应用改进APF-Informed-RRT*算法的配送无人机航迹规划

为加快末端物流配送的效率,提出一种配送无人机的航迹规划问题。针对传统快速搜索随机树(rapidlysearch random tree,RRT)算法在航迹规划中存在的盲目性和路径不平滑等问题,将人工势场法(artificial potential field,APF)与Informed-RRT*算法融合,提出一种自适应步长增长策略的改进APF-Informed-RRT*算法。首先在选择新节点时,考虑到障碍物和目标点的影响,提出一种自适应步长增长策略来解决采样的盲目性;其次采用三次B样条对拐点处进行平滑处理;最后分别采用RRT*算法、Informed-RRT*算法和改进APF-Informed-RRT*算法在两种环境中进行仿真实验。结果表明,改进APF-Informed-RRT*算法相较于RRT*算法和Informed-RRT*算法,在运行时间、迭代次数以及路径平滑上都得到提升。

基于FIA*-APF算法的蟹塘投饵船动态路径规划

为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加权因子优化A*算法评价函数;其次加入转折惩罚函数并删除冗余点,接着利用B样条曲线对全局路径进行平滑处理;最后将改进A*算法得到的全局路径作为改进人工势场法中的引力路径,生成投饵船自主巡航高效路径。根据养殖池塘创建静态和动态2种仿真环境,分别对传统人工势场法(traditional artificial potential field,TAPF)、基于A*和人工势场法的融合算法(the A*and artificial potential field,TA*-APF)和FIA*-APF算法的性能进行20次测试。仿真试验结果表明:2种环境下,FIA*-APF算法的平均规划时间是TAPF算法的17.23%,是TA*-APF算法的51.96%,平均指令节点数量比TAPF算法减少50.64%,比TA*-APF算法减少65.03%,平均路径长度比TA*-APF算法减少2.82%。蟹塘试验结果表明:FIA*-APF算法的规划时间为TAPF算法的38.16%,为TA*-APF的62.42%,路径长度比TAPF算法减少29.13%,比TA*-APF减少10.15%;另外,TAPF和TA*-APF算法规划路径上大于60°的转角分别是FIA*-APF算法的3.28和2.62倍,大于100°的转角分别是FIA*-APF算法的3.73和1.67倍,该研究算法规划的路径更高效平滑。研究结果可为无人投饵船自主导航提供参考。

优化APF直流侧电压自抗扰控制参数的自适应粒子群优化算法

优化有源电力滤波器(active power filter,APF)直流侧电压自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)参数的粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSOA)优化参数的精度低、粒子易陷入局部最优。针对其缺点,提出了一种优化APF直流侧电压ADRC参数的自适应粒子群优化算法(adaptive PSOA,APSOA)。在PSOA的基础上,APSOA自适应调节惯性权重和学习因子,并引入正弦分段混沌映射和混合变异因子,以避免粒子陷入局部最优,加快算法优化速度,提高算法优化参数的精度。仿真结果证实,相对于使用PSOA优化参数的APF直流侧电压ADRC,使用APSOA优化参数的APF直流侧电压ADRC的直流侧电压的响应速度更快,稳态误差更小,电网电流的总谐波畸变率更小。因此,相对于优化APF直流侧电压ADRC参数的PSOA,提出的优化APF直流侧电压ADRC参数的APSOA优化参数的精度更高。

弱电网APF系统稳定性分析及有源阻尼方法

有源电力滤波器(APF)被广泛应用于电力系统谐波的动态补偿。然而在弱电网条件下,APF、非线性负载与电网线路阻抗间的交互容易引发补偿频率附近谐波振荡的稳定性问题,导致APF谐波补偿失效,系统的电能质量进一步恶化。通过对APF系统环路的小信号建模,揭示了弱电网APF系统的谐波振荡机理,并根据稳定性分析结论提出了一种基于电感电流反馈的有源阻尼方法抑制了这类谐波振荡,从而保证了APF在弱电网条件下稳定的谐波补偿能力。该方法的有效性经PLECS时域仿真及硬件平台实验得以验证。

基于APF的局部路径规划算法研究

针对传统人工势场法(artificial potential field,APF)规划的路径存在易陷入局部最优与路径不平滑问题,提出一种“触碰引导”策略为先导的控制方法。该方法在无人机运动过程中,引入合适的阶段性子目标点引导无人机飞行,从而降低规划结果陷入局部极值点的概率,并利用贝塞尔曲线法处理控制点以解决路径平滑问题。仿真实验结果表明,改进后的算法能够有效解决易陷入局部极小值点和路径不平滑问题,相较于传统算法效率更高。

基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF技术研究

基于模块化多电平变换器的有源电力滤波器MMC-APF(modular multilevel converter-based active power filter)是用来处理非线性负载对电网带来的污染问题最有效的拓扑之一。提出了一种基于改进有限状态多步模型预测控制的MMC-APF,仅通过基波同步旋转坐标系实现对所有谐波的控制。首先,使用PI加重复控制的电流环复合控制得到上、下桥臂预导通子模块数,在此基础上进行多步交流侧电流模型预测,最终得到桥臂投入子模块数的最优解,缩小了寻找目标函数最优电平的搜索范围,无需设计权重因子,每相桥臂子模块的总投入数为[N-1,N+1],交流侧输出电平数最大可达2N+1,提高了MMC-APF交流侧电流补偿精度,并改善了系统动态性能。最后,搭建了MMC-APF平台,仿真和实验结果与理论分析一致,进一步验证了所提研究方案的可行性和有效性。

关于变频多联机APF能效试验中针对低温制冷实测时准确性的检讨和建议

目前我国多联机变频空调机组均采用全年性能系数(APF)替代IPLV作为评价指标。基于现有多联变频空调器的调节范围广的特点,指出了现有APF中对于选择性试验即低温制冷工况实测时,会出现不符合实际的情况,利用实测数据和理论分析产生的原因,水平展开,并给出了针对实测的改进建议。

并联双APF交互影响分析

由于电力有源滤波器(active power filter,APF)快速跟踪消除谐波的特点,其被大量安装在配电网以保证配电网安全可靠运行。然而,随着APF装置大量无序接入配电网,其交互影响现象无法忽视。针对配电网内APF之间交互影响问题,以典型并联双APF系统作为研究对象,计及单APF系统稳态误差,基于等效输出阻抗法,建立了并联双APF等效模型。研究了电气及控制参数与并联双APF系统内在联系,分析了弱电网背景下一个APF的系统稳态误差对另一个APF运行稳定性的影响,继而从控制理论角度揭示了双APF并联交互影响原理,提出了抑制交互影响的措施。最后仿真验证了上述理论分析的正确性。

基于级联H桥换流器的APF-STATCOM的控制与调制

有源滤波器(APF)和静止同步补偿器(STATCOM)在电力系统应用中都是独立开来,分别进行谐波抑制和无功补偿。将APF和STATCOM功能结合起来,以级联H桥换流器构成APF-STATCOM装置,同时实现无功补偿和谐波抑制。在分析级联H桥APF-STATCOM拓扑及其工作原理的基础上,提出了一种简单有效的控制策略;针对级联H桥换流器各子模块间的电容电压均衡问题,采用最近电平逼近调制(NLM)并提出了一种适用于级联H桥换流器的电容电压均衡控制策略。利用PSCAD/EMTDC对36级联H桥APF-STATCOM进行了建模仿真,结果验证了该控制策略和电容电压均衡控制策略的可行性和有效性,并表明所提出的电容电压均衡策略能有效避免H桥模块IGBT不必要的频繁开关,减少器件的开关频率。

由早期性能标准的指标计算定频房间空调器APF的方法

房间空调器目前同时用两种完全不同的能效指标EER、COP指标以及APF指标来标称空调器能效。为了便于比较不同能效指标标称的空调器性能,需要将传统的EER和COP能效指标转化成APF能效指标。本文给出了一种利用GB7725—1996中EER和COP等性能参数直接计算APF的方法。该方法首先将APF转化为关于"额定制冷量"、"额定制冷功率"、"额定制热量"和"额定制热功率"的函数,然后联立EER、COP和APF的计算式消除中间变量。根据本文开发的公式,房间空调器的APF可以通过制冷和制热的额定能力和能效进行简单四则运算便可得到。

不同类型谐波源综合补偿的串联混合型APF设计

为了实现对电网中非线性负载产生的不同类型谐波的综合治理,提出了一种新型串联混合型有源电力滤波器(APF)。所提出的滤波器不仅能单独治理电流型、电压型谐波源,而且能实现对电流型和电压型谐波源的综合治理,并能有效抑制电网谐波串、并联谐振。提出了一种基于变压器基波磁通补偿的串联型APF的电流比例—积分无静差控制策略。采用输入、输出阻抗传递函数法的分析结果表明,所提出的串联混合型APF具有很好的谐波谐振抑制特性。对该滤波器综合治理不同类型谐波源的情况进行了仿真和实验研究,结果表明,所提出的串联混合型APF具有很好的补偿效果。

集中补偿型LCL-APF的有源阻尼控制方法研究

针对电网中采用无源网络进行滤波后仍然存在的谐波及无功问题,采用LCL-APF系统在变配电所侧对电网中的谐波及无功分量进行集中补偿。该LCL-APF系统采用直接功率控制的策略,省去了复杂的谐波检测及计算环节,改善了网侧电流的失真情况,将电网电流的谐波畸变率从26.86%降到了3.78%。通过机理建模及波特图分析,在功率控制环内加入有源阻尼环节,有效抑制了三相LCL系统引起的谐振问题,提升了LCL-APF系统的动态性能。仿真结果证明了该控制方法的正确性与可行性。

一种基于空间矢量的APF直流侧电容电压设计和优化方法

并联型有源电力滤波器(SAPF)的直流侧电容电压直接影响谐波补偿性能。合理的电容电压设定值既可以保证补偿效果,又可以降低直流侧电容的耐压值选取要求。针对三相并联型有源电力滤波器直流侧电容电压优化设计这一问题,通过对典型的负载条件下谐波电流进行分析,推导出在完全补偿谐波电流的情况下变流器的输出电压矢量值。基于空间矢量脉冲宽度调制方式(SVPWM),分析了直流侧电容电压选取方法。仿真结果验证了该方法的有效性。

基于级联H桥五电平变流器SAPF的应用研究

提出了基于级联H桥型五电平变流器的并联型有源电力滤波器,详细介绍了基于无差拍控制的交流侧电流控制和直流侧总电压闭环电压控制的原理。仿真和实验结果表明了SAPF系统在低开关频率情况下,能够准确有效地补偿谐波和无功电流,性能良好。

基于下垂系数模糊自适应的APF直流侧电压控制策略

有源电力滤波器(active power filter,APF)直流侧电压控制是其关键技术。直流侧电压大小直接影响APF的功率损耗和补偿性能。在某些复杂的工业应用场合,各种负载的波动会造成APF公共耦合处网侧电压的严重波动,影响了其补偿性能。以三线三相APF为例,分析其损耗、补偿性能与直流侧电压关系,提出一种下垂系数模糊自适应的APF直流侧电压控制策略。结果表明:当网侧电压升高或降低时,可以通过提高或降低直流侧电压来提高其补偿性能与降低其功率损耗;仿真与实验验证了其可行性与正确性。

基于多同步旋转变换的并联型APF补偿策略

为了提高有源电力滤波器(APF)的补偿灵活性,提出基于多同步旋转变换的低次特征谐波选择性补偿策略.采用特定旋转频率的同步旋转变换将相差6次的一对正、负序谐波变换为该坐标系下的3次谐波分量,通过多组不同旋转频率的同步旋转变换将指定谐波变换为相应坐标系下的3次谐波,设计基于谐振控制器、选通频率为150Hz的带通滤波器将其滤出,实现指定谐波的指令提取.为了提高补偿电流的控制精度,采用基于PI控制内环和重复控制外环的复合电流环控制策略.利用MATLAB/SIMULINK软件搭建仿真模型并在16.5kVA的APF样机上进行验证实验,仿真和实验结果证明了该方法在三相并联APF中的正确性和可行性.

基于ABC坐标系的三相四线并联型APF控制策略

为提高三相四线制并联型有源电力滤波器(APF)的谐波及中线电流补偿精度和动态性能,引入基于ABC坐标系的控制策略.该控制策略在时域下完成对直流侧电压和补偿电流的闭环控制,各相之间完全解耦.根据系统主电路数学模型设计直流侧稳压环、均压环以及由PI控制器和重复控制器组成的复合电流环控制器,有效保证了系统闭环稳定性和谐波补偿精度.各类工况下的实验结果验证该控制策略在三相四线制并联型APF系统中的可行性和有效性.

新型三相四线制APF直流电压控制策略

针对三相四线制有源滤波器(APF)直流母线电压控制的特点,为了克服并网运行时产生的直流母线电压波动和直流侧上、下电容之间电压不平衡等问题,根据系统主电路数学模型建立稳压环和均压环,提出基于二阶低通滤波器的新型电压控制策略,给出设计方法.理论分析证明:与传统的PI控制器相比,采用该控制策略可以实现对电压环更好的控制性能和控制效果.通过仿真和实验验证了该控制方法在三相四线制有源滤波器系统中的正确性和优越性.

直流侧APF与APF和PFC开关利用率的比较研究

文中提出了一种计算开关电流应力的近似算法。采用该算法,对有源电力滤波器、功率因数校正器、直流侧有源电力滤波器等3种谐波治理和改善功率因数的电路的开关利用率进行了理论分析和比较。从开关利用率的角度,为不同条件下选取何种电路进行谐波治理更为合适提供了理论依据。

经椎弓根APF系统治疗不稳定胸腰椎骨折

目的 :为了提高和改善后路经椎弓根复位及内固定的效果和减少并发症。方法 :应用钉杆角弓根内固定系统 (Screw rodanglepediclefixationsystem ,APF)对胸腰椎不稳定骨折进行复位及内固定。结果 :经 52例临床应用 ,其中 43例获 9个月以上随访 ,后凸Cobb′s角平均矫正度 1 8.1°(P <0 .0 1 ) ,2 3例不同程度截瘫患者均有Frankel一级以上恢复 ,断钉 2例。结论 :APF具有良好的复位作用、椎管间接减压作用和足够的抗压抗扭强度 ,减少了断钉率和钉棒连接、钉骨界面松动等问题。复位满意 ,固定可靠 。