多运动模式并联机构工作空间分析

面对行业对自动化装备的重大需求,引入一种由移动副驱动的并联机构,该机构具有多运动模式、大工作空间等特点,可用于钻孔、装配、检测等领域.为了分析并联机构的工作空间,采用闭环矢量法建立不同运动模式下系统通用的运动学模型;在此基础上,考虑滑块行程、关节转角等约束条件,提出空间搜索法搜索不同运动模式下并联机构的可达工作空间.结果表明:在不同的运动模式下,并联机构的工作空间连续无空洞,该结果为后续的机构设计及应用提供了理论依据.

基于双模式分解多通道输入的VSC-STATCOM逆变器故障诊断模型

针对传统电压源型静止同步补偿器中逆变器故障诊断存在的信号特征提取不充分,深度学习网络识别能力不足以及高噪声情况下识别率较低等问题,提出了一种基于双模式分解、多通道输入(MCI)、并行卷积神经网络(PCNN)、双向长短时记忆(BiLSTM)网络和自注意力(SA)机制组合的逆变器故障诊断方法。首先利用变分模态分解和时变滤波经验模态分解对逆变器输出的三相电流进行分解,降低原始信号复杂程度,实现不同模态分量间的规律互补;其次,利用MCI-PCNN-BiLSTM-SA组合模型对特征矩阵进行深层特征提取、学习和识别;最后,通过仿真进行验证,结果表明所提方法特征提取能力较强,在无噪声情况下平均识别率高达99.48%,在高噪声情况下平均识别率达95.59%。

并联改进VSG功率环流的分析与抑制策略研究

为了抑制孤岛模式下光伏微电网逆变器之间由于输电线路阻抗差异所引起的环流问题,文章提出了一种用于多逆变器并联系统的改进的虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)控制策略。首先,基于传统的VSG控制框图,通过引入线路功率反馈环节,使每台逆变器分别抵消其输电线路上的功率损耗,以提高有功、无功功率均分精度,并降低输出电压跌落,改善电能质量;然后,通过引入同步控制器,减小逆变器并联瞬间的电流冲击,降低多逆变器并联系统之间的瞬时环流;最后,通过仿真与实验验证了所提控制策略的有效性。

一种分岔混联机构的结构与运动模式分析

目前机器人领域的研究对象主要集中在单一自由度的机构上,对于变自由度机构的研究缺少足够的重视,因此本文对变自由度的机构进行了探索性的研究。研究的对象是一种具有运动分岔特性的并联机构,可以实现多种自由度模式的切换。这种运动分岔机构在初始形态下,具有绕两个相互垂直方向的瞬时转动,但在持续运动模式下,可分为A模式和B模式,分别是围绕x轴和y轴的持续转动,在此基础上,构建混联支链,组建运动分岔并连机构,可以实现3T3R运动模式、3T运动模式、2R1T运动模式(xy面、yz面转)、2R1T运动模式(xy面、空间转)、1R2T运动模式。因此这种多自由度机构大大拓展了其应用范围和处理复杂问题的灵活性,这是单一自由度机构所实现不了的。

基于DSP模式的计算机图像处理算法研究

基于DSP架构模式,提出了一种CNN卷积神经网络算法,并将其运用到计算机图像处理中。研究过程中,采用DSP技术进行计算机图像获取、算法处理、算例分析和结果优化,大大提高了计算机图像算法处理质量和效率。经过算法测试验证,结果表明,基于DSP数字信号处理器搭建多DSP并行处理架构模式,采用CNN卷积神经网络算法进行计算机图像处理,能够提高图像处理精度。该算法运行时的性能较高,功能低,CPU占用率不高,且DSP计算机处理系统在多DSP并行处理架构模式下进行算法分析,系统的稳健性和可靠性高,能够适应不同规模级别下的计算机图像处理数据集的处理速度、精度、资源消耗和功率要求,可为计算机图像算法处理提供准确、高效、经济的解决方案,对于计算机图像处理算法设计和优化以及应用具有较好的实用参考价值。

考虑换流器运行方式转换的AC/MTDC系统静态电压稳定分析

在AC/MTDC系统静态电压稳定分析中,为充分考虑直流换流器不同控制方式之间的转换,分析了多端并联直流输电系统各种控制模式,提出了不同控制方式之间转换的整套策略。在考虑发电机功率限制以及直流参数越限导致控制方式转变的基础上用连续潮流法分析电压稳定。该方法用加入3端直流输电线路的新英格兰10机39节点算例系统进行测试,结果表明,本方法能够很好地处理电压稳定计算中由于运行条件的改变而导致的换流器运行方式转变。

多逆变器并联微网系统的功率管开路故障分析及诊断

与单逆变器系统功率管开路故障不同,微网系统的开路故障不仅与其并网/离网的运行模式有关,还与其内部各模块之间存在着相互影响有关,所以故障表现更为复杂和难以识别诊断。针对这些问题,首先在理论上分别分析了多逆变器并联的微网系统在并网和离网模式下的某逆变模块开路故障表现,得出微网在并网模式下各模块之间的独立性和离网模式下各模块之间的相关性,并且在仿真中验证理论的正确性;然后在上述的基础上,进一步提出了一种新的基于稀疏编码的算法,用于提取兼容微网这两种运行模式的故障特征,并使用神经网络分类器完成微网系统的故障诊断;最后在仿真和实验平台上验证了该方案的有效性。

并联型多端直流输电金属回线运行方式

并联型多端直流输电系统换流器故障后,采用金属回线运行可减小接地极引线电流。与两端直流输电不同的是,并联型多端直流输电系统的金属回线运行方式非常多。以四端并联型多端直流为例,按1～3个换流器故障分类,分别介绍各金属回线运行方式。分析金属回线运行时电流流向。提出在并入开关站的换流站之间采用3根输电线路设计,使得任一换流器故障后均有金属回线运行方式。分析多端系统中换流站共用接地极线的金属回线电流情况,对金属回线电流测点的配置进行建议。

单根多模光纤数字扫描成像方法

针对现有多模光纤数字扫描成像方法,形成扫描聚焦光斑计算量大、速度慢的问题,提出了一种基于自适应并行坐标(Adaptive Parallel Coordinate,APC)算法的单根多模光纤数字扫描成像方法,通过控制多模光纤输入端的光场,在单根多模光纤出射端实现光斑的聚焦和扫描。建立了单根多模光纤数字扫描成像数学模型;采用自适应并行坐标算法对空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)加载相位进行优化,有效缩短了扫描聚焦光斑的形成时间,提高了成像速度。实际生成30×30个聚焦光斑,对50μm×50μm范围的分辨率板进行扫描成像。实验证明,该方法实现了单根多模光纤对距离光纤端面60μm处平面内的目标成像,分辨率达到2.46μm。

多目标离散灰狼优化算法求解作业车间节能调度问题

针对作业车间节能调度问题,建立了一种以优化总能耗和工件最大完工时间为目标的节能调度模型,并提出一种多目标离散灰狼优化算法进行求解。根据问题的特点,首先采用离散整数编码方式,利用调度规则生成初始种群;其次引入一种基于跟踪模式和搜寻模式的双模式并行搜索方法,并在搜索过程中动态调整两种模式下个体的数目,以协调算法全局和局部搜索能力;为了使算法适用于多目标离散调度问题,在跟踪模式下提出一种基于交叉操作的离散个体更新方法,在搜寻模式下提出一种基于记忆池机制和邻域结构的离散个体更新方法。对40个作业车间调度问题基准算例进行改造,并验证了所提算法的有效性。

基于TCM控制的多相交错并联Buck/Boost软开关变换器的变频范围优化方法

多相交错并联Buck/Boost变换器采用三角电流模式控制实现软开关时,存在随负载变化开关频率变化范围过宽的问题。文中提出一种并联桥臂的退出机制,在不同负载下实时动态增减并联桥臂的运行数目,可以有效解决开关频率变化范围过宽带来的驱动电路和滤波器设计复杂、高频时关断损耗高以及PWM控制精度低等问题。文中基于不同桥臂数目下开关频率的变化曲线和损耗模型确定切换电流点以及桥臂数目的分配方案。为避免开关器件承受不均匀的热应力,进一步基于温度参量提出桥臂的投切顺序和轻载时桥臂交替运行的方案。通过搭建一台6相交错并联12kW实验样机对该方法进行验证,仿真和实验结果都表明了所提优化方法的有效性。

多CCD视觉检测技术的研究

设计了多CCD视觉检测技术中的照明系统,实现了平行光照明技术在多CCD视觉检测中的应用,并搭建实验平台完成实验,结果表明:该多CCD视觉检测技术能够比单CCD视觉检测技术获得更多的图像信息,降低了后继处理的复杂程度,提高检测系统的测量精度与抗干扰能力及测量效率。

基于OpenMP的多核系统并行程序设计方法研究

随着多核处理器被广泛的应用于桌面系统,如何充分利用多核处理器的计算能力,挖掘应用程序的并行性,以充分发挥多核系统的强大计算能力,成为近几年国内外计算机领域研究的热点,多核系统并行程序设计也成为所有专业软件开发人员必须了解和掌握的一项技术.本文阐述了一种以OpenMP为基础的多核并行程序设计方法,研究并提出了两种符合多核系统并行程序设计特征的编程模式:条件同步模式和线程分组竞争模式.实验证明这些方法简单高效.

大功率同步整流的均流及环流技术

分析了3种用于同步整流的控制方式,并通过能耗计算对比选择出最优控制方式.为克服单个器件及单个电路输出功率的局限性,对大功率场合多管并联的均流问题进行了研究,确定了影响并联均流的主要敏感参数,并给出了优化均流的解决方法.探讨了多同步整流电路并联环流的产生机理,并给出了防止环流的占空比协调控制方法.实验结果验证了理论分析的准确性,采用文中方法可成功实现同步整流的大功率输出.

基于通用电能路由器的微电网架构及其控制方法

在中压直流作为电源的交直流混合微电网中,低压公共交直流母线为多变流器的接入提供了稳定电压。微电网通过配置电能路由器,构建低压交直流母线电压,在保障交直流系统故障隔离的前提下,可实现交直流系统功率的双向传输,提升了新能源的消纳,同时还可提高混合微电网的运行可靠性。文中提出基于通用电能路由器单元的低压微电网系统拓扑,设计了电能路由器的端口配置及控制模式,优化了电源与电网的接入,通过多机并联控制策略,有效解决了多电源并联运行稳定性问题,研究了变换器的电压一次调节、二次调节及微电网控制模式快速转换的控制方法,可有效丰富配电网的运行方式,优化光伏、风电等新能源的消纳路径。

活动成本目标MMRCPSP的活动-模式两步调度策略

基于活动成本目标多模式资源受限工程调度的并行调度方案,提出一种活动-模式两步调度策略,给出了活动优先规则和模式优先规则.该策略首先按活动优先规则进行可行活动的选择,然后按模式优先规则选择活动的可行模式.基于改造PSPLIB的算例测试得出,活动-模式两步调度策略的结果比活动-模式联合调度策略好,且在模式优先规则中考虑折衷的先序相关成本因素时取得的效果相对较好.

高效的H.264并行编码算法

CABAC是H.264/AVC视频压缩标准主要档次中采用的熵编码机制,结合RDO模式选择技术,可以降低20%的编码码率,但是编码器计算复杂度却同时大大增加.对算法进行并行化是有效加快编码速度的方法,但是,由于CABAC具有自适应编码的特点和RDO模式选择对熵编码的使用,使得顺序编码的宏块之间存在着严格的数据相关性,限制了并行编码算法的开发.本文结合基于宏块区域划分的数据级并行编码机制MBRP和码率估计技术,为采用CABAC熵编码机制的H.264编码算法提供了一种高效的并行编码方案:将H.264编码算法划分为模式选择和码流生成两个部分,使之构成典型的生产者-消费者关系;将RDO模式选择中的CABAC替换为码率估计,去除模式选择过程中因CABAC导致的严格数据相关性;对模式选择部分采用MBRP并行机制;码流生成部分由单独的处理器完成,并和模式选择部分实现流水化并行处理.通过4处理器系统模拟器进行实验,发现在保持视频压缩性能几乎不变的情况下,该并行算法的加速比可以达到4.7.

考虑多阶段共用平行机特征的拖轮作业模式优化

在对拖轮调度问题进行分析的基础之上,将拖轮调度问题归结为一类具有多阶段共用平行机器特征的多处理器任务调度问题。建立了考虑靠泊与停泊两阶段、考虑切换时间的拖轮调度优化模型,并设计了启发式规则与模拟退火相结合的混合算法(HSA)求解该模型。通过运用所设计算法求解仿真算例,并将其结果与三种基于现行调度规则的调度方案进行比较,验证了模型与算法的高效性。基于此,对不同拖轮数量状态下的调度研究结果显示,拖轮总作业时间与平均单艘拖轮作业时间二者存在着一定的矛盾性;并指出采用拖轮适时返回停泊基地的作业模式,可有效地降低拖轮作业时间,进而提高有限拖轮资源的利用率,实现节能减排、绿色运输。

多维动态规划三种并行模式的对比分析

将多维动态规划算法与并行处理技术相结合,是增强该算法对梯级水库群联合优化调度问题求解能力和缓解其"维数灾"问题的有效措施。基于.NET4的并行拓展库(Parallel Extensions),构建了时段间、时段内离散组合间以及两者混合模式下的并行多维动态规划算法,以我国某流域两库梯级为研究背景进行了实例计算,并从运行时间、并行加速比、并行效率以及内存占用等方面对这三种并行模式下的并行多维动态规划算法进行了详细的对比分析,结果表明三种并行模式都能有效缩短程序运行时间,从而缓解多维动态规划的维数灾问题,但相对而言时段内离散组合间并行模式最优,混合并行模式次之,时段间并行模式最差。

一种多制式通信信号处理模块的设计

为了满足军事通信系统对无线电台多制式通信的需求,设计了一种基于多核DSP TMS320C6678的多制式通信信号处理模块,采用主从处理模型进行并行设计,采用本地模式和远程模式进行动态重构设计;以并行处理技术和可重构技术为核心进行研究,并对该模块进行测试,使用开发工具CCS对多核DSP中各核处理数据进行跟踪,其波形显示多核同时进行着各自的任务;并对核x进行数据跟踪,其波形显示核x数据发生改变。结果表明:该模块实现了多种调制解调方式的并发执行,达到无线电台多制式通信需求;实现了调制解调方式的动态重构,达到无线电台的可扩展性和兼容性需求。本文的设计简化了电台硬件结构,促进了各种电台之间的相互兼容和通信。