双IRS辅助大规模MIMO系统中基于双时间尺度的信道估计方案

在双智能反射面(IRS)辅助的大规模多入多出(MIMO)通信系统中,为获取信道状态信息(CSI)而进行的信道估计需要较大的导频开销。考虑到基站(BS)-IRS信道与IRS-IRS信道具有高维且准静态的特性,而IRS-用户(UE)信道具有低维且时变的特性,本文提出一种基于双时间尺度的信道估计方案。首先,对于准静态信道,由BS发送导频并基于坐标下降算法和最小二乘法分别估计BS-IRS信道和IRS-IRS信道。然后根据准静态信道的估计结果进一步基于最小二乘法估计IRS-UE信道。仿真结果表明,本文所提出的方案可以采用低于对比方案50%的导频开销来获取低于对比方案近10 dB的估计归一化均方误差(NMSE),实现用更少的导频开销获取更高的信道估计精度。

考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化研究

针对综合能源系统规划面临可再生能源波动性强、出力不确定性等问题,文章提出了一种考虑风光不确定性的综合能源系统容量-成本两阶段规划优化方法。首先,运用拉丁超立方抽样生成基础风、光场景集,并基于改进的k-means算法进行场景削减;其次,以运行成本最低、碳减排最优、污染物减排最优构建多目标优化模型;最后,提出系统容量-成本两阶段规划优化求解策略,并选取南方某商业园区进行规划仿真。仿真结果表明,文章所构建的综合能源系统两阶段规划模型能够在保证系统经济性的同时兼顾环保性,并满足用户多种用能需求。

中国医疗卫生系统管理和医疗效率研究——基于非期望产出和共享资源的两阶段网络DEA模型

深化医改是全面深化改革统筹推进的重要议题,当前的研究多集中在医疗卫生机构的管理运营效率上,很少同时考虑到医疗和医护人员的效率水平。因此,本文建立一个改进的非期望产出和共享资源的两阶段网络DEA模型,从管理效率和医疗效率两个层面对我国医疗卫生系统进行分析。研究结果表明:(1)我国当前整体医疗效率处于较高的水平,但管理效率仍有较大的进步空间;(2)东北部地区的管理效率与其他三个区域存在着较大的差距,仍需进一步提升各层非医护人员的管理和业务能力;(3)经济欠发达地区需因地制宜加大医疗资源投入,利用互联网、大数据、AI等先进的技术提高诊疗效率和人才培养质量。

图腾柱功率因数校正器的二自由度控制分析

TPFC一般采用一自由度输出电压控制,在负载变化时输出电压动态特性较差,且启动过程存在明显超调。本文在推导TPFC双闭环控制结构基础上,引用了负载电流前馈控制和输出电压反馈补偿控制,构成两种二自由度(2DOF)控制结构。仿真分析表明,负载电流前馈型2DOF控制可以有效抑制负载变化引起的输出电压波动,但启动过程超调明显;输出电压反馈补偿型2DOF控制可以实现输出电压无超调启动,但是抑制负载变化的能力较差;综合负载电流前馈型和输出电压反馈补偿型的2DOF控制获得满意的输出电压控制效果,表现为启动过程无超调和变载过程无波动。

一种低压输入高压输出的两级式逆变器高效率调制方法

车载逆变器向着小型化、轻量化和高功率密度的趋势发展.针对现有输入电压为DC 110 V的车载单相逆变器采用Boost电路和全桥逆变两级独立调制而存在效率低、功率密度小等问题,提出了一种Boost电路和全桥逆变两级协同式调制方法.该方法根据输入电压与输出电压绝对值的大小关系使Boost电路和全桥逆变电路处于不同的工作方式,优化绝缘栅双极型晶体管开关状态和二极管通断状态,从而降低逆变器的损耗,提升逆变器效率.同时,该方法能减少全桥逆变电路的输出谐波,从而缩小滤波器件的尺寸,提升逆变器功率密度.设计制作一台2.75 kV·A车载逆变器样机,实验验证了所提方法的正确性和可行性.

考虑峰谷分时电价的风储联合发电系统跟踪风电计划出力控制策略

风电场配置电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)是提高风电场调度计划精确度的有效手段。为提高风储联合发电系统跟踪调度计划出力能力、增加BESS收益,文章提出了一种基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)和双层模糊控制的BESS跟踪风电计划出力控制策略。首先,基于MPC方法建立了以并网功率与计划出力偏差、储能系统剩余容量偏离理想值最小为目标;其次,结合BESS实时荷电状态(State of Charge,SOC)与风电功率计划值动态跟踪需求,通过引入第一层模糊控制规则,实时调整目标函数中的权重系数,以获得最佳跟踪效果。同时,为提高BESS收益,结合SOC和峰谷分时电价,采用第二层模糊控制规则,对BESS的充放电功率进行修正;最后,在风储联合发电系统实验平台上对所提控制策略进行了验证,仿真结果表明,与传统MPC方法相比,所提控制策略提高了风储系统跟踪计划出力能力,避免了BESS越限,具有良好的峰谷套利收益。

关于Leontief产出方程的二级分裂迭代方法

研究Leontief投入产出模型中计算产出向量的迭代方法,基于Leontief产出方程,在矩阵规模很大,直接计算逆矩阵很困难的条件下,通过引入参数并运用二级分裂迭代思想和松弛技术,提出了Leontief产出方程的二级分裂迭代方法,给出了该方法的收敛理论.利用给出的收敛因子的计算方法,讨论了参数的优化选择,数值实例验证了此方法的有效性,表明优化参数能有效提高迭代方法的收敛效率.

长江经济带城市投入产出效率空间格局及影响因素分析

科学评价经济活动的投入产出效率,对推动区域经济建设和生态文明均衡发展具有重要意义。基于投入产出分析框架,文章以2003—2018年长江经济带108个地级及以上城市为研究对象,采用Super-EBM模型测算其经济与生态效率,以Kernel密度估计等分析其时空格局,采用网络两阶段模型测算其资源与环境效率,以Dagum基尼系数进一步考察其区域差异及其来源,最后以面板Tobit模型实证分析影响因素的驱动差异。研究显示:长江经济带经济与生态效率均呈现先降后升的变化特征,且下游、中游、上游效率水平递减的分异特征显著,效率分布均存在“单峰”和“双峰”分布交替变化特征,环境压力对城市投入产出效率的影响不一;资源效率与经济效率总体相近,环境效率呈“长期微弱下降—短期急剧上升”的变动态势,资源与环境效率主要区域差异来源均为超变密度,区域间差异次之;经济发展和创新能力对投入产出效率提升呈一定的正向效应,产业结构和对外开放则呈显著负效应,金融发展和财政支出对资源效率呈负效应,对环境效率则呈正向效应,各影响因子对上中下游的驱动作用存在显著异质性。在研究基础上提出建立合作共识、推动绿色转型、实施创新发展、扩大绿色金融、调整政府干预、规范外资引入等提升区域投入产出效率的措施建议。

单级式两开关无电解电容LED驱动电路

电解电容寿命是影响传统发光二极管(LED)驱动电源使用年限的主要原因。因此,本文提出了一种将反激变换电路与辅助储能电路高度集成的单级式两开关无电解电容LED驱动电路拓扑,并在此基础上提出了一种适应于该拓扑结构的控制策略,通过控制两个开关管同时关断时间与两个开关管同时导通时间,来控制储能电路充电和放电过程,进而平衡输入瞬时功率和输出恒定功率的脉动差,抑制了输出电流低频纹波。辅助储能电路吸收了引起电压尖峰的漏感能量,降低了开关管的电压应力。最后,本文通过30 W的实验样机验证了LED驱动电路的可行性和可靠性。

全维多输入多输出下行系统中两级序贯码本选码方法

为了在全维大规模多输入多输出(MIMO)下行系统中获取可靠的信道状态信息(CSI),提出了基于两级序贯码本的预编码设计方法。在此方法中,预编码码字由内码与外码组成,内码用来逼近各个辐射路径,而利用外码将选出的内码做最佳的线性组合。该方法能精确地逼近真实信道,而且还可以降低系统中的反馈开销。此外,基于假设的信道模型提出了反馈开销的确定方案和旋转码本的构造方法。通过实验仿真,验证了该设计方法的准确性和有效性。

大规模MIMO-NOMA双向中继认知系统物理层安全研究

针对基于中继辅助传输的认知无线电-非正交多址(CR-NOMA)系统中,频谱利用率低及安全性较差的缺点,提出将大规模多输入多输出(MIMO)技术应用到基于双向中继的CR-NOMA网络中,使两组认知非正交多址(NOMA)用户在双向中继的协助下交换信息.在不完全信道状态信息的约束下,推导出受发射功率、信道估计误差和天线数量影响的安全中断概率的闭合表达式.仿真结果表明,随着中继天线数量的增加,安全中断概率收敛到特定数值,同时可得到复杂度较低且安全性能最优天线数量.

双输入输出时滞过程解耦控制的解析设计

针对化工生产中常见的双输入输出时滞过程,基于标准内模控制结构提出了一种解析设计解耦控制器矩阵的新方法.其突出优点是能够使标称系统各路输出响应之间完全解耦,并且能够在线以单调的方式整定控制器参数来适应对象的未建模动态,从而实现显著解耦调节.同时,对于实际中最常见的被控过程的加性和乘性不确定性,分析了控制系统保证鲁棒稳定性的充要条件,由此给出了基于谱半径判据的直观判定方法.最后,通过仿真实例验证了本文方法相对于近期其它方法的优越性.

双输出脉冲发生器等价机构的综合原理和方法

为了双输出脉冲发生器的输出摇杆在工作行程中工作区间上的起始点和终止点处的瞬时传动比相等,且等于脉动无级变速器的平均传动比,提出了Stephenson型Ⅲ级双输出脉冲发生器等价四杆机构综合方法,研究了面向基本性能指标要求的单级四杆脉冲发生机构的综合原理,建立了其数学模型,并用实例说明了该原理和方法。

同轴全铰链双输出脉冲发生机构尺度综合与优化

以高效率、高平稳性、结构简化为主要目标,对全铰链同轴双输出函数发生机构进行尺度综合。将该六杆机构视作由一套基础四杆机构和一套等价四杆机构并联而成。采用"分组综合"的策略,即先建立"按两个位置综合且瞬时传动比相等"为目标的基础四杆机构综合模型进行求解。再以该四杆机构为基础,运用"变杆长四杆机构"的等价原则,求得与基础四杆机构具有相似运动规律的等价四杆机构的尺寸参数。这样较好地解决了这一特殊的高阶运动参数尺度综合问题。实例综合结果表明该机构脉动值仅为6%。

双回路控制系统PI/PID控制器的解析设计

针对化工双输入输出时滞过程,基于常用的双回路控制结构提出一种解析地设计PI/PID控制器的方法.根据鲁棒控制H2最优性能指标,提出实际期望实现的系统传函矩阵中的对角元.考虑到两个闭环之间的耦合作用,引入动态解调因子设计最优双回路控制器,采用数学有理逼近的方法得到其实际可执行的PI/PID形式.分析了控制系统保证鲁棒稳定性的充要条件,给出基于谱半径的稳定判据.通过仿真实例验证了文中方法相对于近期发展的数值化设计方法的优越性.

光刻机投影物镜的温度控制算法

针对光刻机媒质远传温控系统的大惯性、多重时滞和多重扰动特征,提出了双输入双输出多模态非线性PI控制算法来提高温控过程的收敛速度和稳态精度。算法将温控系统从启动到稳定划分为5个控制模态,下层采用非线性PI算法实现精确控制,上层利用智能决策实现多模态的选择和切换。该算法已被成功运用于光刻机投影物镜温度控制系统中,实现了投影物镜温度控制的快速收敛,使光刻机在±0.006℃范围内稳定工作,对比实验进一步显示该算法具有较强的鲁棒性和自适应性。

基于方位特征方程的2T2R并联机构拓扑综合与分类

基于方位特征(POC)集方程的并联机构型综合方法,给出了可实现两平移两转动(2T2R)并联机构(Parallel mechanism,PM)的型综合过程和方法,包括基于拓扑等效替代的复杂支路综合方法、支路几何装配条件的判定方法及驱动副的判定方法等,得到了15种2T2R构型,其中10种为新构型;对这些构型按支路结构和动平台数目进行分类,并进行拓扑特征分析,得到其所包含的AKC(Assure运动链)(包括独立回路数、耦合度)、自由度类型和运动解耦性。本文综合出的构型结构较为简单、易于装配,具有一定的实用价值。

新型解耦控制器的设计及其应用

基于传统的解耦方法和内模控制理论,提出一种采用单位反馈结构的PID/PI解耦控制器的解析设计方法,通过适当地添加补偿项,消除控制器中可能包含的不稳定因素,使得这种新型的解耦控制策略适用于含有多时滞和右半平面零点的双输入双输出系统.该方法克服了现有数值化求解方法的局限性,可在线调节解耦控制器的控制参数,使系统达到较好的动态性能和鲁棒性能.同时,对于存在乘性不确定性的被控过程,分析了控制系统满足标称性能和鲁棒稳定性的充要条件,并由此确定出控制器参数的调节范围.将这种新型的解耦控制策略应用在四容(阶)水箱试验中,仿真验证了其优越性.

双输入双输出过程解耦内模控制

针对双输入双输出稳定过程,提出一种新的解耦内模控制设计方法。综合解耦和稳态误差两方面因素,利用对象传递函数模型行列式的静态增益及次对角元素与同行相应主对角元素之商的不合理部分(即不稳定极点和纯超前部分)的逆来设计控制器,简化了多时滞问题的处理。对Wood-Berry蒸馏塔过程设计内模控制器,并将其转化为能在DCS上实施的PID控制器,仿真结果表明了该方法的有效性,控制系统具有较好的解耦能力和较强的鲁棒性。方法简单,易于实现,具有工程应用价值。

双输入双输出时滞过程解耦内模控制

针对双输入双输出滞后开环稳定过程,提出了一种新的解耦控制器设计方法。该方法在保证稳态误差为零的基础上,利用过程传递函数矩阵的伴随矩阵和过程传递函数矩阵对角主元素的最小相位部分逆的乘积来设计解耦控制器,简化了解耦控制器的设计和多时滞问题的处理。利用该方法针对一实例进行了解耦内模控制器设计和仿真研究,通过比较证实了该方法的有效性,并且在过程模型和过程失配时仍具有较强的鲁棒性和较好的解耦性能。