摘要：为解决高速列车牵引变流器直流环节LC谐振回路体积大、质量重,造成整体功率密度降低,不利于轻量化等问题,引入有源功率解耦回路代替LC谐振抑制母线电压的二次纹波。为适应大功率低开关频率的轨道交通应用场景,选择Buck斩波有源功率解耦拓扑作为LC谐振回路的替代方案。通过粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法设计基于CR400AF高速动车组的拓扑参数,使解耦电容容值,解耦电感感值和4次脉动幅值尽量接近群体最优值,据此建立多目标优化函数,得到最优参数。针对该解耦电路提出了基于重复控制的功率解耦策略,以解耦电容电压为控制目标,包括二阶广义积分器(second order generalized integrator,SOGI)二次脉动电流提取、直流分量跟踪、交流分量跟踪以及脉宽调制(pulse width modulation,PWM)4个部分。研究结果表明:Buck斩波有源功率解耦拓扑,相比LC谐振回路减少28.3%,相比增大支撑电容拓扑减少5%,符合直流环节轻量化目标,在直流电压纹波方面,相比LC谐振回路增大约90V,相比增大支撑电容减少35V,约为3.47%,符合少于5%的规定。同时,对比负载变化50%响应时间,Buck斩波有源功率解耦用时最少,比LC谐振回路减少34.8%,说明动态性能得到了提升。Buck斩波有源功率解耦不仅可以有效滤除二次脉动,稳定直流电压输出,使网侧电流波形更加接近于正弦波,并在低带宽条件下实现高精度的指令跟踪,提高动态性能。研究结果可为直流环节轻量化的解耦拓扑选型与控制策略优化提供参考。

摘要：为了解决单相整流器中LC谐振回路频率适应性差的问题,引入有源功率解耦电路代替LC谐振回路抑制母线电压二次纹波,选择直流母线电容分裂拓扑有利于减小支撑电容容值。首先,对有源功率解耦电路的工作模态进行分析,建立了单相整流器和分裂电容有源功率解耦回路数学模型。其次,传统解耦控制算法间接计算解耦参考电压,为提高功率解耦效果,采用二阶广义积分器直接提取电压纹波作为电压参考,并提出一种基于滑模观测器的无电流传感器控制策略,滑模观测器降低了解耦电路成本,提高了抗干扰能力。然后,根据整流器性能指标和功率解耦要求,给出了有源功率解耦回路电感和电容设计依据。最后,对不同拓扑结构的单相整流器进行了稳态和动态实验对比,实验结果证明了控制算法的有效性。

摘要：近年来,公共建筑紧急事故频发,故快速合理地疏散人群显得尤为重要。基于此,笔者建立基于蚁群算法的元胞自动机疏散模型:为人群所属的平面建立二维坐标系,并划分成若干个小方块,每个小方块称为一个“元胞”,规定人以小方块为单位格点可向周围8个方向移动。计算向每个方向的转移概率,它受蚁群算法中的信息素浓度和启发函数影响,取最大概率方向即为人的移动方向。人每移动一次,信息素浓度和启发函数相应地更新一次,如此迭代计算,直至人到达出口,从而规划出人员的疏散路径。