隔离型三相双向DC/DC变换器的GSSA建模

针对桥式双向DC/DC变换器拓扑系统无法采用传统的状态空间平均法建模和分析的问题,提出采用基于频域分解建模思想的广义状态空间平均法(GSSA),将时域系统模型通过傅里叶级数变换成频域线性的广义状态空间模型。根据广义状态空间平均法的基本原理,在时域模型的基础上,推导出隔离型三相双有源桥双向DC/DC变换器的广义状态空间平均模型。通过实例仿真对比,相电流相似度达96.3%,输出电压相似度达99.0%,结果验证了所建立模型的正确性和有效性。

基于改进Stacking集成学习的高强度钢柱屈曲能力预测

由于屈曲强度的形成机制复杂,影响屈曲强度的因素较多,目前对屈曲强度的认识还不全面。近年来,机器学习已初步应用于预测结构屈曲强度等力学性能,然而基于实验测试的样本数据量小容易造成过拟合,导致其预测精度低。本文提出一种基于改进Stacking算法的GSSA(Grid Search-Stacking Algorithm)模型,并对某型号高强度钢柱屈曲强度进行预测,提升了屈曲强度的预测精度。首先,基于标准Stacking算法通过使用网格搜索算法选择最优基模型组合,并采用留一交叉验证(LOOCV)法训练基模型,实现了GSSA模型的构建,有效解决了小样本集训练带来的预测精度低问题;然后,为了进一步验证GSSA模型的可靠性,本文采用Bland-Altman法对GSSA模型进行一致性评价,结果表明,GSSA模型具有很好的可靠性;最后,采用SHAP模型对GSSA模型预测的屈曲强度进行了可解释性分析,实现了其影响因素评价。

CLC谐振型感应电能传输系统的H_∞控制

CLC谐振型感应电能传输系统较传统的LC谐振型系统具有更大的谐振容量和更小的频率漂移,但由于系统的高阶及多周期点特性,对CLC型系统的控制更为困难。为实现CLC谐振型系统的输出鲁棒控制,将系统状态变量及非线性开关函数进行频域线性化,通过平衡点变换,得到平衡点附近的广义状态空间平均(generalized state space averaging,GSSA)扰动模型。建立了系统的H∞控制系统结构,提出GSSA模型误差扰动有界定理并给出了证明。给出了相应的H∞扰动控制律,并通过仿真及实验结果验证了该模型及控制方法的有效性。

基于NSGA-Ⅱ算法的ECPT系统PID参数寻优及输出稳压控制

针对电场耦合型无线电能传输(ECPT)系统阶数高、非线性、对系统参数变化敏感导致其输出电压质量下降、系统不稳定等问题,提出一种最优控制器设计方法。该方法首先建立系统广义状态空间平均(GSSA)模型,并基于此模型,利用多目标多约束遗传算法(NSGA-II)对PID控制参数进行自动寻优,有效解决了高阶系统PID控制器最优参数难以设计的难题,改善了闭环系统的上升时间、稳态误差以及对变化参数的鲁棒性能,并将超调限定在一定范围内,提升系统的稳定性。仿真和实验结果验证了GSSA模型的准确性以及在此模型上利用NSGA-II算法进行控制参数寻优的有效性。

适用于电磁暂态高效仿真的变流器分段广义状态空间平均模型

针对新能源并网变流器电磁暂态仿真精度和效率的平衡问题,研究新能源并网变流器的常用平均化建模方法,提出适应大规模新能源并网电磁暂态高效仿真的变流器分段广义状态空间平均建模方法。该方法将分段技术应用于变流器广义状态空间模型中,将变流器动作特性一致的时间段合并研究,实现分段时间上变流器电磁暂态的变尺度建模。应用提出的变流器分段广义状态空间平均模型进行算例仿真,结果表明该模型实现了变流器暂态仿真中效率和精度的平衡,能够适应大规模新能源并网变流器的高效仿真。