基于认知功能连接的信息流增益计算方法及应用

将网络信息的概念引入到神经科学当中对于研究脑功能机制有着积极的作用。然而人脑网络的复杂性对于理解有一定的困难。该文基于有向传递函数(Directed Transfer Function,DTF)的方法估计得到功能连接模式,进一步提出了信息流增益的计算方法,用以评价特定脑区在全脑信息传输过程中的作用。该方法将流入信息和流出信息结合,具有浓缩两者信息的优点,简化了脑复杂网络的辨识度,并且提高了结果的显示标度。仿真运算和自发、诱发脑电数据的结果都显示出通过计算分析信息流增益可以比较理想地得到各个脑区对全脑信息流的贡献。结果证明信息流增益方法为进一步理解大脑认知机制提供了可能。

水下仿生推进器阀控液压摆动关节建模与动态特性分析

采用液压驱动的模拟鱼柔性长背鳍波动运动的水下仿生推进器,当改变液压系统的流量和阀的控制参数时,其运动学参数能够迅速地做相应调整,实现平稳、流畅、连续的仿生运动。建立了阀控液压摆动关节的动力学模型,根据动力学模型得到系统传递函数,并绘制了Bode图。根据传递函数分析了阀控液压摆动关节的稳定特性、动态位置刚度特性和动态响应特性。结果表明阀控液压摆动关节具有一定的自稳定性,其工作频率与影响位置刚度的负载变化频率重叠,动态响应速度可以通过优化结构参数来调整。

基于复杂网络和暂态能量函数的支路暂态脆弱性评估

电力系统在遭受大扰动后失稳可能造成严重后果,甚至引发灾难性事故。基于结构保持模型的多机电力系统暂态能量函数求解各支路势能。结合复杂网络的有向电气介数,考虑发电机出力变化对支路潮流的影响,计算出支路的状态脆弱性以及支路在系统结构中的重要程度。最后,基于结构和状态两因子构建了综合脆弱度指标,对电力系统支路的暂态脆弱性进行了综合评估。通过对6机系统进行仿真计算,验证了该方法能够有效地判断故障后系统的脆弱支路以及临界机群。

考虑深层大地电阻率的电网广域直流电流分布数值计算

为解决直流输电大地返回电流导致的电磁兼容问题,全面论述了考虑深层大地电阻率的广域电流场数值计算方案。首先基于场路耦合的方法建立了通用的理论模型,并对模型的简化、等效和信息录入等环节进行了讨论。再结合四极法与大地电磁法从测量方案和反演算法2个方面对大地电阻率的测量问题进行了研究。最后提出了基于自适应采样的复镜像法进行复杂结构的水平多层大地格林函数的高精度计算。算例结果表明,对省级电网的简化可以大大缩减模型的规模,四极法与大地电磁法的测量方案能够完全满足现场应用需求,而自适应采样的复镜像法关于格林函数的最大误差约为10^(-6),精度比高阶复镜像法更高。

改进能量方向保护及其在特高压输电线路上的应用

针对能量方向保护在故障后2～10ms时间段内不能正确判断故障方向这一问题,提出一种改进的能量方向保护方法,该方法在故障后的整个时段内均可准确判断故障方向。当故障分量模量电压幅值不为零时,利用该模量的故障分量能量函数均可准确判断故障方向。理论研究表明,当背侧系统含特高压输电线路或特高压输电线路带并联补偿电抗器时,改进算法均可有效改善能量方向保护的性能,提高了保护的动作速度与准确性。仿真实验验证了所得结论。

高肇直流融冰运行模式下无功功率和谐波特性分析

为研究高肇(高坡—肇庆)直流融冰模式、正常模式的无功特性和谐波特性,基于EMTDC搭建了±500kV高肇直流背靠背融冰详细模型并重点针对融冰模式、正常模式下换流站的无功特性和交直流侧谐波特性进行仿真研究。仿真结果表明:高坡站融冰模式的无功消耗比正常模式略大,肇庆站融冰模式的无功消耗则比正常模式略小;融冰模式下换流站交流谐波电流幅值比正常模式小、畸变率比正常模式大,而交流谐波电压及其畸变率均比正常模式小;融冰模式下同一换流站中两极处于不同的运行状态,两极直流侧谐波特性不相同。该研究结果为高肇直流在融冰方式下滤波器的投切提供一定的理论指导。

基于图像的方向透射实时绘制算法

透明材料粗糙表面上多次方向透射可产生独特的视觉效果,但目前对其只能采用蒙特卡罗光线跟踪等离线方法绘制.为此提出一种实现该现象实时绘制的算法.通过将多次方向透射建模为一系列串行滤波器,得出一个多次方向透射的近似解;将该近似解用于预先计算遥远光源的多次方向透射,并将计算结果保存在一系列环境贴图中;这些环境贴图使GPU可以实时绘制透明材料粗糙表面的方向性折射和反射.实验结果表明,该算法在GPU上可以得到实现,并能够获得可信的绘制结果和满足交互应用的帧率.

基于新型力导算法的省级输电网均匀接线图自动布局

提出了输电网络均匀接线图的均匀度测量函数以及图形自动生成优化数学模型,但优化数学模型很难采用常规的优化方法求解。因此,针对已有力导算法的缺点,提出了一种全新的力导算法:采用质心算法快速获取初步布局;在F&R算法的基础上,对不同电压等级线路的引力计算引入不同的权重;在节点运动修正方程中引入重力系数,避免大部分力导算法在大规模节点网络的边缘布点问题,与现有力导算法进行了对比。将此方法用于某省输电网均匀接线图的自动生成,与国内外类似算法的对比证明了所述算法不仅可以快速计算,且自动生成的电网均匀接线图交叉点较少、结构清晰、布局均匀。

60km车载瑞利测风激光雷达研制

目前我国尚缺乏25~60 km大气风场实时探测手段,为此研制了60 km车载瑞利测风激光雷达。介绍了系统总体结构,对分系统的研制做了详细描述。为提高风场反演的精度,设计了标准具通过率函数校准系统。提出了标准具通过率函数校准方法,并开展实验对标准具通过率函数进行了校准。校准结果表明,接收机性能稳定,各参数测量标准差均小于0.06。该系统在德令哈地区对15~60 km大气风场进行了观测,获得了水平风场的测量结果,并与当地探空气球的探测结果进行了比对,30 km以下一致性较好。对风速、风向测量误差进行了计算,40 km以下,风速测量误差≤4 m/s,风向测量误差≤6°,40 km以上,风速测量误差≤8 m/s,风向测量误差≤18°。该系统设计合理,性能稳定,能够实时探测10~60 km大气风场。

基于自适应多尺度脑功能连接的局灶性癫痫发作检测方法研究

利用长时程脑电图检测癫痫发作是临床中较为广泛的应用,然而这项工作乏味、耗时,且很大程度上依赖于临床医生的自身经验和主观判断,准确性和可重复性也较低。针对长时程脑电图检测癫痫中存在的问题,提出一种基于自适应多尺度脑功能连接的癫痫发作检测方法(AMBFC),并选取10例局灶性癫痫患者的发作期和非发作期的样本作为研究对象。首先在一个滑动时间窗内,通过多元经验模态分解(MEMD)提取19通道脑电信号的7个本征模函数(IMF)分量及残差;然后建立多变量自回归(MVAR)模型,利用有向传递函数(DTF)提取流出信息强度,进行特征组合,并通过主成分分析(PCA)降维保留原始特征数目的85%;最后经代价敏感支持向量机(CSVM)分类区分发作期和非发作期脑电,并通过五重交叉验证进行癫痫发作检测算法的效果评价。结果表明,AMBFC算法检测脑电癫痫发作得到的平均准确率为98.6%,精确率为81.9%,召回率为81.4%,F2值为0.80。与各IMF分量、DTF-CSVM算法等检测结果相比,AMBFC算法更具有优越性。有望应用于长时程脑电的实时监测。

考虑两端换流器影响的直流输电系统谐波不稳定风险评估

在高压直流输电系统中,当直流系统与弱交流系统相连时,会存在谐波不稳定风险。针对单极12脉动换流器,基于换流器开关函数调制理论,提出在换流变压器铁芯饱和情况下,考虑两端换流器影响的高压直流输电系统谐波不稳定风险评估方法。该评估方法计及了换流器换相过程的换相角、两端交流系统与直流系统间的相互影响。在计算直流系统等值谐波阻抗时,计及了两端换流器的换相阻抗。建立验证模型,在不同的网络参数下利用已有判据和所提判据分别进行判断,并都与时域仿真结果相对比,对比结果验证了所提评估方法的准确性与优越性。仿真结果进一步表明,系统谐波阻抗值、换相角、铁芯饱和程度等均会对系统的谐波不稳定造成影响。

不同复杂度心算任务基于脑电的因果连接流增益研究

已有的关于心算脑电的研究大多是从时域角度出发,该文旨在从频域上研究三种不同复杂度心算任务的多通道脑电的因果连结流增益特征变化,以及在不同脑区之间的差异。利用定向传递函数的方法估计得到因果连接矩阵,计算δ、θ、α、β、γ频段下信息流增益特征,得到三种任务流增益均在中央-顶叶较活跃;并且复杂的心算相对于简单心算引起了F4通道的流增益活跃。不同脑区比较得到三种任务在高频段,尤其是β频段更具有显著性差异。复杂的心算能够增加右侧额区和高频段左颞区的信息流活动,减少顶区的信息流活动。

高级传递路径分析方法在车内噪声控制中的应用

与传统的传递路径分析相比,高级传递路径分析(Advanced Transfer PathAnalysis,ATPA)无需进行载荷识 别,是一种兼具精度与效率的新型传递路径分析方法。基于ATPA的理论,以某SUV车型为例,通过试验得到的总体 传递率函数计算各子系统对目标点的直接传递率函数,再结合测得的工况响应信号进行响应合成与贡献量分析。结 果表明:该车车内噪声的贡献源排序前三依次是前风挡,前右悬架减震器Z向和发动机辐射噪声。最后通过针对性的 优化措施,使车内噪声降低2.9dB(A),驾驶座噪声的实测结果验证了ATPA方法的准确性。

基于动态相量理论的高压直流系统换相失败暂态特性

在交直流互联电网中,受端交流电网故障很有可能会引发直流系统换相失败。基于动态相量理论和开关函数方法,建立换相失败下直流系统注入交流电网的等值工频电流的模型。结合直流系统换相过程的机理,分别分析了临界换相失败、轻微换相失败、较严重换相失败和严重换相失败这4种典型换相失败场景下的换流桥电流开关函数表达式,以及相应的故障等值工频电流的暂态特性,通过分析表明该等值工频电流的暂态特性有别于纯交流系统。最后,利用国际大电网会议的高压直流输电标准化测试系统,验证了理论分析的正确性。

直流输电控制系统硬件平台的测试系统研究

直流输电控制系统硬件平台的好坏直接影响到直流输电系统的安全稳定运行,硬件平台的现场检测是验证其好坏最快速、有效的手段。结合各个板卡的功能特点和性能,提出了直流输电控制系统MACH2硬件平台的测试系统方案。该测试系统基于板卡替换原理,通过软、硬件结合的方式对板卡的功能和性能进行检测,实现对MACH2目标插件的检测。实际应用效果表明该测试系统能正确完成MACH2硬件平台板卡的功能和性能测试,测试操作简单,测试结果可靠,提高了硬件平台运行的可靠性和稳定性。

一种先进的±550 kV高压直流GIS及其潜在应用

全球能源市场的变化如电能生产和用电负荷区域分布的变化、陆上及海上风能发电的增长促使高压直流输电和变电技术的进一步应用,变电站、换流站以及不同传输介质之间的转换站采用紧凑的直流气体绝缘开关(DC GIS)技术方案越来越多地成为最佳选择。与交流系统相比,直流GIS的绝缘系统有一些特殊性,如绝缘子表面电荷积聚现象、电导率对电荷积聚的影响、温度对电导率的影响、这些因素对电场强度分布的影响等。基于这些考虑,优化了绝缘系统的场强分布,设计了用于电压等级达±550 kV、额定电流高达5000 A的直流GIS的新型环氧树脂绝缘子和隔离开关等必备功能模块。此外还讨论了引入电场均匀化材料(FGM)来进一步改善电场分布的可行性。具有典型功能模块配置的直流GIS通过了专门的介电性能试验、热电性能和机械性能试验,以及国际大电网会议CIGRE推荐的绝缘系统试验等。这项技术将用于德国计划中的南北直流输电线路的变电站。

四象限脉冲整流器模型预测电流控制算法研究

采用模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)算法实现了对四象限脉冲整流器的控制。MPCC算法所采用的调制脉冲由评价函数优化生成,同时避免了内环电流比例调节器的使用,简化了控制系统。通过与瞬态直接电流控制(Transient Current Con-trol,TCC)算法相对比,表明MPCC算法具有更高的控制精度和响应速度。最后通过试验测试,给出了对比结果,表明MPCC方法具有较高的电流控制动态性能,同时能够降低电流中的谐波含量。

电磁场的分解在纵向非均匀光栅分析中的应用

介绍利用电磁场的分解来分析纵向非均匀光栅的方法。在此方法中,通过光栅后的散射场被按照两个相反方向分解为两个部分,然后利用传输格林函数近似求解。模拟计算结果证明该方法能较好地计算此类光栅。

基于遗传算法的HVDC系统控制参数优化

高压直流输电技术以其大容量远距离输电、交流系统之间的异步互联、传输功率快速可控等优点在我国得到了广泛应用,高压直流系统的控制参数直接影响到直流输电系统的运行特性,因此对高压直流系统控制参数的优化显得尤为重要。本文以传统高压直流系统为研究对象,以MATLAB/SIMULINK为仿真平台,基于采用简单记忆法策略,即在每代寻优结束后,将最优个体保留在适应度最低的个体的位置方法对传统遗传算法进行改进,并采用改进后的遗传算法对高压直流控制参数进行优化。应用MATLAB将遗传算法和高压直流系统模型相结合进行仿真,通过多次迭代得到优化的控制器参数。同时,将优化后的控制器参数与原始参数的鲁棒性进行比较,证明了控制器参数优化的必要性以及遗传算法优化控制器参数的可行性和优越性。

某变速器箱体噪声传递函数分析

为研究某电动汽车变速器通过箱体辐射到外界的噪声,基于直接边界元法建立噪声传递函数分析模型,对6个轴承孔到距离箱体表面1 m处左测点、右测点、上测点及前测点进行分析,结果表明:在上测点和前测点处某频率与箱体有限元模态吻合,声压值超过限定值;结构优化后箱体辐射噪声的声压值满足使用要求。