深度信号引导学习混合变换器的高性能无监督视频目标分割

现存的无监督视频目标分割方法通常使用光流作为运动线索来提升模型性能.然而,光流的估计常存在误差,这将导致双流网络易对噪声过拟合.为此,本文提出一种基于混合变换器的无监督视频目标分割算法,通过引入深度信号引导变换器高效融合不同模态数据,以学习更加鲁棒的特征表达,从而减轻模型对噪声的过拟合.首先,设计一个新颖的混合注意力模块来获得全局感受野并对不同模态的特征进行充分交互,以增强特征的全局语义信息来提升模型的抗干扰能力.接着,为了进一步感知精细化的目标边缘,设计了一个局部-非局部语义增强模块,将局部语义的归纳偏置引入补充学习非局部语义特征,在提升模型抗干扰力的同时突出更精细化的目标区域.最后,增强后的特征输入变换器的解码器,预测得到高质量的分割结果 .与最先进的方法相比,本文所提算法在四个标准数据集上都获得了领先的性能,充分表明了本文所提方法的有效性.

一种基于双环LADRC的混合储能变换器控制方法

混合储能变换器可以帮助提升光伏发电系统的动态响应能力和稳定性,但传统线性控制器在执行双向DC-DC变换器控制时表现不足。针对直流母线电压易受变换器非线性噪声、光伏输出功率和负载扰动影响的问题,设计了一种基于双环LADRC的混合储能变换器控制策略。通过分析混合储能变换器主电路的工作原理,建立了主电路的扰动模型。基于扰动模型完成了对电压-电流双环LADRC控制器的设计,并结合功率分频实现了混合储能变换器的整体控制策略。仿真结果表明,与传统比例积分控制器相比,基于双环LADRC的混合储能变换器控制策略使母线电压幅值波动减小了39.4%,调节时间减少了25.0%,在功率响应和直流母线电压支撑方面表现出优越的动态响应和抗扰能力。

三电平双有源混合全桥DC-DC变换器最小回流功率控制

三电平双有源混合全桥(H-TLFB)DC-DC变换器通过引入三电平桥臂提高输入电压范围.针对该变换器在传统双重移相控制下具有较大的功率回流、较高的电流应力等问题,提出一种最小回流功率控制策略.首先分析H-TLFB DC-DC变换器功率传输特性,比较变换器在两种不同工作模式下回流功率值的大小,并根据回流功率与电压比、移相比、传输功率的数学关系,计算出回流功率达到最小时对应的最优移相比,并设计相应优化控制策略.与传统双重移相控制策略相比,最小回流功率控制策略下的回流功率可以在全功率传输范围内达到最小值,并且在一定的电压比范围内,回流功率、电流应力可以同时得到优化.最后,通过实验验证设计控制策略的正确性和可行性.

基于Si和SiC器件的混合型级联多电平变换器及其调控优化方法

针对现有级联型多电平变换器器件多、损耗大、功率密度低等问题,该文提出一种基于Si和SiC器件的混合型级联多电平变换器(HCMC)拓扑结构。HCMC由全Si IGBT器件的中性点钳位(NPC)型三电平单元与由SiIGBT、SiCMOSFET器件混合的级联H桥(CHB)单元串联构成。针对此拓扑提出一种特定的高低频混合调制策略,充分发挥SiC MOSFET开关损耗低、SiIGBT通态损耗低的优势,并对NPC单元直流侧电压和CHB单元子模块数进行优化设计。此外,为解决子模块电容电压不平衡问题,提出一种轮换均压控制策略。最后,在6kV系统无功补偿工况下进行仿真和实验,验证了HCMC拓扑结构和调制策略的可行性,并将HCMC和现有级联型多电平变换器进行综合对比,证明了所提拓扑在保证输出性能的条件下大大降低了运行损耗。

一种新型四象限混合型模块组合多电平变换器

传统级联型多电平变换器用于高压大容量电机变频调速系统的最大问题在于,需要采用体积庞大的多绕组工频变压器为各功率单元提供独立的直流供电电源。为解决这一不足,提出一种无需工频变压器耦合的新型四象限混合型模块组合多电平变换器(hybrid modular multilevel converter,HMMC)。HMMC由三桥臂功率单元(three-leg power unit,TPU)、半桥功率单元(half-bridge power unit,HPU)和桥臂电感级联而成,具有高度模块化、易于扩展、输出电压波形好等特点。深入分析HMMC的拓扑结构、工作原理及相应的控制策略,并设计一台三电平HMMC试验样机,实验结果验证了提出的理论分析和控制策略的有效性和正确性。

一种适用于高压大功率的新型混合二极管钳位级联多电平变换器

该文在研究传统的级联多电平、传统混合级联多电平以及二级管钳位级联多电平变换器的基础上提出了一种新型的混合二极管钳位级联多电平变换器,这种新型变换器是将具有不同直流母线电压的多个二极管钳位多电平变换器进行级联,输出电压是将这些变换器的输出电压进行矢量相加而合成的。通常,开关速度较快的器件(如IGBT)的耐压值和耐压值较高的器件(如GTO)的开关速度都是有局限性的,新型变换器包含高压模块和低压模块,这使得IGBT和GTO协同工作在一起成为可能。本文对三相拓扑结构进行仿真分析,从仿真结果可以看出,新型变换器可以输出更高的电压,并且输出电压和电流的波形质量也将有进一步改善。

用于混合动力汽车的三电平双向DC/DC变换器

将三电平技术应用到双向DC/DC装置中,可以提高混合动力汽车驱动系统中双向DC/DC装置的开关频率,为此提出了一种新的三电平双向DC/DC变换器拓扑。通过三电平拓扑和传统两电平拓扑电路的对比分析,得出了相同先决条件下这两种拓扑中开关管电压应力和电感电流可减小的幅度。最后通过仿真试验验证了分析结果。

零电压零电流不对称半桥串联混合式直流变换器

提出一种ZVZCS不对称半桥串联混合式直流变换器。该变换器的主开关管的电压应力为输入电压的一半,从而使该变换器非常适合高压输入场合。利用副边的辅助电路在宽负载范围内实现了滞后管的零电流软开关(ZCS),并克服了以前出现的ZVS半桥串联混合式直流变换器所存在的2个半桥分压不均衡的固有缺点,从而使该类拓扑更加实用。此外,由于实现了ZVZCS,变压器原边环流基本被消除,变换器的效率得到进一步提高。文中详细分析了该变换器的工作原理,阐述了其工作特性,在此基础上设计并制作了1台240W(输出24V/10A)的原理样机,并给出了实验结果。

混合式隔离双向DC-DC变换器建模与控制

为了解决变换器在单移相调制下回流功率较大的问题,分析了双重移相控制变换器的工作原理,研究了在双重移相控制下变换器的功率特性以及最小回流功率的控制方法;对内、外移相比最优参数进行设计,建立了双重移相控制下混合式隔离双向DC-DC变换器的动态小信号模型。最后搭建实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

混合式双级矩阵变换器闭环控制

混合式双级矩阵变换器(混合式TSMC)是一种非常有发展潜力的矩阵变换器,在实际应用中,混合式双级矩阵变换器常会遇到输入电压不平衡和输出负载变化等扰动,其输出电压会在扰动下产生不平衡。为了提高混合式双级矩阵变换器在输入电压不平衡及负载扰动情况下的输出电压的稳定,提出了基于由坐标系混合式双级矩阵变换器输出电的闭环控制方法,通过前馈闭环控制,H桥变换器控制和逆变级的闭环控制三个环节,能有效地抑制了输入电压不平衡和输出负载不平衡,保证了混合式效级矩阵变换器有效的、稳定的输出。仿真结果验证了所提方法的合理性和有效性。

混合级联多电平变换器拓扑与调制策略研究

多电平变换器的调制策略与其主电路拓扑密切相关.基于3种多电平变换器的拓扑特点,给出了一种混合级联多电平变换器,分析了它的几种调制策略和频谱特性,并进行了电路仿真.仿真验证了结果的正确性。

混合式隔离型双向DC/DC变换器最优参数研究

为了解决混合式隔离型双向DC/DC变换器最优参数的问题,以传统单移相控(SPS)功率特性为基础,对比双重移相控制策略功率特性,建立数学方程并计算参数。设计了变换器的最优参数,最后通过仿真验证以及实验验证了最参数设计的正确性,实现双重移相调制控制策略的最大效率。

提高混合式双级矩阵变换器电压传输比的控制策略研究

对混合式双级矩阵变换器的控制策略进行研究,提出了一种混合式TSMC的控制策略。该控制策略通过消除TSMC逆变级零矢量,提高了直流PWM电压的利用率,达到提高TSMC电压传输比的目的。同时利用直流侧H-桥变换器的调节功能,对逆变级输入电压进行调节,保证TSMC输出电压的对称正弦。仿真结果验证了控制策略的正确性。

混合式隔离型模块化多电平变换器

基于模块化多电平变换器(MMC)的电力电子变压器(PET)因其多端口接入、模块化结构、易实现电压拓展、输出波形质量高等优点受到广泛关注。但由于该PET中压交流侧电压由中压直流母线产生,使其中压交流端口电压始终限制在中压直流端口电压以下。该文结合模块化拓扑结构与单级式功率变换思想,提出一种混合式隔离型模块化多电平变换器(HI-MMC)。首先,分析HI-MMC结构以及组成HI-MMC两种隔离型子模块的拓扑结构及调制策略,通过不同子模块的组合配置可使HI-MMC突破交/直流电压比的限制,实现各端口电压等级的灵活设计;同时,所提出的HI-MMC还具有单级式功率变换、控制系统简单、节约电容等优点;其次,研究不同电压比下各类子模块相应的配置方案,并建立单相HI-MMC系统平均等效模型;最后,通过搭建的一套10kW实验室HI-MMC样机验证了所提拓扑结构的有效性。

PWM结合移相控制下的混合三电平隔离型双向DC-DC变换器反馈线性化控制研究

双向隔离型DC-DC变换器是电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的一个重要环节。文章针对混合三电平双向DC-DC的结构特点提出一种新的基于脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation,PWM)加移相的控制方法(PWMphaseshift,PPS),该方法能够减少控制变量,简化系统控制。在此基础上,通过分析PPS控制方法下系统工作模态的等效电路模型,建立系统的非线性大信号模型。通过对非线性系统反馈线性化,推导出系统状态反馈表达式,将系统的耦合控制变量进行解耦,得到系统的控制规则。最后搭建了实验平台,通过实验结果证明了该控制方法的正确性和有效性。

基于高功率因数混合型变换器的爆闪式信号灯设计

提出了基于高功率因数混合型变换器的交流爆闪灯,这种高功率因数混合型变换器可在交流80 V~250 V宽电压范围内工作,单级变换器可实现升压、降压,且功率因数很高,开关管承受的反向电压与输入、输出电压中的较大者有关,当输入电压为较大者,此时开关管反向电压近似为输入电压。当输出电压为较大者,此时开关管反向电压近似为输出电压。因此开关管在较低的反向电压下工作,特别适合于高压输出的场合,提高电路的稳定性和可靠性。利用高功率因数混合型变换器设计的爆闪灯可实现110 V/220 V产品的单一化,因此产品便于维护管理,提高管理效率。

基于双重移相控制的混合式双向LLC变换器

针对传统移相控制下DAB电路存在软开关实现范围小等问题,结合三电平NPC电路以及LLC谐振电路,研究了一种双向混合式LLC变换器;分析了传统移相控制方法的优缺点后,采用单侧双重移相的控制方法,扩大了移相角的调节范围,使控制更为灵活;运用基波分析法建立模型对电路的电压增益特性进行分析,得到了归一化电压增益曲线。在Simulink中搭建模型仿真验证了所设计的双向混合式LLC变换器可在较大功率范围内实现软开关,证明了所研究电路的可行性。

基于混合模块化多电平变换器的储能铁路功率调节器及其控制策略

针对电气化铁路系统具有负序、无功补偿能力和回收制动能量功能的装置存在成本高、控制不灵活的问题,本文提出了一种基于混合模块化多电平变换器(HMMC)的储能铁路功率调节器(RPC)拓扑及其控制策略。该拓扑可以灵活配置模块化多电平变换器各桥臂的储能子模块数目,同时储能子模块中RPC侧半桥变换器和储能系统侧半桥变换器控制独立,具有成本低、控制简单的特点。通过改进补偿电流指令生成方法,对储能电池采用直接电流控制并在均衡控制中前馈电池电流信息,能够灵活独立地控制各储能子模块的储能功率并维持子模块电容电压稳定;通过储能功率调配策略给定各储能子模块储能功率以充分利用储能系统容量,实现了负序、无功补偿和机车制动能量存储的目的。仿真结果验证了拓扑和控制策略的正确性和有效性。

混合子模块型模块化多电平变换器MPC设计

为提升模块化多电平变换器的性能,设计了一种由半桥子模块结合1个全桥子模块构成的增强型混合模块化多电平变换器及其模型预测控制器。首先,分析新型模块化多电平变换器拓扑的环流和额外全桥子模块产生的差分电压;在此基础上,以环流抑制控制和两类子模块的电容电压平衡为控制目标,设计多目标约束模型预测控制器。其次,为了避免输出电压和差分电压的不必要变化,对控制器的状态切换进行优化,并增加了成本函数中的相关惩罚项。然后,基于冗余全桥子模块,模块化多电平变换器采用2N+1调制来生成输出电压。最后,对模块化多电平变换器样机进行测试,测试结果验证了增强型混合模块化多电平变换器具有输出性能较优,且在配置全桥子模块后,半桥子模块的开关频率降低,相对于只包含半桥子模块的模块化多电平变换器,其功率损耗大为减小,并具备容错运行的能力。

混合式双级矩阵变换器的简化调制方法

为了解决混合式双级矩阵变换器(混合式TSMC)直流侧电压波动较大,以及控制策略复杂的问题,为此对整流级提出一种简化的脉宽调制方法(PWM),该方法占空比计算简单,而且能使整流级在一个开关周期内输出直流电压为常数,便于逆变级应用SVPWM方法调制,综合了常规算法的优点。最后在Matlab/Simull-ink中进行了建模和仿真,验证了新调制方法的正确性。