基于多目标协调的混合储能功率自适应分配方法

混合储能具有良好的功率可控特性,在孤岛微网中常被用作功率缓冲器,补偿分布式电源和负荷多变的功率潮流.围绕储能的功率响应问题,本文设计了混合储能的功率控制方案,并提出了一种基于多目标协调的子单元功率自适应分配方法.首先基于对母线功率供求平衡关系的分析,设计了主从并联型储能功率控制方案.其次利用积分器的“时空调零”特性,实现了子单元的功率自主分配;基于此,考虑了不同荷电状态(SOC)下储能最大充放电功率的差异,设计了子单元的SOC分层管理和多目标功率协调策略.仿真结果表明,所提策略实现的功率分配效果满足子单元的功率响应特性;随着超级电容SOCscn偏移加深,所提策略对SOCscn的优化能力越强,初始SOCscn为97%时能提高10.10%的优化性能,这保障了超级电容作为电压源的功率输出能力;所提策略降低了超级电容常态下的蓄电池的输出深度,蓄电池的最大功率深度降低了46.70%,这提高了蓄电池的使用寿命.

变厚截面材料激光穿透焊接自适应功率控制研究

激光焊接变厚截面板是实现汽车轻量化的有效举措,但在激光焊接过程中,因工艺不稳定易导致焊缝熔透状态不一致,工件焊接质量较差。由于激光功率易于控制且对熔深影响显著,因此从变厚截面板激光焊接过程中的功率控制需求入手,设计了功率控制软硬件系统,完成了功率控制平台的搭建;采用卷积神经网络对同轴图像采集系统获取的小孔穿透孔图像进行分类,依据穿透孔面积分为未熔透、适度熔透和过熔透,采用PID控制系统根据分类结果编码实时改变焊接功率以获得适度熔透状态;通过采用变截面板进行激光焊接功率自适应调控试验,获得了背部余高均匀的焊缝,验证了自适应功率监测和控制算法的有效性。

基于Online-GRU信道预测的星上自适应功率控制方法

针对传统卫星功率控制方法存在资源浪费、时延长的问题,提出一种基于在线-门控循环单元(Online-GRU)信道预测的星上自适应功率控制方法,通过在线训练更新网络参数来解决离线预测算法存在的累积误差的问题。仿真结果表明,提出的在线训练算法比离线算法预测精确度提升了38.30%,相比在线-长短期记忆网络(Online-LSTM)节约了63.21%的训练时间;提出的自适应功率控制方法比固定发射功率的方法节约了55.74%的发射功率;同时,相比基于地面定时反馈信道状态的自适应功率控制方法具备更好的鲁棒性。

基于通信功率自适应的无人机集群协同导航控制方法

分群现象是无人机集群在运动过程中出现的不利情形,部分无人机形成小簇,脱离群体。特别是在电磁环境复杂、通信资源紧张的通信受限情形下,集群无人机无法获取、利用周围所有邻居信息,发生分群现象的概率增大,严重影响任务的正常执行,为此设计了一种基于通信功率自适应的无人机集群协同导航控制方法。控制方法一是包括交互对象选择机制,确保唯一领导者的影响力可以迅速传递至整个集群,二是包括传输半径控制机制,可以基于模糊控制方法实现,自适应地调整集群无人机的通信功率。仿真实验结果表明,所提控制方法一方面可以增强集群鲁棒性,避免分群现象发生,实现通信受限情形下的仅单架领导者存在的大规模集群导航;另一方面可以降低无人机集群的整体能量消耗,控制无人机集群的任务成本。

基于滚动时域强化学习的汽车发动机功率自适应分配方法研究

汽车发动机功率分配受多种因素的影响,如车速、路况等。这些因素的变化会导致发动机功率需求不断变化,需要及时调整发动机的输出功率以满足车辆行驶需求,因此有必要研究基于滚动时域强化学习的汽车发动机功率自适应分配方法。考虑到制动过程,该文计算汽车制动系统对车轮施加的制动力与指示转矩,分析发动机的动力特性,并将其作为滚动时域强化学习的输入,进而获取速度参考区间,调整发动机目标转速,最终实现功率自适应分配。试验结果表明,所提方法能够满足汽车在行驶过程中的较高频率功率需求,同时发动机也可以获得更高的运行效率。

基于自适应功率分裂的协作非正交多址接入无线携能通信网络性能分析

为了提高无线通信系统的频谱利用率、降低功耗,针对双向协作非正交多址接入携能网络,提出了一种自适应功率分裂的无线携能准则。中继利用译码转发协议和用户的距离信息执行串行干扰消除,检测用户的信息并从发送端收割能量。发送端设计自适应功率分裂准则,使中继可以成功检测用户的信息,然后把剩余的能量全部用于能量传输,进而中继可以收割到最多的能量并将所解码的信息转发给接收端。基于所提的自适应功率分裂准则,分析网络的全局中断概率、端到端中断概率,以及高信噪比条件下的分集增益。与基于固定功率分裂的协作三级正交多址接入携能网络相比,基于自适应功率分裂的协作两级非正交多址接入携能网络可以获得更优的中断性能。

集中式储能电站机电暂态建模及自适应附加功率控制方法

目前的储能建模研究大都关注其电磁仿真模型,难以用于大规模储能接入对系统稳定性的影响研究。该文提出了集中式储能电站的机电暂态建模方法,在电力系统分析综合程序PSASP的用户自定义(UD)模块中搭建了考虑限幅和附加功率控制的储能机电暂态仿真模型。在此基础上,提出了储能电站的自适应附加功率控制方法,并搭建了相应控制模块。不同工况下的仿真结果证明,所提模型能够准确模拟储能对电力系统的暂态支撑,所提自适应附加功率控制方案进一步提升了储能电站对系统的暂态支撑能力。

无线传感器网络功率自适应控制算法研究

在无线传感器网络的某些场景下,不仅要求较高的网络节点传输速率,还需要低功耗。粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)广泛应用于最优化问题,研究将粒子群优化算法应用于无线传感器网络中,提出基于粒子群优化算法下的PSO功率控制算法,通过以网络节点总发射功率为优化目标,得到在满足一定传输速率下的最小总发射功率,并根据设置的时间周期重新计算分配节点发射功率,进而达到功率自适应。仿真结果表明:在满足节点传输速率在50 kbit/s以上的约束条件下,利用粒子群优化算法能够得到网络节点总发射功率的最小值。

基于不完美CSI的水声自适应功率分配算法

水声信道面临带宽资源有限、环境复杂的问题,为提高水下通信速率,基于水声传感器网络的海洋应用提出自适应通信的需求。传统基于简单信噪比指标的自适应资源分配算法无法准确表述衰落信道的统计特征,利用强化学习和卷积神经网络预测信道的方法虽然可以提高一定信道状态信息(channel state information,CSI)的准确性,但这种方法需要长期的观测和大量的训练样本,不符合水声环境的实际情况。对比,构建了一种中继放大转发协作正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)通信的模型,解决了由于节点漂浮导致直接通信传输效率变低的问题,并提出一种在时延反馈CSI中基于OFDM的自适应功率比特分配算法,利用条件概率表征不完美的CSI,调整自适应通信参数,进行遍历容量最大化建模。仿真结果表明,该算法实现功率和比特的联合自适应分配,平均传输速率指标优于直接反馈CSI的功率分配算法,虽然略低于采用马尔可夫链预测信道的方法,但结合算法复杂度来看,所提算法更简单,更适合能量有限的水声传感器网络。

基于STM32单片机的功率自适应无线充电系统设计

在无线充电系统发射端到接收端进行电能传递的过程当中会有一系列问题对系统产生干扰,比如线圈之间有金属异物,两个线圈距离过远,位置没有对准,以及有多个接收端等,这些都会使无线充电发射端功率激增,发热,系统效率降低。由此本文基于STM32单片机,将发射端与接收端之间建立无线串口通信,根据系统效率的变化来判断是否有金属异物,让系统停止工作,保护电路。如果是多个无线充电接收端工作,可以通过发射端接收各个接收端的无线串口信号统计个数,将结果再通过无线串口发送数据到接收端,接收端动态调整功率,缓解发射端压力,使系统稳定工作。另外在接收端增加电磁感应电路,根据电磁感应的电压信号大小来判断两线圈之间的位置和距离,同时限制接收端功率,防止发射端功率过大烧毁,从而保护电路,有效解决上述问题。

基于功率自适应的多维协同节能增强方案

介绍一种基于LTE功率自适应的多维协同节能增强方案,一方面通过调节LTE信道功率,去除允余功率以获取节能增益,另一方面通过智能编排节能策略,增加LTE、NR闲时关断时长以获取额外节能增益。结果显示,采用该方案进行节能调优后,测试区域LTE能耗下降约4.7%,NR能耗下降0.6%,整体能耗下降2.7%。用户体验速率、良好覆盖率满足配置门限,关键KPI指标平稳。

基于发射功率自适应的稻田无线传感器网络节点设计

针对水稻生长过程环境因素变化较大以及传感器节点的能量大部分被无线射频阶段所消耗,设计了发射功率自适应的无线传感器节点,建立了长时间、稳定、高可靠性的稻田无线传感器网络。试验测试了水稻的株高、叶面积与生长天数的关系以及对无线信道的影响,结果表明水稻株高和叶面积的增加会降低无线信号强度和通信成功率;通过增大发射功率可以提高通信质量克服由于水稻生长因数对无线信道的影响。在软件设计方面,传感器节点采用睡眠、苏醒工作机制来降低功耗。同时为了延长工作时间、提高通信质量,提出了根据水稻生长周期、通信距离、接收信号强度、平均丢包率等因素自动调整节点发射功率的能量自适应功耗调整机制。田间试验结果表明,水稻田节点发射功率越大,有效通信距离越远,且水稻的密度和高度等对通信有重要的影响;节点发射功率在5 dBm以下时,发射功率的改变对节点工作电流影响较小,节点工作电流均小于40 mA;采用该机制对发射功率进行调整,增大节点发射功率可使通信成功率有大幅的提升;降低节点发射功率仍然保持良好的通信效果。水稻分蘖和抽穗2个生长时期的田间试验结果表明,采用发射功率自适应策略,提高了通信质量,平均丢包率在5%以下,通信成功率大于97%,达到了预期设计目的。

冷铣刨机功率自适应控制参数研究

根据对冷铣刨机消耗功率和发动机输出功率影响因素的理论分析,选择了机器的作业速度作为功率自适应控制参数.在此基础上建立了系统的仿真模型,对使用自适应控制系统前后铣刨机发动机功率的使用情况及其作业效率进行了模拟分析和验证.结果表明:选择以机器作业速度作为功率自适应控制参数是合理有效的;该功率自适应系统能够将机器自动调节在发动机额定功率附近工作,使机器在给定条件下的额定功率利用率和作业效率分别提高了10.2%和6.32%以上.该研究为合理利用发动机功率和提高机器作业效率提供了参考.

基于AMEsim的铣刨机功率自适应参数选择及仿真

根据对冷铣刨机消耗功率和发动机输出功率影响因素的分析,探讨了如何选择最佳功率自适应控制参数,建立了系统的仿真模型,对使用自适应控制系统前后铣刨机发动机功率的使用情况及其作业效率进行了模拟分析和验证。结果表明:选择机器作业速度作为功率自适应控制参数合理有效;该功率自适应系统能够将机器自动调节在发动机额定功率附近工作,使机器在给定条件下的额定功率利用率和作业效率分别提高了10.2%和6.32%以上,并且作业速度仿真值与实验值的误差最大只有6%。

功率自适应LD开关电源的设计

设计了一种基于开关电源的具有功率自适应功能的半导体激光器(LD)驱动电源,以单片机作为控制核心,结合外围硬件系统,利用PID算法,通过改变开关电源绝缘门极晶闸管(IGBT)的占空比实现了LD的恒流驱动和功率自适应调节。经实验证明,该驱动电路纹波系数低、效率高,光功率输出稳定度优于0.5%,可满足LD实际工作的需要。

功率自适应超高频RFID读写器系统设计

以基于STM32和RMU900+的物联网工程读写器为基础平台,将雨量传感、温度传感和雷达探测等模块引入到RFID系统中,并制定可独立调节和全网集中调节的射频模块发射功率自适应控制策略,在确保可靠识读的同时,降低了系统功耗,延长了读写器的工作寿命。该设计可为有高可靠性要求的同类应用系统提供参考。

摊铺机功率自适应控制系统研究

针对现阶段摊铺机工作过程中发动机工作效率偏低、能耗较高的情况,提出了摊铺机功率自适应控制系统。该系统是根据不同摊铺宽度时需要发动机功率的差异,来划定油门开度,并对每个油门开度下的螺旋输送系统和行走系统进行功率的合理分配,以保证发动机始终工作在调速曲线上且转速稳定,使其输出功率平稳且得到合理的利用。基于功率自适应原理,对摊铺机各主要组成部分进行了功率分析;在此基础上,利用摊铺机功率自适应控制系统的模型建立,对该系统的功率分配等进行分析;并借助AMESim软件对建立的模型进行仿真,得到相应的仿真参数和性能曲线。仿真结果表明:摊铺机功率自适应控制系统能很好地解决发动机工作效率低下的问题。

功率自适应的传感器网络及其应用

基于IEEE802.15.4协议的无线传感器网络要求其节点间的通讯距离在10m左右。可是,在一些随机组网的应用场合,我们发现,一方面很难确保节点间的分布距离都在所要求的范围内,另一方面又要求每个传感器节点的数据必须被准确获得,这种情况下直接使用基于IEEE802.15.4协议的无线传感器网络存在问题。针对该问题,本文提出了一种功率自适应传感器网络解决方案,包括功率自适应协议、及其软硬件实现方案。基于该方案,本文利用Crossbow公司的MICAz节点构建了一个通信距离自适应、低功耗、高可靠性的传感器网络,并进行了实际测试与验证。

MIMO系统中基于ZF/MMSE检测的自适应功率分配方案

本文研究了MIMO系统中的功率分配技术.针对基于ZF/MMSE检测的MIMO系统,提出了一种简单的自适应功率分配方案.该方案在不使用预编码技术对MIMO信道进行对角化的前提下,遵循最小化系统BER的准则,为发送数据流分配发射功率.与采用SVD预编码的功率分配方案相比,本文提出的方法减少了系统需要的反馈信息量.仿真表明该方法能够有效地提高系统的BER性能,而且基于MMSE检测的系统性能接近于采用SVD预编码的功率分配性能.

WSN中一种自适应功率控制及调度算法

在低功耗自适应分簇算法中,无线传感网(WSN)的簇成员节点由于簇首时分复用调度的相互独立性会产生簇间干扰,并且还存在发射功率浪费的现象。为此,提出一种自适应功率控制及调度算法,在基站的辅助下,簇首通过监听邻居簇首调度及功率等级表来自适应地安排簇内节点的发射功率级和时隙。仿真结果表明,该算法能降低50%的簇间干扰,减小功率浪费。