基于Transformer的短期血糖预测方法研究

目的:血糖预测在糖尿病患者的自动化治疗中起着关键作用,为了提高血糖预测精度,更好地满足临床使用需求。方法:本研究结合DirectNet糖尿病临床数据集,提出了一种基于Transformer的短期血糖预测模型,同时分析了在不同输入序列长度下的Transformer模型预测性能;最后,为确定模型的有效预测范围,采用克拉克误差网格分析工具对未来一定时间梯度内的模型预测结果进行了误差分析。结果:基于Transformer的短期血糖预测模型取得了较好的血糖预测效果,输入序列长度为20 min时预测效果最优,所得血糖预测结果的均方根误差(RMSE)和平均百分比误差(MAPE)均优于LSTM与GRU模型。结论:基于Transformer的短期血糖预测模型的预测精度较高,并且其预测结果能够满足临床精度要求。

一种基于FPGA的SVPWM硬件架构及其计算速度优化

为了提高七段式两电平SVPWM算法的调制速度并减少逻辑资源的使用量,提出了一种基于FPGA的SVPWM硬件架构。在该硬件架构输入参考电压后,首先,进行基于Clarke逆变换的坐标变换,通过一系列加法运算构建出含有三相占空比的3组中间变量,同时通过2个异或运算从上述硬件布线中得到简化后的2 bit扇区判断条件;然后,根据简化后的2 bit扇区判断条件从以上3组中间变量中筛选出三相占空比,并进行钳位保护,按照自然采样法输出PWM。以上过程形成一个整体,在FPGA中只需3次触发,便能在2个时钟周期内完成从参考电压输入到三相PWM输出的整个过程,有效提高了计算速度。此外,还给出了该硬件架构在不同的FPGA平台下的资源使用情况,与其他方法相比,LUT使用量由至少500个缩减至300个左右,逻辑资源使用量降低。通过仿真与实物试验,验证了所提硬件架构的有效性。

基于输出电压轨迹的三相逆变器开关管开路故障诊断

开关管开路故障会让功率变换器的输出电压与电流产生严重畸变,因而降低了变换器输出的电能质量。开路故障出现后其余功率开关器件的损耗可能增加,所以容易在电路中引发二次故障。文中提出一种针对三相逆变器开关管开路故障的故障诊断方法。故障类型与故障器件的辨识通过分析三相逆变器在αβ平面上的输出电压轨迹实现,仅需要测量滤波后的输出线电压。所提出的方法易于实现,可以诊断三相逆变器的所有开关管开路故障情况。最后,通过仿真和实验验证所提出方法的可行性和准确性。

基于Clarke变换的感应电机定子故障检测方法

提出了一种基于 Clarke变换的感应电机定子线圈短路故障检测方法 ,根据 Clarke矢量模平方函数导出了与线圈短路故障相关的故障特征 ,定义了表征故障程度的灵敏因子 λ。实验结果证实 ,将该方法应用于感应电机定子线圈故障检测 ,可准确检测出反映感应电机在定子线圈短路时的故障特征 ,方法实际可行。

Clarke变换中系数槡(2/3)^(1/2)的推导

按照坐标变换必须遵循的原则,依矩阵变换法则,对电机矢量控制中Clarke变换公式的系数槡2/3进行详细数学推导,对伺服系统的设计具有一定的借鉴意义。

基于Clarke矩阵的不对称输电线路相模变换矩阵求解

输电线路在参数不对称时,传统的分析方法如对称分量法失效,此时需要采用模分量方法,此方法的核心在于求解相模变换矩阵。为求解该相模变换矩阵,从标准Clarke变换矩阵出发,通过矩阵变换,得到适用于不对称线路模分量分析的相模变换矩阵,即改进的Clarke变换矩阵。将上述矩阵应用于不对称输电线路的模分析,可以有效减少计算量。仿真结果验证了该方法的可行性。

基于锥规划的配电网故障区段定位

针对配电网量测装置不足、故障区段定位不准等问题,提出基于锥规划的配电网故障区段定位算法。首先,对微型同步相量量测单元进行合理配置,建立克拉克电流-量测关联矩阵;其次,构建上下级区段克拉克电流均方值最小的锥规划模型,提出锥规划的近似求解算法;最后,通过Simulink进行仿真验证。结果表明,在不同故障类型情况下均可对故障区段进行准确定位。

基于Clark变换的VSC-HVDC系统控制器设计及其PI参数整定

随着我国对输电技术要求的不断提高,发展和应用电压源型高压直流输电技术(VSC-HVDC)已经成为必然趋势.VSC-HVDC技术中的控制系统对柔性直流输电的正常运行尤为重要,柔性直流输电系统的控制直接关系到柔性直流输电系统的安全、经济运行.利用Clark变换建立数学模型的思想,经常应用于无功功率补偿、故障分析、锁相环设计和单端控制器设计中,故沿用该思想方法,提出一种基于Clark变换的VSC-HVDC系统PI控制器结构并利用状态空间平均法进行PI参数整定.并且分别从耦合、稳定性、跟随性和总谐波畸变率四方面与传统PI控制器进行了比较.并通过Matlab仿真软件搭建基于Clark变换的VSC-HVDC系统PI控制器模型并对设计的PI控制器进行仿真验证.

Clarke和Park变换在DSP上的实现

介绍了通过 Clarke和 Park变换 ,可将静止坐标系中三相交流电流 ia、ib和 ic变换成静止坐标系中的二相交流电流 iα、iβ,再将 iα、iβ 变换成与转子磁链同步旋转的坐标系中的二相直流电流 isb、isq,给出 Clarke和Park变换的数学表达式 ,在数据信号处理器 ( DSP) TMS3 2 0 C2 4 0上实现了该种变换。

基于Clarke变换的鼠笼异步电机故障诊断方法研究

在交流电机坐标变换分析的基础上,指出了国际上通用的Park矢量方法及其扩展方法的不足之处,提出了Clarke矢量轨迹识别方法和扩展Clarke方法,利用矢量轨迹识别的方法判断电机的常见电气故障;基于负序电流的思想,进行定子绕组匝间短路判别,经仿真和实验验证,表明方法有效可行。

Voltage and Current Mode Vector Analyses of Correction Procedure Application to Clarke’s Matrix—Symmetrical Three-Phase Cases

Clarke’s matrix has been applied as a phase-mode transformation matrix to three-phase transmission lines substituting the eigenvector matrices. Considering symmetrical untransposed three-phase lines, an actual symmetrical three-phase line on untransposed conditions is associated with Clarke’s matrix for error and frequency scan analyses in this paper. Error analyses are calculated for the eigenvalue diagonal elements obtained from Clarke’s matrix. The eigenvalue off-diagonal elements from the Clarke’s matrix application are compared to the correspondent exact eigenvalues. Based on the characteristic impedance and propagation function values, the frequency scan analyses show that there are great differences between the Clarke’s matrix results and the exact ones, considering frequency values from 10 kHz to 1 MHz. A correction procedure is applied obtaining two new transformation matrices. These matrices lead to good approximated results when compared to the exact ones. With the correction procedure applied to Clarke’s matrix, the relative values of the eigenvalue matrix off-diagonal element obtained from Clarke’s matrix are decreased while the frequency scan results are improved. The steps of correction procedure application are detailed, investigating the influence of each step on the obtained two new phase-mode transformation matrices.

基于Clarke变换的鼠笼异步电动机故障诊断方法

在交流电机坐标变换分析的基础上,指出了国际上通用的Park矢量方法及其扩展方法的不足之处。提出利用Clarke矢量轨迹识别方法判断电机的常见电气故障;基于负序电流的思想,进行定子绕组匝间短路判别,经仿真和实验验证表明方法有效可行。

用模糊集合理论识别电力系统振荡中的短路的研究

本文通过对电力系统振荡和短路所呈现出的不同特征的分析，从故障特征入手，利用模糊集合理论来识别振荡过程中发生的短路。对于振荡中的三相短路的识别，本文提出一种基于振荡中心电压的波形跟踪识别方法：对于振荡中的不对称故障的识别，本文选取模变换中的Ｃｌａｒｋ变换作为数学工具，与对称分量变换相结合，构造了Ｉα／Ｉβ判据、Ｉα－Ｉβ与序分量组合判据。文章给出了相应的模糊数学模型，并经大量的仿真试验，获得良好的仿真效果。

一种永磁同步电机电流直接反馈矢量控制

为了避免经典矢量控制的复杂坐标变换,提出一种通过电流直接反馈而消去Clarke坐标变换的简化矢量控制方法,并在永磁同步电机(PMSM)的控制中进行研究。搭建简化的基于电机定子电流直接反馈的矢量模型(M2)和基于转子磁场定向电流直接反馈的矢量控制系统(M3)。通过仿真与经典矢量控制系统(M1)进行对比分析研究,仿真结果表明:M2和M3均具有经典模型M1的特性,而且M2在启动、变负载、变转速情况下均具有最快的响应速度,因而适合于对响应速度有严格要求的场合;M3的响应速度较慢,但其转速、转矩的动态超调最小,稳态性能也较好。综合以上分析可知,改进的电流直接反馈矢量控制较经典模型不仅略去了Clarke坐标变换,而且其速度和转矩响应均有所改善,使系统性能得到提高。

基于实测数据的谐波负荷模型控制策略

负荷建模对维护电力系统的安全稳定运行有重要意义。提出一种基于实测数据和谐波发生机理的谐波负荷模型,在分析实测数据的基础上,将受控电流分解为基波与谐波分量分别控制。谐波电流采用基于电压前馈解耦的双闭环控制策略,保证运行过程中的功率平衡和稳定性;提出一种改进型的准PR双谐振控制方法对dq0轴谐波电流进行跟踪控制,能够同时控制2个相邻的奇次谐波,在满足控制精度的同时有效简化了控制器。仿真结果表明,模型控制策略具有较高的精准度和快速性,且模型电路结构利用现有技术可方便实现,实用性较高。

自适应小波压缩算法在连续录波装置中应用

针对连续录波海量数据的存储和对称电力系统故障持续时间短的运行特点,基于Clark变换和小波变换提出了一种自适应录波数据压缩技术以解决连续录波中的海量数据存储与存储设备安全和容量之间的矛盾。根据小波变换最大比例系数区分出正常数据与故障数据,对故障数据利用小波分解和自适应阈值处理同Lz77相结合的方法直接进行自适应小波压缩存储,对于非故障数据则在Clark变换基础上再进行自适应小波压缩存储,以提高数据压缩效率。应用Simulink仿真模拟输电线路的正常和故障运行2种情况对所提出的压缩算法的有效性进行验证。仿真数据表明所提出的压缩方法比不进行数据区分压缩算法的压缩率更高,可有效地解决连续录波器中海量数据的存储与设备容量之间的矛盾。

三相不平衡高频振荡的相量测量方法

实时测量高频振荡相量可为高频振荡自适应抑制环节提供信息支撑。然而,高频振荡频率处正负序都可能存在不稳定模式,从而导致振荡信号三相不平衡特征明显,影响高频振荡相量测量准确度。因此,提出一种基于sinc插值函数的高频振荡相量测量方法。首先,对系统三相信号进行Clark变换;然后,基于sinc插值函数对负序振荡分量进行建模,进一步求解得到高频振荡相量和频率;最后,通过采用数值仿真信号、PSCAD仿真数据和实测数据进行测试发现,所提方法比传统方法具有更好的负序分量干扰抑制能力,准确度更高。

基于失电残压的异步电动机转速估算方法研究

结合失电残压的产生机理,分析了异步电动机的失电残压模型,提出基于失电残压的异步电动机转速估算算法,该算法基于对电动机的三相定子残压进行Clark变换,再线性拟合出转子转速的变化方程,并给出了具体的估算算法及步骤。然后,针对恒转矩负载的异步电动机模型为Matlab仿真对象,根据基于失电残压的转速估算算法对其转速进行估算。仿真试验结果表明,基于失电残压的转速估算算法具有抗干扰能力强、计算速度快、估算结果准确且实用性好的特点,而且对交流电动机转速的检测具有较高的参考价值,在交流电动机转速估算算法中具有明显的优势。

电机中ABC到dq0坐标变换的梳理与辨析

针对电机中ABC到dq0坐标变换定义及使用混乱的问题,阐述了Clarke变换和Park变换的初始定义,梳理了两种变换的历史演变,澄清了两种变换的本质内涵。利用数学方法,推导并给出了等幅值和等功率的Clarke变换矩阵(ABC/αβ0)、两相静止到两相旋转坐标系的变换矩阵(αβ0/dq0),以及Park变换矩阵(ABC/dq0),分析了各种矩阵之间的联系、区别及使用条件。列举了一些对Clarke变换和Park变换理解不深刻、阐述不严谨的典型情况,并对目前不同文献对于Park变换定义不统一的问题进行了探讨。以永磁同步电机调速系统为例,建立不同坐标变换的仿真模型并进行仿真分析与验证,指出混淆坐标变换矩阵的典型特征及对系统仿真结果的影响,给出纠正措施与应对策略。

复合斩波电路在二极管箝位型三电平逆变器中的应用

在介绍二极管箝位型三电平逆变器的拓扑结构及工作原理的基础上,对三电平逆变器PWM控制方法进行分析,在Matlab/Simulink环境下搭建了三电平逆变器的模型,对几种载波PWM控制方法进行仿真并分析了仿真结果,针对存在着直流电压利用率比较低,总谐波畸变率高和中点电位不平衡等问题,采用复合斩波电路并结合以非正弦波作为调制波的PWM控制方法对三电平逆变器控制,仿真结果验证了所选用方法的有效性。