跟网型变换器的小扰动同步稳定机理分析与致稳控制

弱电网下,跟网型变换器易出现因阻尼不足导致的小扰动同步失稳问题。为此,该文借鉴复转矩分析理论,计及复杂控制耦合,建立跟网型变换器的复转矩模型。量化多环控制耦合、线路阻抗、控制参数等因素对系统阻尼转矩的影响,从阻尼的角度揭示跟网型变换器的小扰动同步失稳机理。根据理论分析,提出一种基于相位补偿的锁相环阻尼重塑控制策略,通过补偿多环控制耦合引入的负阻尼,增强变换器的小扰动同步稳定性。最后,开展相应的仿真与实验,验证理论分析的正确性与改进控制策略的有效性。

基于动态磁网络法大型感应电机阻抗参数及起动特性计算

为提高大型感应电机动态阻抗参数及起动特性计算的准确性及计算效率,构建了考虑电机转子转速变化引起气隙磁导变化的非线性动态磁网络模型。以一台6.5 MW大型感应电机为例,分析起动电流变化对电机内各处饱和程度的影响机理,在此基础上,根据磁力线路径及电机内饱和程度确定动态磁网络模型中的非线性磁导的计算方法。将动态磁网络模型与转子趋肤效应模型相结合,提出计及漏磁并考虑转子转速变化及饱和偏移现象的电机动态阻抗参数的计算方法。推导并建立基于转子多回路法的大型感应电机的动态数学模型,根据电机瞬态过程中的电磁耦合关系,确定动态数学模型与磁网络模型的动态耦合求解方法,提出大型电机瞬态过程中考虑电流、转速、饱和及趋肤程度变化的动态阻抗参数及起动特性的计算方法。通过与有限元计算结果及实验结果对比,验证了所提出计算方法的正确性。

基于多导体回路法的AT供电方式长回路电容计算方法研究

提出了一种基于多导体回路法以接触网和正馈线为传输导体的电气化铁路AT供电方式牵引网长回路电容计算方法。该方法以与电荷唯一对应的回路为基本单元,对复杂多导体传输线系统开展电场描述,实现了AT供电方式牵引网长回路电容的精确计算。

基于集成改进蚁群算法的作战环推荐方法

作战环推荐是依靠优化算法从作战网络中为指挥员推荐最优的作战环,以对目标形成高质量打击。未来作战中的作战环推荐面临体系规模大、决策节奏快的特点。对此,提出了一种集成改进的蚁群算法,能够实现高效、高质的作战环推荐优化求解。首先,将作战环推荐问题转换为一种基于多仓库路径规划的数学模型。然后,针对原始蚁群算法前期收敛速度慢、算法参数对结果影响大和容易陷入局部最优的问题分别提出了3种改进策略:基于边权重信息的信息素初始化、基于差分进化的蚁群算法参数自适应优化和基于遗传算子的全局搜索能力提升,并进行了集成改进。最后,在案例分析中对集成改进蚁群算法进行了分析和对比,验证了所提算法在不需要大幅提高耗时的情况下,优化结果要优于未集成改进的蚁群算法,且相比于原始蚁群算法提升效果显著。

多泵切换对数字液压传动风力机工作特性影响的分析

多泵数字液压传动风力机可根据风速大小使相应排量液压泵参与工作,使液压风力机在整个工作风速范围内始终保持高效。但不同排量液压泵参与工作的切换会造成风力机液压传动系统流量发生突变并产生压力冲击,影响风力机工作特性和风轮对风能的吸收。在分析多泵数字液压传动风力机工作原理的基础上,对5 MW级多泵数字液压传动风力机的方案进行设计和AMESim仿真建模;进行恒定风速和变风速条件下液压泵工作切换的仿真研究,得到多泵切换时液压风力机的风能利用系数、液压系统流量、压力等工作特性的变化规律;搭建了5 kW风能能量多泵数字液压传递半实物仿真实验平台对仿真结果进行实验验证;研究结果为多泵数字液压传动风力机风能高效利用和稳定运行提供理论依据和技术参考。

计及锁相环非线性特性的跟网型逆变器暂态稳定性分析

锁相环作为跟网型逆变器实现相位同步的关键环节,由于其本身所固有的非线性特性,在弱电网情况下,传统小信号模型可能存在不能准确预测锁相环暂态稳定性的问题。为保证受扰后锁相环的稳定运行,提出了一种基于非线性数学模型的稳定性分析方法。首先,根据锁相环工作原理,建立其二阶非线性微分方程,通过相平面法对锁相环输出特性进行定性分析,评估不同参数对锁相环暂态特性的影响;然后,基于等面积法则分析锁相环暂态失稳机理,鉴于传统等面积法则可能导致稳定性的误判,采用非线性动力学多尺度法对锁相环受扰后的暂态时域表达式进行求解,明确锁相环暂态稳定边界;最后,通过Matlab仿真和RT⁃LAB半实物平台验证了所得解析解和锁相环暂态稳定域的准确性,为弱电网条件下锁相环控制参数及电路参数选取提供一定参考。

基于AGE-MOEA的杀伤链建模与优化方法

针对武器装备体系的杀伤链设计问题,提出一种基于自适应几何估计多目标进化算法(Adaptive Geometry Estimation based Multi-Objective Evolutionary Algorithm,AGE-MOEA)的杀伤链建模与优化方法。围绕杀伤链闭合的设计思路,结合OODA循环理论,以传统火力分配模型为基础,综合考虑侦察、指控、打击3类武器装备,建立以打击效能最大、武器消耗最小和损毁威胁最小为目标函数,以装备使用约束、杀伤链关系约束和毁伤门限约束为约束条件的杀伤链设计多目标优化数学模型,实现对杀伤链设计问题数学表征;提出基于AGE-MOEA的杀伤链优化设计方法流程,用于求解杀伤链设计多目标优化数学模型。进行数值仿真实验和防空反导作战场景下的杀伤链设计实验。研究结果表明:杀伤链建模与优化方法能够保证所有目标杀伤链闭合的前提下,同时追求打击效能、武器消耗和损毁威胁最优,求解得到杀伤链方案,形成分布式杀伤力;验证了杀伤链设计多目标优化数学模型的科学性,AGE-MOEA求解杀伤链设计问题的有效性,以及杀伤链设计方法在实际军事作战问题的可行性。

多室内环流反应器中液体循环量的试验验证与模拟

目的对液相氧化脱硫多室内环流反应器液体循环量的影响因素进行模拟和验证。方法采用CFD数值模拟,基于欧拉-欧拉多相流模型,对液相氧化脱硫多室内环流反应器进行气液两相流模拟,考查了酸气流量和空气流量对液体循环量的影响。结果利用数值模拟得到的液体循环量与利用靶式流量计测得的液体循环量误差小于10%。当酸气中H 2S体积分数不超过3%时,液体循环量(z)与酸气流量(x)、空气流量(y)之间的关系式为:z=-474.996+0.358 x+0.4873 y。结论欧拉-欧拉两相流模型能够准确地预测液相氧化脱硫反应器内液体循环量。

计及风电PSS与PLL耦合对功角振荡影响的DFIG控制参数协调优化

双馈感应发电机(doubly fed induction generator,DFIG)装设电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS),有助于抑制同步发电机间功角振荡,但抑制效果受DFIG锁相环(phase-locked loop,PLL)跟踪误差影响。考虑PSS与PLL耦合特性对功角振荡的影响,提出改善振荡抑制效果的DFIG控制参数协调优化算法。首先基于DFIG有功控制的分解等效结构绘制DFIG-PSS与锁相误差的耦合路径,提出耦合特性解析表达。然后建立耦合解析表达对控制参数的轨迹灵敏度向量,以向量2-范数之比定义耦合强度,量化耦合特性对功角振荡的影响程度。最后基于耦合强度指标,提出带有PLL参数动态不等式约束的多步优化模型,以协调DFIG控制参数取值,提高并网系统对功角振荡的抑制效果。仿真结果证实了耦合特性对功角振荡的影响,验证了所提协调优化算法的有效性。

考虑多维非线性扰动的电子助力制动系统自适应压力控制

针对电子助力制动系统(EBBS)面临的机-电-液多维非线性扰动问题,提出了一种自适应压力控制策略。外层液压控制器引入自适应径向基函数神经网络和鲁棒滑模理论克服液压时变不确定性,中间层位置控制器采用Karnopp摩擦前馈补偿和滑模控制应对传动机构非线性摩擦阻碍,内层电流控制器通过李雅普诺夫理论解决电机电磁特性耦合问题。仿真和硬件在环试验结果表明,设计的压力控制策略能够在多种工况中将EBBS主动制动稳态压力跟随误差维持在0.15MPa之内。

基于混合滤波与多环控制的无人机跟降方法

针对无人机在复杂环境下,利用传统的单环控制与卡尔曼滤波进行目标跟踪与降落任务时,出现跟踪目标丢失、降落精确性不足的问题,提出一种基于混合滤波和多环控制的状态估计与控制算法。利用卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波的混合滤波方法对移动降落平台进行状态估计,同时通过速度PI控制环、姿态PID控制环、位置PID控制环及加速度PID控制环来完成无人机的跟踪与降落任务。仿真试验结果表明,在面对简易或复杂的环境时,该方法都具有较好的跟踪性能和更高的降落精度,并能够应用在多种环境下的无人机自主追踪和降落作业中。

基于Vision Transformer多模型融合的视觉闭环检测算法

针对闭环检测在图像特征表示方面存在信息丢失的问题,提出一种基于Vision Transformer (Vi T)与卷积神经网络进行多模型融合的特征提取算法。首先,将输入图像进行特征提取,然后将高维的图像特征向量进行核主成分分析(KPCA)降维,构建成新的图像特征表示;同时,提出了一种新的范围匹配算法,通过相应的范围框架去限制并选择范围进行特征匹配。实验结果表明:所提算法相比于其他的算法,有着更高的准确率和匹配速率,达到了更好的鲁棒性与实时性的要求,证明了该算法在闭环检测上的有效性。

一种多飞行器协同的GNC系统飞行模拟平台设计

空间站在轨组装和长期运营阶段涉及到多飞行器独立飞行、飞行器间交会对接、多飞行器组合体融合控制、多飞行器分离过程控制和飞行器返回再入等复杂飞行任务,完整、真实的飞行模拟是必需且至关重要的.基于时间同步、实时数据交换的分布式一体化仿真架构,设计了一种多飞行器协同的通用半物理制导、导航与控制(guidance,navigation and control,GNC)系统飞行模拟平台,可很好地满足复杂系统的飞行模拟需要.平台由若干灵活、可扩展的通用模拟器构成,单个模拟器通过配置可以实现任一飞行器的功能,能够独立对指定飞行器的全任务过程进行仿真.平台通过靶场仪器组B时间码(inter-range instramentation group-B,IRIG-B)信号进行时间同步,利用1553B总线完成动力学仿真数据实时交换,并在多模拟器之间通过协调机制实现热并网后进行协同仿真.该模拟平台成功应用于空间站飞行控制演练.

一种面向船体扫描的多站点云鲁棒配准技术

为实现船舱外壳的点云配准,本文提出了一种基于回环约束的多站点云配准方法。首先,使用ISS从场景中提取关键点,将颜色信息与形状信息的直方图相融合,得到船舱点云外壳的CSHOT特征描述符;然后,基于回环的粗配准,构建全连接图,并利用GROR,结合最大一致性集约束和闭环约束移除误匹配;最后,采用全局的精配准LUM算法完成位姿优化。实验表明:该方法的平均RMSE为0.0077m,对船舱外壳的点云配准取结果较好。

基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术

针对地面试验环境下多机协同鉴定性试验的多机联合运行、虚实结合的特点,提出一种基于模型的虚实结合多机协同鉴定性试验技术。采用虚实结合技术进行试验验证环境架构设计,由半物理飞机(机载设备、少量辅助仿真模型)、核心机飞机(机载系统计算机类设备、补充仿真模型)、数字飞机(任务系统模型、飞行仿真模型)作为验证对象,通过“模型在环”和“以实补虚”的方式,采用鉴定性试验采信流程,结合虚实接口适配技术,克服机载设备或机载系统的缺失或功能不完善影响全系统综合试验开展困难,解决传统的接口级仿真无法在时序、功能逻辑上满足全系统综合试验的需求等问题。实现全流程快速仿真迭代验证,提前发现系统涌现性,给出系统设计优劣的决策判据,支撑系统设计的快速迭代优化,缩减研制周期和成本。

一种喷口控制的多目标约束设计方法

为克服试凑法在控制回路参数优化中的局限性,针对涡扇发动机在加力状态易出现喷口摆动的不协调现象,考虑喷口双环控制结构工作特点,采用按需正向设计策略,按照控制系统时域、频域性能指标设计要求,制定兼顾频域、时域性能要求的内、外环协调控制的设计目标准则,提出一种喷口控制的多目标约束的差分进化内外环控制参数自整定优化设计方法,在双转子涡扇发动机非线性模型上进行闭环控制系统仿真验证。结果表明:在飞行高度从0增加到10 km、飞行马赫数从0加速到0.9的起飞和爬升状态进入加力过程以及平飞中保持飞行马赫数不变的关断加力过程中,发动机未出现喷口摆动等现象,涡轮落压比最大相对误差不大于1.5%,喷口闭环控制系统具有期望的伺服跟踪和抗飞行条件变化干扰能力。

基于先进CMOS工艺的多通道Gbps LVDS接收器

在SIP(System In a Package)系统中集成具有LVDS(Low-Voltage Differential Signal)接口的多通道高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)时,面临不同LVDS输出通道延时不同所导致的数据采集错误的问题,为此设计了一个多通道自适应LVDS接收器。通过采用数据时钟恢复技术产生一个多相位的采样时钟,并结合ADC的测试模式来确认每一个通道的采样相位,能够自动对每一个通道的延时分别进行调整,以达到对齐各通道采样相位点,保证数据正确采集的目的。最后,基于先进CMOS工艺进行了接收器的设计、仿真、后端设计实现和流片测试,仿真和流片后的板级测试结果均表明该接收器能够对通道延迟进行自动调节以对齐采样相位,且最大的采样相位调节范围为±3 bit,信噪比大于65 dB,满足了设计要求和应用需求。

基于GaNFET的窄脉冲激光驱动设计及集成

激光雷达的整机性能与激光脉冲的驱动性能密切相关,现有的窄脉冲激光驱动设计主要基于Si基器件,具有较高的集成度,但很难获得更高峰值的功率输出,不能很好地匹配脉宽进一步缩窄的要求。从驱动理论出发,建立驱动电路模型,对寄生电感、器件封装、驱动布局等影响激光窄脉宽的因素进行分析,通过裸芯片封装、环路布局优化以及多层叉指结构等的设计,匹配GaNFET优良的开关特性,实现了上升时间为2.01ns、脉宽为4.05ns、重复频率为500kHz、峰值功率为55W的窄脉冲激光输出,波形质量较好,封装集成度提升50%以上,可为下一代高精度、远距离、阵列集成激光雷达系统的开发奠定基础。

基于多模态异构算法组态工具的流程行业智能化解决方案

本文首先分析了流程行业应用场景从自动化向智能化转型升级所需要的条件,并从数据模态、模型特征、异构实现、工程化以及人员能力方面总结了工业智能应用面临的问题和挑战;其次,针对性地提出了多模态数据融合、机理模型数据驱动及专家异构整合、算法技能,符合用户习惯的工程化组态方式、不同人员协作方式等方案,并进一步给出了针对复杂工业场景的工具方案;最后,对智能优化控制、设备异常检测、多模态数据闭环控制等场景进行了分析,并总结展望了多模态异构算法组态工具在流程行业向智能化转型升级中的作用。

集约化无缝式闭环管理在多重耐药菌感染患者中的应用

目的探讨集约化无缝式闭环管理在多重耐药菌感染患者中的应用效果。方法选取2020年4月至2023年10月温州医科大学附属第五医院丽水市中心医院感染科(A、B病区)收治的96例多重耐药菌感染患者,采用前瞻性对照试验方法,将B病区41例患者及12名护理人员作为对照组,A病区55例患者及12名护理人员作为观察组。对照组给予常规干预控制,观察组给予集约化无缝式闭环管理干预。比较两组患者细菌清除情况、护理满意度及护理人员预防及控制措施落实情况。结果观察组细菌清除效果优于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组护理态度、护理过程、护理结果和专业技能评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组预防及控制措施各条落实率均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论集约化无缝式闭环管理可加强感染防控措施落实执行力,降低多重耐药菌感染患者再感染风险,提高患者护理满意度。