一种具有宽输入电压范围的集成Buck-Boost LLC级联变换器

研究一种集成Buck-Boost LLC（integrated Buck-Boost LLC,IBBLLC）变换器。该变换器适用于宽输入电压范围场合的应用,通过开关管的共用变换器减少了开关管数量。通过采用PWM＋Phase-Shift控制,使得原边各个开关管在全输入电压和全负载范围内均能够实现零电压开通（zero voltage switching,ZVS）。文中首先介绍变换器的拓扑结构及直流增益。其次详细分析变换器的工作模式及前级电感Lb对变换器性能的影响,为变换器参数的选取提供了理论依据。此外,研究变换器的ZVS特性,给出变换器能够实现ZVS的工作区域。最后搭建一台200～450 V输入、14 V/80 A输出的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性及方案的可行性。

高频磁集成Buck-Boost稳定运行参数域研究

研究高频磁集成双向Buck-Boost变换器非线性行为并探求其稳定运行参数域。采用改进型平均开关网络法,建立其Buck模态下的小信号模型,并对其一个开关周期状态变量进行平均化和线性化处理,推导出变换器高频运行时稳态状态方程,再依此建立起变换器Buck模态下,连续运行时的精确化离散迭代映射模型,利用Jacobian矩阵,探求稳定参数域、分岔行为和混沌现象与输入电压、耦合电感设计和滤波电容之间的关系,确定两种模式下系统的稳定运行区域及其参数的归一化选取准则。

基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测

针对电力用户类别不平衡导致窃电检测具有偏向性问题,该文提出一种基于重采样和混合集成学习的不平衡窃电检测模型。首先以Easy-ensemble混合集成学习框架为基础确定最佳采样子集数;然后通过重采样自适应策略,即根据用户用电数据集的不平衡度以及最佳采样子集数确定检测模型的重采样方式,使用电数据达到平衡;最后按照先串行集成减小偏差、后并行集成降低方差的混合集成方式,对重采样后的均衡样本进行窃电检测。算例对比分析表明所提检测模型通过重采样和混合集成有效解决了传统集成算法在不平衡窃电检测中的偏向问题,降低了由于用电数据的不平衡性对集成结果的影响,提高了用户类别不平衡的窃电检测效果,在多种不平衡度下模型的准确率、F1值和G均值均表现优异。

积极元素集成应用法对脑卒中患者压疮预防的效果分析

目的研究积极元素集成应用法对脑卒中患者压疮预防的效果。方法选择2021年7月至2023年6月救治的脑卒中患者168例为观察样本,以随机数字表法分为试验组(n=82例)和对照组(n=86例),对照组遵脑卒中压疮预防常规护理模式施护,试验组接受压疮预防积极元素集成应用法干预,观察2组干预后的家属压疮防护知信行评分、压疮发生率、家属压疮防护满意度。结果试验组家属压疮防护知信行评分高于对照组,压疮发生率低于对照组,压疮防护满意度评分高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论以积极元素集成应用法对脑卒中患者开展压疮防护干预,利于提升家属的压疮防护知信行水准,减低压疮发生率,深得脑卒中患者家属压疮防护认可。

考虑最小平均包络熵负荷分解的最优Bagging集成超短期多元负荷预测

多元负荷预测技术是保证综合能源系统(integrated energy system,IES)供需平衡与稳定运行的关键基石。但具有强随机性与波动性的IES负荷加剧了超短期多元负荷准确预测的难度。为此,提出考虑最小平均包络熵负荷分解的最优Bagging集成超短期多元负荷预测方法。构建基于最小平均包络熵的变分模态分解参数优化模型,将IES多元负荷分解为本征模态分量集合;基于统一信息系数法筛选多元负荷预测的日历、气象与负荷强相关特征;结合负荷本征模态分量集合、日历规则、气象环境与负荷数据,构建Bagging集成超短期多元负荷预测模型,并建立基于平均绝对百分比误差与决定系数的集成策略优化模型,进而得到最优集成策略与最终预测结果。以美国亚利桑那州立大学坦佩校区IES为对象展开仿真验证,结果表明,所提方法的电、热、冷负荷预测平均绝对百分比误差分别为1.9486%、2.0585%、2.5331%,相比其他预测方法具有更高准确率。

基于集成改进蚁群算法的作战环推荐方法

作战环推荐是依靠优化算法从作战网络中为指挥员推荐最优的作战环,以对目标形成高质量打击。未来作战中的作战环推荐面临体系规模大、决策节奏快的特点。对此,提出了一种集成改进的蚁群算法,能够实现高效、高质的作战环推荐优化求解。首先,将作战环推荐问题转换为一种基于多仓库路径规划的数学模型。然后,针对原始蚁群算法前期收敛速度慢、算法参数对结果影响大和容易陷入局部最优的问题分别提出了3种改进策略:基于边权重信息的信息素初始化、基于差分进化的蚁群算法参数自适应优化和基于遗传算子的全局搜索能力提升,并进行了集成改进。最后,在案例分析中对集成改进蚁群算法进行了分析和对比,验证了所提算法在不需要大幅提高耗时的情况下,优化结果要优于未集成改进的蚁群算法,且相比于原始蚁群算法提升效果显著。

基于集成DEMATEL-ISM的民航飞行安全风险影响因素研究

航空安全是民航发展的生命线,飞行安全风险研究是飞行安全分析的重要内容,飞行安全风险影响因素的研究是飞行安全风险研究的重要基础。为研究民航飞行安全风险影响因素,在构建飞行安全风险评价指标体系的基础上,采用决策式实验分析法和解释结构模型联合法(decision-making trial and evaluation laboratory-interpretative structural modeling method,DEMATEL-ISM)的算法构建飞行安全风险影响因素模型,对因素的属性、重要度、作用机理等进行深入分析,建立系统性的多级递阶结构模型。最后通过算例编程仿真实现,对结果深入分析与研究,探讨其实际应用价值,证明该方法的可行性和有效性,该方法可以为飞行安全风险管理提供决策帮助和理论指导,有助于提升飞行安全管理水平。

高速数字化三维集成式CCD-CMOS图像传感器

为了解决CCD与CMOS工艺兼容性低、互连集成制作难度大,以及芯片间接口匹配和高性能兼备等问题,对CCD器件拓扑结构与像元、CMOS读出电路、三维异质互连集成及高密度引脚封装等技术进行研究,提出了一种1024×256阵列规模的集成式CCD-CMOS图像传感器。该器件实现了CCD信号的高精度数字化处理、高速输出及多芯粒的技术融合,填补了国内CCDCMOS三维集成技术空白。测试结果表明:集成CCD-CMOS器件的光响应和成像功能正常,双边成像效果良好,图像无黑条和坏列,互连连通率(99.9%)满足三维集成要求,实现了集成式探测器件的大满阱高灵敏度成像(满阱电子数达165.28ke^(-)、峰值量子效率达86.1%)、高精度数字化(12bit)和高速输出(行频率达100.85kHz),满足集成化、数字化、小型化的多光谱探测成像系统要求。

带感性负载的Buck-Boost变换器的非线性行为分析及优化控制

Buck-Boost变换器在某些参数发生变化时会呈现出丰富的非线性行为,这些行为将严重影响系统的稳定性,使得系统输出的电能质量劣化。文章基于实际变换器的负载特性,深入研究了感性阻抗负载下Buck-Boost变换器的非线性行为产生机理,提出了一种对数延迟反馈控制方法。该方法选取系统的输出延迟值与自身的值作差形成反馈信号;将该信号通过比例环节、求和环节和对数环节形成控制信号,以负反馈的形式施加于系统;最后基于稳定判据确定最优控制参数并对系统实施控制。为验证该方法的有效性,进行了大量的仿真实验,结果表明该方法能很好地抑制系统的非线性行为,扩展其稳定边界,改善系统输出的电能质量。

基于特征提取和集成学习的个人信用评分方法

在大数据蓬勃发展的今天,信息经济已经深入社会方方面面,个人信用体系建设的重要性越发突出。而传统的信用体系存在覆盖率不足、评价特征维度高、数据孤岛等问题,为了解决以上问题,提出一种基于特征提取和Stacking集成学习的个人信用评分方法(PSL-Stacking)。方法首先利用Pearson和Spearman系数对数据进行初始化分析剔除不相关数据,利用LightGBM算法进行特征选择,减少冗余特征对模型的影响;其次选取XGboost、LightGBM、Random Forest以及Huber回归等算法,利用Stacking集成学习技术构造个人信用评分模型。最后,以某电信数据为研究对象,对该上述模型的个人信用评分能力进行验证。实验结果得出上述模型具有很好的预测能力,能够准确的对用户信用进行评分,有效降低企业遭受金融欺诈、团伙套利等问题的风险。

宽增益高效率级联式四开关Buck-Boost LLC变换器

为了解决变频控制的桥臂共用型四开关Buck-BoostLLC级联变换器磁性元件设计和优化困难的问题,提出一种二次侧为特殊全桥整流结构的级联式四开关Buck-Boost LLC变换器。通过控制二次侧开关管的交叠导通时间以拓宽变换器的电压增益。该变换器可根据不同的输入电压范围工作在交叠模式和整流模式;在不改变变换器参数的条件下将增益显著提高,能够适应更宽范围的输入电压,同时保持了变换器较高的工作效率。在两种工作模式的基础上,采用移相控制使变换器所有开关管实现零电压导通(ZVS),二极管实现零电流关断(ZCS)。结合状态平面轨迹分析法,对定频控制的级联式四开关Buck-Boost LLC变换器进行模态分析,并推导两种工作模式下的输入-输出表达式和开关管的软开关实现条件。最后,通过研制一台70~280 V输入、240 W/28 V输出的实验样机,验证了理论分析的正确性。

关键核心技术攻关驱动因素及实现路径——以集成电路产业为例的组态分析

关键核心技术作为国之重器占据重要战略位置,但关键核心技术的关键驱动要素机制与可实现路径尚未明晰。为揭示关键核心技术攻关有效的驱动因素及组态路径模式,在厘清关键核心技术的概念特征基础上,基于技术-组织-环境理论框架,以集成电路产业为例,利用定性比较分析与必要条件分析法对我国28个省份的关键核心技术攻关的必要条件及可实现路径展开研究。结果发现:(1)数字化技术、R&D投入强度、市场化环境和政府支持度是决定关键核心技术攻关的关键因素;(2)存在3条关键核心技术攻关的有效路径,分别是高数字技术下市场导向型、高组织集聚下产业导向型和高研发资助下政府导向型,且均以技术层为基础、组织及环境层为支持;(3)产业协同能弥补关键核心技术攻关的创新要素匮乏的不足,同时政府资助的影响力不容忽视。因此,进一步推动集成电路产业关键核心技术攻关,要以丰富新一代信息技术资本存量与增加科技研发资本流量为两大着力点,在积极为关键核心技术攻关提供政府资金支持的同时引导社会资源投入,为关键核心技术打造良好的外部发展环境。

低碳视角下集成式纺织服装闭环供应链运作决策

纺织服装产业的蓬勃发展,不仅有效带动了社会经济的快速发展,同时也造成了废旧服装数量的日益剧增。为有效提高废旧服装回收效率及其利用率,兼顾供应链整体运营与生态环境的目标,文章设计分析了一个由供应商、制造商和零售商组成的三级纺织服装闭环供应链网络,其中零售商集成废旧服装的统一回收,制造商集成废旧服装的统一分类及再利用废旧服装的加工处理。鉴于服装回收处理过程中碳排放量高且分布不均这一现实问题,引入碳配额机制,以供应链整体收益和成本为目标,建立一个双目标决策优化模型,并对模型设计了约束求解方法。最后通过数值实验说明了本文所建模型的有效性和相应运营决策方案的合理最优性。相关研究结果表明:废旧纺织服装的回收处理尽管需要一定的运营成本,但从长期运营视角来看,其能够给供应链整体带来较大的潜在收益。零售商和制造商的集成化运营模式不仅可有效的降低供应链的整体运营成本,同时亦可有效提升供应链整体的协同运作效率。合理的碳配额机制可有效激励相关成员企业去绿色低碳运营,进而提升自身竞争力和可持续发展能力。相关研究成果不仅具有一定的理论价值,同时对政府和服装产业制定合理的碳配额机制,设计构建纺织服装闭环供应链网络具有一定的指导和借鉴意义。

基于Buck-Boost电路与相对极差策略的锂电池组分层均衡技术研究

针对串联锂电池组均衡过程中出现的均衡速度慢、能量转移效率低等问题,提出一种基于Buck-Boost电路的分层均衡拓扑结构,以各单体电池的荷电状态(SOC)作为均衡变量,采用相对极差法的均衡控制策略以实现各层均衡单元的同步均衡。首先阐述了改进后均衡拓扑的整体结构以及分层分组的方法、最小均衡单元的均衡原理以及均衡过程中相关参数的计算过程;之后根据所设计的分层拓扑结构设计了与其相适应的均衡控制策略;最后在Matlab/Simulink中分别搭建了不同拓扑下的仿真模型并进行了均衡仿真验证。仿真结果表明,在8节电池与9节电池的不同情况下与传统单层均衡拓扑相比,文中所提出的采用相对极差控制策略的分层均衡拓扑结构在均衡速度上分别提高了86.06%和84.21%,在能量转移效率上分别提高了3.3%和4.22%,验证了所提均衡拓扑以及均衡策略的有效性。

集成蓄热装置的火电机组调峰特性分析

【目的】随着新能源的大规模发展,新能源出力不确定性和波动性问题展现出来,而为了弥补新能源出力缺点,火电机组承担起了调峰作用。为了提升火电机组的调峰能力,对其调峰特性进行了研究。【方法】首先,以某350 MW供热机组作为分析对象,应用仿真软件搭建热力系统模型,并验证该模型的精确性。其次,以蓄热系统为辅助系统,研究机组在满足供热需求情况下的机组调峰能力,并分析蓄热等储能单元对机组调峰能力的影响。最后,采用启发式粒子群算法对蓄热水罐运行策略进行优化,得到随热负荷变化的储热罐最优运行模式。【结果】通过蓄热水罐与火电机组耦合的方法有效提升了机组的调峰和供热能力,并提出可以根据实际热负荷数据确定最大化收益的运行模式。【结论】该方法对机组的运行策略具有指导意义。

非最小相位的单电感双输出Buck-Boost变换器的复合控制方法

单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)相结合的控制策略.设计主路控制器,对系统的传递函数进行拟合得到ADRC范式,利用该范式对主路进行解耦控制.设计支路控制器,采用改进型ESO对储能函数进行观测,并将观测值反馈补偿到非奇异快速终端滑模控制律中,达到支路解耦的效果.为了抑制滑模控制的抖振问题,对趋近律进行改进.利用Lyapunov理论证明系统稳定性.基于硬件在环(HIL)实验平台进行实验验证.结果表明,所提控制策略与PI控制策略以及基于ESO的滑模控制策略相比,在超调量和响应时间上具有较好的效果.

无人机多源测绘信息集成与智能服务系统研究

利用搭载光学传感器的无人机实现场地测绘是一种新型的工程测绘技术。本文利用视频流传输和4G/5G技术进行测绘现场视频数据的获取,对数据接口进行标准化规范,同时统一软件与硬件间的时空基准,借助数据传输链路实现数据间的转换,构建测绘无人机智能数据获取平台。对基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)惯导的空地多源传感器数据快速地理编码进行了简单分析,并强调了地理场景与视频关键帧的深度融合方法的优势,进一步提升了视频流的价值;合理植入“北斗”卫星系统,利用其强大的覆盖功能,优化本设计中获取实时位置模块,构建出测绘无人机智能服务系统。

面向集成电路先进制程的二维信息材料与器件

随着集成电路技术的发展至3 nm节点,摩尔定律接近其物理极限,传统芯片制程面临材料到器件的理论和技术瓶颈。二维信息材料凭借原子层厚度、低功耗等特性被产业界认为是1 nm及以下节点的核心材料,将助力芯片制程延续摩尔定律以及平面到三维的发展,与我国集成电路先进制程长期规划紧密相关。基于国家自然科学基金委员会第343期双清论坛,本文从材料—器件—异质集成多层次回顾了二维信息材料与器件的发展历史,总结了领域内所面临挑战,凝炼了未来5~10年的重大关键科学以及亟需布局的研究方向,进一步提出顶层设计的前沿研究方向和科学基金资助战略。

制导控制系统半实物仿真总体方案设计及集成联试

半实物仿真作为一个大型分布式仿真系统,其总体方案的设计优劣和集成联试的是否顺利,直接影响了系统性能指标的表现和建设目标的实现。归纳总结了总体方案设计的工作内容,分析了实时性、兼容性、扩展性和安全性的性能要求;给出了包括功能层次、运行机制和结构组成在内的典型半实物仿真系统总体方案;概括了仿真系统的集成联试内容,总结了典型系统的集成联试步骤,给出了系统验收测试的内容和系统可信度评估方法。

面向数据中心48 V供电系统的混合型母线变换器及其高密度集成

该文提出适用于数据中心48 V供电系统的混合型母线变换器电路拓扑及其高密度集成方法,通过在开关电容变换器中嵌入自耦变压器和LLC谐振变换器,大幅增加开关电容变换器的降压比,且利用矩阵式变压器结构实现变换器输出电流能力的大幅提升。基于所提出的混合型母线变换器,进一步提出其高密度集成方法,综合采用磁集成、绕组集成等方式,实现变换器功率密度和效率的提升。研制40~60 V输入、变比8:1、输出电流100 A、开关频率1 MHz的八分之一砖模块,功率密度达到1.704 kW/in3,最高效率达到97.9%。