自主水下航行器集群组网技术发展与展望

自主水下航行器(AUV)可借助水声通信、协同探测和控制决策等关键技术实现集群组网,形成同构或异构集群进行协同作业。通过集群组网,可以充分发挥不同航行器平台的能力优势,实现多平台之间的信息共享、任务协同和资源整合,从而自主完成更复杂的海上作业任务。这种集群化的作业方式不仅提高了任务执行效率,还可降低作业成本,并提升海洋领域的探测、监测和应对能力。文中介绍了国内外AUV集群组网研究现状,总结了集群组网通信、集群感知、控制决策等关键技术和挑战,并针对AUV集群组网的应用需求,其在探测、通信、控制方面的发展趋势进行了展望,为开展AUV集群基础理论研究与实践应用研究提供参考。

组串型光伏逆变器集群谐振自适应抑制方法的研究

常规的组串型光伏逆变器集群谐振自适应抑制方法为使用最大功率点跟踪法消除低次谐波,该方法易受双反馈协同控制作用影响,导致谐波畸变率过高,因此,需要设计一种全新的组串型光伏逆变器集群自适应抑制方法。构建光伏逆变器集群自适应抑制参数估计模型,提出了组串型光伏逆变器集群谐振自适应抑制策略,实现了光伏逆变器集群谐振自适应抑制。结果表明,设计的光伏逆变器集群谐振自适应抑制方法的抑制效果较好,不同输出功率百分比下的谐波畸变率均较低,具有可靠性和一定的应用价值。

民用建筑中光伏逆变器集群谐振机理及分层协调控制

民用建筑中光伏逆变器集群并网易引发谐波谐振,严重影响系统稳定及电能质量。针对这一问题,建立光伏逆变器集群并网数学模型,推导单台逆变器及逆变器集群谐振机理与谐振特性,提出一种光伏逆变器集群谐振分层协调控制策略。第一层,针对LCL型光伏逆变器固有谐振,提出基于前向通道串联陷波器的电容电压惯性反馈的有源阻尼法;第二层,针对光伏逆变器集群与电网阻抗耦合产生的谐振,提出公共耦合点并联虚拟导纳的谐振抑制方法;通过对逆变器集群并网谐振进行分层划分协调控制,提高并网电流质量。仿真结果表明,与传统电容电流反馈策略相比,并网电流谐波畸变率明显下降,有效抑制逆变器并网谐振,证明了所提策略的可行性。

适用于并网逆变器集群系统孤岛检测的改进滑模频率漂移法

常规的孤岛检测方法主要适用于单机光伏并网系统,在逆变器集群系统应用时存在局限性。滑模频率漂移法是一种被广泛应用的主动式孤岛检测方法,分析多逆变器并联运行情况下的公共并网点电流波形后发现,该方法可能由于系统线路阻抗的存在,导致检测盲区向频率下降方向倾斜,加大了光伏并入弱电网情况下孤岛检测失效的风险,同时延长了反应时间。为此,提出了一种具有电流误差相位补偿作用的改进滑模频率漂移法,能够有效降低逆变器集群电流相位不一致产生的影响。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于有源阻尼器的并联逆变器集群集中式谐振抑制策略

为应对并联逆变器集群系统接入配电网所引起的的谐振问题,文中提出了一种基于有源阻尼器的谐振抑制策略。有源阻尼器通过对系统谐振频率的检测,只在谐振频率处添加一并联谐波电导,动态的增加系统阻尼,有效治理系统的谐波谐振。同时,文中还引入了准PR控制,克服了光伏集群接入对传统的PR控制器稳态误差和鲁棒性能带来的不利影响。文中所述控制策略在不改变原有逆变器硬件结构和控制算法的基础上,利用并联有源阻尼器灵活地抑制系统的并联谐振。最后通过算例,在MATLAH/Simulink中验证了为重所提的基于有源阻尼器的谐振抑制策略的的正确性和有效性。

并联逆变器集群无功控制之间的交互影响

当并联逆变器系统接入弱电网时,电网阻抗便不可忽略,多个并网逆变器之间的交互作用给逆变器的无功控制带来负面影响。以弱电网为研究背景,推导了多逆变器并联系统的传递函数模型。并在此基础上,从谐振特性,动态响应和静态误差这3个方面,分析了并联逆变器系统中逆变器无功控制之间的相互影响,最后利用matlab/simulink进行时域仿真,从并联台数和电网电压暂降2方面对上述分析的正确性进行了验证。

光伏并网逆变器集群的谐振原因及其抑制方法

并网逆变器大规模接入弱电网时可能产生大量低频谐波,严重影响了电网电能质量。针对这一问题,首先分析常规逆变器控制方法在逆变器集群和弱电网情况下的局限性,建立含变压器和电网阻抗的逆变器集群模型,揭示开关管放大非线性干扰、逆变器并网电流参考、周围并联逆变器电流干扰和电网电压扰动对并网逆变器的影响机理,指出高电网阻抗是引起逆变器集群谐振的主要原因。然后从改善逆变器性能的角度出发,提出一种有源谐波电导法,在不改变电路拓扑的情况下,有效抑制逆变器谐波电流的输出,提高了逆变器的抗干扰能力,从而避免谐振现象发生。最后通过仿真复现谐振现象,并证明所提出方法的有效性。

计及闭环策略的并网逆变器集群阻抗特性比较分析

以逆变器集群为接口的新能源大规模接入改变了电网的动态特性,次/超同步振荡现象频发,制约了新能源的并网消纳。为深入研究该类型振荡的抑制方法,以单台并网逆变器输出阻抗为最小建模单元,引入谐波线性法推导了PI控制和准PR控制策略下逆变器闭环系统的序阻抗模型,在此基础上建立考虑多台逆变器并联运行的等效阻抗模型。通过对比两种闭环控制策略下逆变器集群输出阻抗的低频段动态特性和接入弱电网后的系统稳定性,在电流内环具有相同稳定裕度的情况下,相较于PI控制,逆变器集群采用准PR控制时互联系统稳定裕度更大,可以降低系统发生次/超同步振荡风险。最后在Matlab/Simulink仿真平台搭建逆变器集群并网仿真模型,模拟了不同强弱电网环境下的并网稳定与失稳现象,从而验证理论分析结果。

基于有源谐波电导法的光伏逆变器集群谐振抑制策略

为抑制光伏逆变器集群并入电网引起的谐振,提出一种基于有源谐波电导法的光伏逆变器集群谐振抑制策略。首先,基于PI控制器下电容电流内环,电网电流外环的双闭环控制,分析双闭环控制下单台逆变器谐振抑制效果。其次,在保持控制系统不变的情况下,针对多台逆变器谐振问题,在光伏并网系统中加入有源滤波电导,不仅有效抑制逆变器低频谐波电流汇入网侧系统,还提高逆变器抗扰动能力,从而抑制逆变器集群引起的谐振问题。最后,通过Matlab/Simulink软件仿真验证了光伏逆变器集群谐振能被有效抑制,仿真结果表明谐波电导法对多逆变器谐振有抑制效果。

基于CPSO算法的海空跨域无人航行器集群协同作业路径规划

针对海空跨域无人航行器集群在复杂水域环境下协同作业以追踪水下目标的任务,提出一种基于协同粒子群(CPSO)的协同作业路径规划算法。考虑不同无人航行器集群特性优势,合理分解并分配远距离追踪水下目标任务过程,并利用CPSO算法进行路径规划。在CPSO算法中,首先为无人机(UAVs)集群规划飞行路径,UAV飞行过程中探测水面航行区域障碍物,进而为无人艇集群(USVs)生成完整的水面障碍分布图;然后,采用CPSO算法为USVs规划协同航行路径,无人艇集群航行过程中为无人潜航器(AUVs)生成水下航行环境图;最后,由CPSO算法为AUVs规划水下航行路径,AUV完成水下目标追踪任务。仿真结果表明,以合理的任务分配分解为基础,CPSO算法为海空跨域无人航行器集群协同作业规划了有效路径,实现了无人航行器集群协同作业追踪水下目标功能。

适用于多机集群的外部集中扰动式阻抗测量孤岛检测法

现有逆变器并网类新能源电源孤岛检测多采用主动法,但由于多个机组并网时扰动信号相互影响,存在检测盲区,同时可能影响系统电能质量。基于此,提出了一种可同时适用于单机和多机集群的有源孤岛检测方法,采用外部集中扰动方式,避免了多机扰动信号相互干扰,且可普适于逆变器并网类电源、同步发电机等多种类型电源,同时提出了逆变器并网类电源在外来扰动下的测量阻抗模型。利用宽频脉冲注入及高频电抗计算放大了孤岛前后特征量差异,提高了检测灵敏度。另外,通过间歇性过零点短时注入控制,提高了阻抗测算准确度,并降低了主动法对系统的扰动,保证了良好的电能质量,同时降低了对注入装置直流电压等级的要求,保证了实用性和经济性。

开放式集群系统

近年来,随着技术的发展,以任务为导向的企业应用程序已从专有系统(完全或大部采用某一厂商的硬件和软件)向基于标准的开放系统转移。专有系统的解决方案虽可以提供先进的技术,但它们经常依赖单一的供货厂商,并使用非标准化的硬件或软件。此外,这些解决方案也非常昂贵。 在过去,最为先进的服务器技术往往只能通过独家供货厂商提供,而标准的系统却难以为信息系统(IS)管理者提供其所需的能力及高可用性。近期技术的发展扭转了这一趋势,使得基于标准的系统能与专有系统的先进技术匹敌。 对标准系统产生影响的主要因素如下 ·基于标准的对称型多处理器(SMP)

改进蚁群算法解决UUV集群任务规划问题

针对水下无人航行器(UUV)集群在有限续航力和负载约束条件下求解广泛且稀疏分布区域勘察任务规划问题时常规算法存在收敛性差、解质量不高的不足,提出了一种改进的蚁群优化算法。首先,通过分析个体UUV平台能力和集群任务的约束条件,建立UUV集群任务规划的约束模型和优化模型;其次,基于任务点间距离与平均距离之差设计初始信息素浓度的非均等分配方法,提出优化模型的最佳与最差阈值对蚂蚁进行分类并对应完成信息素更新,在状态转移规则中创新加入可随迭代进程动态改变的“引力系数”来增加算法前中期次优节点被选中的概率;再次,设置对照统计实验完成算法优化项的有效性分析,依据最优解出现的次数和平均收敛值优化算法参数;最后,以经典文献案例仿真,对比分析基本蚁群算法、精英蚁群算法与提出算法,相较于前两种算法,算法在50次统计实验中找到近似最优解的百分比分别提升78%和66%,平均在第40代实现收敛,表明出很好的全局寻优能力和收敛性能。通过设计具有一定规模的UUV集群任务规划典型案例,验证了算法求解UUV集群广泛且稀疏分布区域任务规划问题的快速性和有效性。

基于精英族系遗传算法的AUV集群路径规划

针对传统路径规划算法仅能规划单一最短路径且不能调节路径宽度而难以适用于自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)集群航路规划的缺陷,提出了精英族系遗传算法(elite family genetic algorithm,EFGA)。该算法将基因适应度加入适应度评价函数中,同时在进化过程中标记精英个体作为多路径规划结果,并在该算法基础上针对AUV集群路径规划问题设计了一种多智能体路径规划(multi-agent path planning,MAPP)方法。仿真结果表明,该算法可以求解无冲突路径集合实现MAPP,通过实现AUV集群的最优多路径航行方案减少集群的航行耗时,且能够满足不同AUV编队规模对可调路径宽度的需求。

基于有限状态机的UUV集群围捕策略研究

针对无人水下航行器(UUV)集群围捕策略问题,提出了一种基于有限状态机的UUV集群围捕策略。首先根据UUV的运动学模型建立了一种基于阿波罗尼斯圆的UUV集群围捕模型,针对UUV集群是否对目标UUV形成包围圈进行讨论,对目标的逃逸策略进行了设计。综合上述研究,提出了基于有限状态机的UUV集群围捕策略,根据目标UUV所处的状态,设计各围捕者的状态转移规则,并通过仿真验证了围捕策略的有效性。仿真结果表明,设计的UUV集群围捕策略可应用于无人水下航行器的围捕任务。

空间控制技术发展与展望

控制是航天器在空间环境下自主完成复杂任务的关键技术.首先梳理了中国空间控制技术过去50多年来的发展成果,总结划分为航天器姿态控制、姿态轨道控制、“感知−决策−执行”(Perception-decision-action,PDA)自主控制三个方面,并在综述了各方面主要进展的基础上,围绕超大结构航天器姿态轨道控制、轨道空间博弈控制、网络化航天器集群控制、地外探测智能无人系统控制、跨域航天器自主控制、在轨建造与维护(On-orbit servicing,assembly,and manufacturing,OSAM)控制6个技术方向,提出面临的挑战和需要重点关注的基础性问题,为空间控制技术未来的发展提供借鉴和参考.

大容量并网光伏电站技术综述

为推动光伏发电的发展,加快新能源的高效利用,国内相继开工并已建成了若干兆瓦级大型并网光伏电站示范工程。结合国内外的运行经验,综述了大型光伏电站在光伏阵列、变换器以及并网方面存在的一些问题,阐述了其主要特征和关键技术领域的新动态,总结了对国内大型光伏电站建设和运行的一些启示,并对大容量光伏并网发电的技术方向和未来发展趋势进行了探讨和展望。

光伏并网发电若干关键技术分析与综述

针对光伏并网发电若干关键技术问题进行分析和综述,讨论了光伏组件特性及其组合技术,分析了组件正向和反向模型及模型中的参数影响程度,并对9种不同光伏组件进行了比较分析。综述了光伏逆变器集群特性,包括谐波、效率以及集群控制等。最后介绍了逆变器与电网的互动关系,主要以LCL滤波器为并网端口进行了分析比较。

搭起局域网的“基层”桥梁——集线器技术、产品与市场综述

集线器,也就是我们常说的Hub,是一种能够改变厕线传输信号、扩展网络规模,构建网络、连接PC、服务器和外设时最基本科设备。集群器是中继器的一种形式,区别在于它能够供多端口服务,所以又有人称它为多端口中继器。

Intel主演“大片”

不管客户机越来越小,服务器越来越大,以及种种中间产品的变化,Intel公司定会把1998年看成是属于自己的一年。通过新的合作它将从最亲密合作伙伴Microsoft的阴影中走出来。