基于动态规划算法的串联式混合动力拖拉机犁耕工况能量管理研究

针对串联式混合动力拖拉机存在的经济性问题,采用动态规划算法优化串联式混合动力拖拉机能量管理控制策略。给出串联式混合动力拖拉机结构及主要参数,并基于MATLAB/Simulink搭建串联式混合动力拖拉机关键部件模型,基于动态规划模型及动态规划的基础理论,提出串联式混合动力拖拉机犁耕工况全局动态规划控制策略求解方法。仿真结果表明,在功率跟随和动态规划两种控制策略下,功率跟随的燃油消耗为20.625 kg,动态规划控制策略的燃油消耗为19.330 kg,与功率跟随控制策略相比,燃油消耗大约减少6.3%,经济性明显提高,说明动态规划算法的控制更加精确,效果更好,而且发动机功率大幅变化的次数减少,发动机大致工作在高效区域。

基于多层次动态评价模型的长三角地区省域交通物流发展水平评价

为推进长三角地区省域交通物流高质量发展,提出一种能够客观评价交通物流动态发展水平的方法。首先,基于国家的可持续发展战略和“双碳”目标导向,为推动交通物流的绿色可持续发展,从交通物流发展实力与发展潜力两方面选取22个指标构建评价指标体系。然后,考虑到区域交通物流发展水平具有动态演化特征,针对交通物流发展这一动态的系统工程问题,提出一种能有效捕捉时序数据信息的多层次动态评价模型,实现对交通物流发展水平的科学评价,对区域总体发展趋势、各省域发展趋势及各省之间发展水平差异性的分析,以及对未来发展趋势的预测及其动态演化规律的分析。为有效捕捉交通物流发展水平的动态演化特征,分别采用非线性规划法和最大化总离差平方和的思想对不同时期历史数据的重要性差异和不同指标因素的重要性差异进行量化处理,进而通过对数据进行自下而上的逐层加工处理确定各省交通物流发展水平的综合评价值,以提高评价结果的客观性和科学有效性;并利用基尼系数对各省份物流发展水平的差异进行分析,利用Markov链实现对区域交通物流发展水平动态演进趋势的预测和分析。最后,基于2018—2022年长三角地区4个省级行政区交通物流发展情况统计数据进行实例分析。结果表明:提升绿色化发展潜力对于提高交通物流发展水平具有重要作用;该地区的交通物流发展水平总体呈上升趋势;在动态演进过程中,不同省份间的发展水平差异呈扩大趋势。因此,为提高长三角地区交通物流的发展质量,应加速推进各省域交通物流的绿色化转型,从全局视角出发做好统筹发展规划,实现各省域的均衡协调发展。

物流园区光伏发电系统设计要点

结合某物流园区工程实际案例,分析项目太阳能资源及消纳条件,从光伏发电系统设计中并网方案比选、并网电压等级选择、光伏阵列计算与逆变器选型、逆变器容配比选择、并网升压站变压器容量计算等方面,探讨光伏发电系统设计要点。

某超限高层多塔复杂连体结构抗震性能研究

某四塔高位连体的超限高层建筑,地上共4个塔楼,最低16层,最高23层,采用钢筋混凝土框架核心筒结构。底部四层裙房,采用钢筋混凝土框架结构。在13~15层处设2层通高的大跨钢结构空中连廊,将4栋主楼在建筑造型上连为一体。针对工程特点,在参考国内若干个类似的多塔高位连体的工程案例后,确定采用空中连廊与主楼以隔震支座弱连接的方案。在结构计算中,按固定铰、隔震支座、分塔设集中力3种不同的方式模拟空中连廊对主楼的影响,并分别进行常规的小震分析、性能化设计、小震弹性时程分析、大震动力弹塑性分析、关键节点有限元应力分析、连廊楼盖舒适度验算及防连续倒塌验算,较为全面地掌握结构整体及关键部位的受力特性。同时采取控制竖向构件轴压比、提高核心筒配筋率、在关键构件设置型钢等技术措施,达到预定的性能目标。

时间序列分析在低渗透基岩地下水位预测中的应用

为深入掌握低渗透基岩地下水水位波动的宏观和微观特征,需要开展对地下水水位数据的拟合预测研究。以高放废物地质处置北山预选区新场地段低渗透基岩为研究对象,采用二次指数平滑法、ARMA模型和BP神经网络模型对地下水径流路径上的3口深部和3口浅部监测孔水位数据开展研究工作。对于地下水位宏观波动特征的解译,BP神经网络模型拟合精度要高于另外两种模型,且更加适用于具有明显非线性特征的水位序列;ARMA模型和二次指数平滑法模型拟合效果相当,但更适用于预测变化相对平缓的监测水位数据,且对于水位突变特征的拟合ARMA模型要优于二次指数平滑法模型。对于浅部监测孔地下水水位微动态的解译,BP神经网络模型优于二次指数平滑法模型和ARMA模型,预测的地下水位微动态变化周期和振幅基本与实测值一致。

液态金属电池串联成组的一致性分选

液态金属电池是一种兼具低成本、长寿命、大容量优势的规模储能技术。为提高串联液态金属电池组一致性和可靠性,该文提出一种电池综合分选方法。基于单体电池的活化数据,获取液态金属电池的综合特性参数;然后,通过皮尔逊相关性分析,选取若干典型静态特性指标作为聚类特征,进行电池初分选;最后,以动态时间规整相似度对电池放电曲线的差异性进行量化评估,并采用减法聚类进行电池再分选。研究结果表明,分选后液态金属电池组容量提高了6.77%,电池放电曲线差异减少了88.28%,电池组一致性得到显著提高。

基于动态轧制的串联热连轧机抑振研究

为抑制多机架热连轧系统的振动,以1580 mm双机架热连轧机为研究对象,通过在机架间增建横梁串联相邻轧机F1,F2来改进其结构。根据F1,F2轧机的实际结构和轧制参数,采用集中质量法并通过添加轧件和张紧辊,建立双机架热连轧系统的动力学简化模型;在ANSYS中,以质量和弹簧单元构建轧机辊系,并以梁单元搭建机架和横梁,建立串联前后的双机架热连轧系统有限元模型,分析增建横梁对辊系振动特性的影响,且与现场实测数据进行对比验证。结果表明:相邻机架串联后,F1和F2工作辊垂直振动信号变化不大,而水平振动信号峰值分别降低了25.59%,23.65%,相应均方根分别降低了37.97%,15.98%,一定程度上抑制了工作辊系的水平振动,提高了轧机在轧制过程中的稳定性。仿真结果与实测数据基本一致,证明了串联热连轧机抑振方案的可行性。

一种基于FPGA的信道多级AGC控制方法

通信系统接收机的信号接收单元一般采用自动增益控制(AGC),文章针对通信系统接收机设计需具备大动态接收范围的发展需求,提出了一种基于FPGA的信道多级AGC控制方法。该方法主要由大信号抑制控制单元、开环AGC控制单元和闭环AGC控制单元串联组成多级控制系统,实现对通信系统接收机信道大动态范围信号强度的有效AGC控制。试验验证表明:该控制方法实现了对接收机接收信号高控制精度和快速反应时间的可靠控制。该控制方法,具有防止大信号失真、输出信号电压稳定、响应速度快、大动态范围和抗干扰性能较好等优点。

2MVA无串联变压器级联多电平动态电压调节器的设计与仿真

研究了基于级联多电平结构的无串联注入变压器的2MVA动态电压调节器(Dynamicvoltagerestorer,DVR)的系统设计方案,针对DVR的主电路拓扑、电压暂降检测算法、底层载波移相控制策略、储能计算、滤波器设计及逆变器部分的损耗进行了分析研究,并对某生产基地6kV系统的电压暂降问题完成了DVR装置主电路参数和控制电路的功能设计,采用仿真软件EMTDC/PSCAD进行了仿真研究,验证了文中所提设计方案的正确性及有效性。

功率器件IGBT串联的移相控制技术

IGBT器件在电力装置中得到广泛应用 ,用IGBT串联提高装置对超单管耐压电源的控制是切实可行的 ,关键问题要解决IGBT串联的静态均压和动态过压问题。提出用并联电阻的办法解决静态均压问题 ;用移相控制技术 ,通过对主电源分级 ,对各级电源移相控制 ,实现主电源的分级接入和撤离 ,解决主控电路中IGBT的动态过压问题。文中讨论了IGBT串联电路的耐压、移相角度等参数的确定办法 ,分析了该技术对开关极限频率、输出波形的影响以及存在的问题。

采用FPGA控制的IGBT串联高压调制器的研制

高压调制器在脉冲功率技术中有很重要的作用,而IGBT串联是固态调制器技术发展的趋势。电路分布参数及各单元电路参数的差别制约可靠性,严重时将造成IGBT在开通、关断过程中集射极间的电压超过额定值而遭损坏。为此,在新的RCD动态均压电路的基础上,利用FPGA和VHDL设计了IGBT驱动信号分配电路,实现了串联IGBT各单元精确延时开通与关断控制、逻辑综合保护,并结合驱动电路完成了缺电、过流、过压保护等。工程上结合中国环流二号装置NBI抑制极电源要求,设计了12 kV/20 A的调制器。实验结果表明,该方法是一种有效的主动式动态均压方法,能为更高电压、电流等级的固态调制器设计提供好的参考与工程应用基础。

地下水动态预报的多层递阶组合模型

地下水系统是一个复杂的随机系统，降水、灌溉等可视为系统的输入，而地下水位则可视作系统的输出。地下水位是一随机动态数据序列，在年际间具有明显的周期性变化。基于此，提出了一种用于描述和分析具有周期性变化的时间序列的新的组合模型一多层梯阶组合模型，该模型是由多层梯阶模型及自回归滑动平均（ＡＲＭＡ）模型构成。在建模中，将原序列分解为年均值、年度变幅和残差三个子序列。针对前两个子序列的时变特征，可采用多层梯阶模型进行模拟，残差序列则可用ＡＲＭＡ模型描述。本文采用这种新的组合模型对区域地下水位动态进行了预报，结果表明预测效果较好。

基于RC阻容吸收的串联IGCT动态均压研究

为了研究串联IGCT关断时暂态特性,建立了串联IGCT的关断电流数学模型,该模型考虑了所串联的同一型号半导体开关器件物理特性存在的细微差异。基于此模型,提出了用微分方程研究串联IGCT电路关断的均压特性的思路。为验证该思路的有效性,建立了基于串联IGCT斩波电路的关断暂态模型,该模型充分考虑了IGCT阻容吸收回路、线路杂散电感对IGCT关断暂态过电压的影响。数值仿真及试验结果表明,该模型能较好地反映串联IGCT关断的均压情况。

适用于IGBT串联的有源钳位动态电压均衡电路研究

为解决由栅极驱动信号不同步引起的多个IGBT串联电压不均衡问题,以实现串联IGBT在大功率高电压场合中的应用,笔者采用基于栅极端电压均衡技术的有源钳位动态电压均衡电路实现动态电压均衡,该电路具有响应速度快、损耗小、可靠性高等优点。通过建立IGBT串联仿真和实验电路,对该均压辅助电路进行仿真分析和实验验证。结果表明,该均压辅助电路在IGBT串联运行时不仅能够很好地抑制IGBT栅极驱动信号不同步造成的电压不均衡,而且能够有效防止过电压的发生,确保了IGBT串联的安全运行。

混合式断路器的IGBT串联均压技术

作为混合式断路器中电力电子换流装置的主要器件——绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)单个器件容量的不足限制了其在电力系统领域的应用。对混合式断路器的拓扑结构及工作原理进行了介绍,对影响串联IGBT均压的因素进行了机理研究和实验分析,提出了一种闭环控制均压电路。仿真结果表明,该电路能较好实现串联IGBT动态均压,具有可快速连续控制,损耗小、成本低、易安装等特点。

中性点箝位型三电平高压变频器实验分析

基于集成门极换向晶闸管(IGCT)串联的中性点箝位型三电平高压大功率变频器中,变频器直流环节(包括限流电感、箝位电容及限流电阻)参数设置合理与否关系到高压变频器的安全运行。文中分析了直流环节的时间常数大于和小于脉宽调制的死区时间的IGCT开关特性,从而得出在直流限流电路的时间常数小于PWM调制的死区时间,IGCT开通时的di/dt相对较小,反之,则di/dt相对较大并有可能损坏器件。通过简化实验电路来模拟三电平高压大功率变频器换流过程,实验结果验证了当直流限流电路的时间常数小于PWM调制的死区时间时,开关管的di/dt较小。

应用时间序列模型分析长武塬区地下水水位的变化特征

针对长武塬区地下水资源贫乏的问题,运用时间序列分析理论对长武塬区地下水位动态变化进行了分析和横拟。采用多项式拟合计算水位动态的趋势分量,运用谐波分析提取周期项,利用自回归(AR)模型模拟随机分量,将得到的三个分量进行叠加建立预报模型。依据长武塬区三口监测井的月平均水位埋深资料,运用SAS提供的指数平滑模型建立地下水位动态模拟和预测模型,并对模型的模拟和预测精度进行分析。(1)时间序列分析法可以简易快捷地模拟预测研究区的地下水位变化,且计算简单,所需资料较少且易于获得,可作为一种简易快速的地下水位模拟预测模型;(2)所建立的时间序列模型需要及时更新资料以提高预测精度;(3)通过对周期项的分析可知研究区地下水位变化存在的主要周期为7.4～10a,且周期逐年增长,揭示了地下水位的多年变化规律;(4)研究区地下水水位呈下降趋势,尤其近几年水位下降幅度增大,应加以控制。

时间序列分析在地下水位动态预测中的应用

运用时间序列分析理论,结合SPSS统计分析软件对贺兰县地下水位动态变化进行了模拟和预测。结果表明:研究区地下水位年际变化无明显上升或下降的趋势,这表明研究区地下水补径排条件近年来变化不大。受灌溉和降雨的影响,研究区地下水位变化主要表现为一年的显著周期。将时间序列分析方法应用于地下水位动态预测,可以了解地下水位的变化趋势和周期性。该法计算简单,所需资料较少,短期预测精度较高。但是在实际应用时,数据需要不断及时更新。同时由于没有考虑地下水流系统的动力学机制和未来突变情况,应用时受到了一定限制,还需进一步完善。

脉冲电场灭菌用固态高压开关的研制

针对脉冲电场灭菌技术对开关性能的特殊要求,提出了利用IGBT串联构成高压、大容量固态开关的技术。设计并实际制造出了可供高压脉冲电场灭菌用额定电压10 k V的固态高压开关。该开关采用8个1 700 V、400 A的IGBT串联,以栅极动态RCD为基本均压方式,以FPGA为主控单元,产生8路相对独立的基准控制脉冲,其脉宽、周期、延时均可调节,且以25 ns为步进调节。通过调节各路驱动信号的相对延时,使各单元分压均匀,消除过压影响,从而在负载端得到较为理想的方波脉冲。采用光纤隔离,使隔离电压不受限制。实验结果表明,该装置性能良好,可以满足脉冲电场灭菌的实际需求。

高超声速滑翔目标多层递阶轨迹预测

为给高超声速滑翔目标态势与威胁评估、拦截防御等提供先验知识,提出一种多层递阶轨迹预测方法。该方法借鉴多层递阶预测理论对预测模型进行随机补偿,将轨迹预测问题分解成气动参数和模型误差的混合预测以及在此基础上对目标轨迹的预测。方法首先利用气动参数增广状态向量进行动力学建模,对气动参数和模型误差进行混合估计,根据参数估计值进行时间序列预测。然后,在参数预测的基础上,利用动力学模型积分预测目标轨迹。仿真设计了2种有规律的飞行模式仿真场景,分析跟踪与预测时间对预测精度的影响,结果表明算法具有稳定可靠的轨迹预测能力。