原理的基础上提出单层自适应神经网络对正余弦信号中存在的幅值不相等、相位不正交、直流偏置、谐波与噪声等误差进行补偿。采用锁相环算法对补偿后的正余弦信号进行解码。电路中采用TLE5501磁阻芯片检测角度变化,利用TL082C运放芯片对信号进行调理,最后采用STM32G431单片机验证算法的性能。通过仿真与试验验证,证明了该算法的有效性与可行性。

基于对地参数测量的配电网故障选相与有源消弧方法研究

由于在单相接地故障前后配电网对地参数发生变化,传统有源消弧法以配电网正常运行状态下的对地参数为依据得到的补偿电流参考值与实际值存在偏差。针对故障点残流无法实现完全补偿导致熄弧困难的问题,通过中性点接入的有源消弧装置向配电网注入特征频率电流信号,消除系统频率对配电网对地等效参数测量精度的影响,构建特征信号流通回路,实现配电网在接地故障后的对地等效参数测量。然后根据实时测量的对地参数和零序电压,动态计算补偿电流,控制有源消弧装置向中性点注入电流实现故障消弧,并提出通过注入零序电流的方法得到故障相电压的幅值及相位,实现故障相辨识。最后,在PSCAD/EMTDC仿真软件中验证了所提方法能够实时反映配电网对地参数变化,实现了故障支路电流全补偿,达到配电网接地故障快速熄弧的目的。

一款BiCMOS工艺的低附加相移衰减器

采用0.18μm BiCMOS工艺,设计了一款工作频率为17~42 GHz的5位低附加相移、超宽带衰减器。小衰减单元采用简化的T型衰减结构,大衰减单元采用π型衰减结构,且每个衰减单元均采用电容和电阻并联的方式对附加相移进行补偿。测试结果表明,在17~42 GHz频带范围内,该衰减器的衰减动态范围为0~20 dB,衰减步进为0.5 dB,衰减误差均方根小于0.5 dB,附加相移为-1.25°~1.00°,芯片尺寸为220μm×95μm。

基于集成学习后融合神经网络算法构建肝硬化代偿期中医智能辨证模型的探讨

【目的】基于集成学习后融合神经网络算法构建肝硬化代偿期中医智能辨证模型。【方法】收集广西中医药大学附属瑞康医院2016年1月至2022年10月期间首次就诊的肝硬化代偿期患者的病历数据。通过数据预处理后将数据样本按8∶2划分为训练集和测试集。运用决策树、支持向量机、K最近邻、随机梯度下降法、随机森林、极端梯度增强法(XGBoost)6种机器学习算法,实施初步模型构建研究;采用集成学习后融合的BP神经网络的算法,建立肝硬化代偿期各中医证型模型。采用F1分数值、ROC曲线下面积(AUC)值评估模型的性能。【结果】共纳入912例肝硬化代偿期患者的病历数据资料进行分析。初步构建的各机器学习模型的性能评价指标如下:决策树的F1分数值为0.87,AUC值为0.88;支持向量机的F1分数值为0.82,AUC值为0.97;K最近邻的F1分数值为0.88,AUC值为0.94;随机梯度下降法的F1分数值为0.91,AUC值为0.96;随机森林的F1分数值为0.89,AUC值为0.95;XGBoost的F1分数值为0.84,AUC值为0.97。最终的集成学习后融合的BP神经网络的F1分数值为0.95,AUC值为0.99。集成学习后融合的神经网络所输出的肝硬化代偿期各证型的符合方案(PPS)数据集显示:疲倦乏力、舌质红、舌苔少、脉细等对阴虚血阻证有较高的贡献度;舌苔黄腻、舌质红、脉滑等对湿热瘀阻证有较高的贡献度;舌淡红、苔薄白、脉弦等对肝郁脾虚血结证有较高的贡献度;脉涩、舌紫、舌质暗等对气滞瘀阻证有较高的贡献度;脉细、疲倦乏力、舌淡紫等对气虚血瘀证有较高的贡献度。【结论】在肝硬化中医辨证预测模型构建中,集成学习后融合BP神经网络模型各项评估指标最均衡,模型性能最好;该模型所输出的PPS数据集可为肝硬化代偿期的临床辨证提供参考。

基于2阶段循环神经网络的语音增强算法

基于神经网络的语音增强算法模型直接在时域或时频域操作导致算法具有很高的复杂度,难以在低算力平台下实现应用。针对这一问题,提出一种基于2阶段循环神经网络的语音增强算法,在保证算法性能的前提下,大幅减少了算法复杂度。算法由2阶段子网络构成,第一阶段对语音的梅尔子带特征利用循环神经网络进行建模预测幅度谱掩码以实现语音幅度的增强。第2阶段通过循环神经网络估计噪声幅值联合相位谱补偿算法实现语音的相位的补偿。通过2阶段网络并行优化,获得了较好的增强性能。实验结果表明:相比基线模型,本文提出的算法在更低的复杂度情况下,在语音的客观指标上依旧具有优良的表现。

配电网单相接地故障区段定位新技术

为解决配电网中辐射型线路的单相接地故障区段定位问题,对中性点经消弧线圈串/并联电阻接地电网中零序有功功率在非故障线路和故障线路区段的分布特点进行了分析,并给出了相应的表达式。在此基础上,提出了使用零序有功功率在辐射型配电网中定位单相接地故障所在线路区段的方法,并结合分析结果给出基于零序有功功率变化量的判据。该方法有明确的选择性,可在结构复杂的多分支、多段线路且没有装设自动调谐消弧线圈的配电网中进行单相接地故障定位,且对保护信息无时间同步要求,对保护系统通信性能要求低。仿真算例验证了该方法与判据的正确性。

一种DC~10GHz的低附加相移高衰减精度的开关型衰减器

本文设计了一种DC~10GHz的带有低附加相移以及高衰减精度的6位开关型衰减器。分析了三种传统的开关型的T型、简化T型以及∏型衰减器的拓扑结构[1],通过在∏型衰减器的结构中采用电感和电容补偿技术,实现在超宽带范围内的低附加相移[2]。该基于55-nm CMOS工艺的6位衰减器,芯片核心版图面积为0.05mm2,仿真结果表明,该衰减器在DC~10GHz频段范围内的插入损耗为3dB~4.3dB,64态的回波损耗均小于10.6dB,衰减误差的均方根值小于0.18dB,64态的衰减附加相移小于2.5度,衰减器在5GHz时处于参考态下的1dB压缩点对应的输入功率为7.7dBm。