摘要：针对交错并联Buck变换器在复杂环境下受到内外部扰动导致控制性能下降问题,提出一种基于非线性扩张状态观测器的无模型预测控制策略(NESO-MFPC)。建立超局部模型来替换原有先验物理模型,降低控制系统模型精度依赖。设计非线性扩张状态观测器估计超局部模型中未知干扰部分,并补偿到基于超局部模型的预测模型中去,提高抗干扰能力。设计无差拍预测控制策略,保证系统的快速动态响应。仿真结果表明,相比于传统控制方法,该控制策略具有更优的动稳态性能和鲁棒性。

摘要：针对行人检测的尺度变化问题,提出一种基于改进多尺度残差网络无锚检测算法(IMSNet)。将Res2Net残差模块中多尺度特征提取融入ResNeXt,将改进后的网络作为主干网络(Res2NeXt*),使主干网络包含不同数量、不同组合的感受野;利用多个较小卷积核等效替代单个较大卷积核,增加网络深度并减少网络参数量;对细化的多尺度卷积特征级联融合做卷积运算,将行人检测简化为中心点和尺度预测任务。实验结果表明,IMSNet对CityPersons和Caltech数据集Reasonable设置分别实现了10.6%和2.6%的平均漏检率,检测每张图像仅需0.28 s。

摘要：针对大、重箱体在随传送带运输过程中的抓取作业问题,设计了一种基于激光传感器的工业机器人动态抓取系统。首先,使用单线激光传感器获取箱体点云数据,利用基于帧内和帧间密度聚类算法实现点云数据实时聚类与分割,通过箱体的最小外接矩形获取箱体的位姿;其次,利用二分法求解近似抓取位置;最后,控制机器人实现对箱体动态抓取。在视觉测试中,箱体尺寸识别误差为±14 mm,角度偏差为±5°。在抓取测试中,抓取位置平均误差为±16 mm,抓取效率为20 s/件。测试结果表明:该系统能够满足箱体实时定位与动态抓取的要求。

摘要：在目标检测任务中,传统的边界框回归损失函数所回归的内容与评价标准IoU(Intersection over Union)之间存在不相关性,并且对于边界框的回归属性存在一定不合理性,使得回归属性不完整,降低了检测精度和收敛速度,甚至还会造成回归阻碍的情况。并且在回归任务中也存在样本不均衡的情况,大量的低质量样本影响了损失收敛。为了提高检测精度和回归收敛速度提出了一种新的边界框回归损失函数。首先确定设计思想并设计IoU系列损失函数的范式;其次在IoU损失的基础上引入两中心点形成矩形的周长和两框形成的最小闭包矩形周长的比值作为边界框中心点距离惩罚项,并且将改进的IoU损失应用到非极大值抑制(Non-Maximum Suppression,NMS)处理中。接着引入两框的宽高误差和最小外包框的宽高平方作为宽高惩罚项,确定CRIoU(Complete Relativity IoU,CRIoU)损失函数。最后在CRIoU的基础上加入自适应加权因子,对高质量样本的回归损失加权,定义了自适应聚焦CRIoU(Adaptive focal CRIoU,AF-CRIoU)。实验结果表明,使用AF-CRIoU损失函数对比传统非IoU系列损失的检测精度最高相对提升了8.52%,对比CIoU系列损失的检测精度最高相对提升了2.69%,使用A-CRIoU-NMS(Around CRIoU NMS)方法对比原NMS方法的检测精度提升0.14%。将AF-CRIoU损失应用到安全帽检测中,也达到了很好的检测效果。

摘要：针对多负载磁谐振无线电能传输系统中接收线圈间交叉耦合对系统传输特性的影响问题,采用一种理论计算结合数值仿真的方法进行分析。首先利用等效电路模型推导出双负载工况下输出功率、传输效率的表达式;然后采用Maxwell仿真获得不同线圈布局下偏移距离与互感的关系;采用理论计算方法,讨论在不同偏移和负载下交叉耦合对系统传输特性的影响;最后搭建实验样机验证了理论结果。结果表明,多负载系统中通过合理的位置布局及负载阻抗参数设计,既可抑制交叉耦合的不利影响,也可利用其提升系统传输性能。

摘要：磁耦合无线充电系统在线圈偏移、给定电压变化等情况下,采用滑模控制(SMC)容易产生抖振,输出电压纹波大。这里提出一种模糊逻辑设计并切换滑动扇区的无抖振滑模输出电压控制策略,根据被控电压误差设计不同的滑动扇区,且趋近律基于连续变化项进行设计。该算法可以消除扰动产生的误差与抖振。为提高控制系统的鲁棒性,采用模糊规则设计了切换控制与等效控制增益系数。实验结果表明,该方法能提高系统的抗偏移能力,保证系统稳定输出。

摘要：传统三电平中点箝位型(NPC)逆变器预测控制系统性能依赖模型精度,当受到外部扰动时,容易出现参数失配导致控制性能下降。针对该问题,此处提出一种基于线性扩张状态观测器(LESO)的无模型预测电流控制(MFPCC)方法。首先,建立超局部模型代替原有数学模型,降低系统物理参数依赖;其次,设计LESO实时估计超局部模型的未知扰动部分,增强控制系统鲁棒性;再次,采用多步预测和参考信号拉格朗日外推法对系统延时问题进行补偿,提升系统稳态性能。最后,实验结果验证了所提策略的有效性。

摘要：多负载无线充电系统耦合线圈位置及受电设备阻抗变化,导致系统模型参数发生偏移,影响系统传输效率。此处提出一种多频多负载无线充电系统负载与互感辨识方法,根据不同频率下系统输入阻抗建立互感与负载关系的数学模型,然后以输出电压实际值与理论值误差作为适应度函数设计粒子群算法,实现负载与互感的参数辨识。辨识过程中引入滑窗离散傅里叶变换(SDFT)分离初级电路混频电流分量。实验结果表明,该方法能够准确辨识出互感与负载的大小,为设计高效能系统提供了理论支撑。

摘要：针对永磁同步电机(permanentmagnetsynchronous motor,PMSM)预测控制系统的模型失配、时变矩阵及观测器增益选择问题,提出基于自适应高增益观测器的预测电流控制方法(predictive current control based on an adaptive high-gain observer,AHGOPCC)。通过构建PMSM的前馈型扩张数学模型,集成考虑电机电阻、电感、磁链参数扰动项。提出基于前馈型扩张标称数学模型的高增益观测器,有效跟踪和估计电流与扰动状态及抑制转速变化引起的扰动。同时,设计自适应观测器增益矩阵满足全速工况的高增益条件,简化观测器的增益选择。在此基础上,构建离散化电流模型和成本函数,实现预测电流控制算法。实验结果证明了该方法的有效性,在多种工况下具备更优的快速性、鲁棒性及稳定性。

摘要：针对交错并联图腾柱PFC拓扑在电感电流连续导电模式CCM(Continue Conduction Mode)下,占空比预测控制中系统存在二次谐波以及特定次谐波的问题,设计对特定频率谐波有良好跟踪特性的PR控制器,补偿占空比预测控制的谐波分量。同时,在电压外环中设计陷波器,对特定次谐波进行滤波和反馈补偿。仿真实验结果证明,基于PR控制器与陷波器的占空比预测控制系统,在保留了系统快速动态性的基础上,输入电流很好的得到滤波,电流的THD(Total Harmonic Distortion)值明显减小,谐波含量降低,提高了输入电能的质量,实现PFC功能。