摘要：针对一般强化学习方法下机器人在避障路径规划上学习时间长、探索能力差和奖励稀疏等问题,提出了一种基于改进深度Q网络(DQN)的移动机器人避障路径规划。首先在传统DQN算法基础上设计了障碍学习规则,避免对同一障碍重复学习,提升学习效率和成功率。其次提出奖励优化方法,利用状态间的访问次数差异给予奖励,平衡状态点的访问次数,避免过度访问;同时通过计算与目标点的欧氏距离,使其偏向于选择接近目标的路径,并取消远离目标惩罚,实现奖励机制的自适应优化。最后设计了动态探索因子函数,在后期训练中侧重利用强化学习策略选取动作和学习,提高算法性能和学习效率。实验仿真结果显示,与传统DQN算法相比,改进算法在训练时间上缩短了40.25%,避障成功率上提升了79.8%以及路径长度上缩短了2.25%,均体现了更好的性能。

摘要：在变频电机绝缘测试中,重复脉冲方波电压不能完全模拟变频器输出的PWM电压反映变频电机绝缘失效机理,并且同一实验中使用不同电源影响实验数据的一致性。文中设计了一台直接输出式PWM电压发生器,既可以输出模拟变频器实际的SPWM电压和SVPWM电压用于绝缘测试,又可以输出重复脉冲方波电压开展对比实验。设计了基于FPGA的脉冲信号发生器,产生基波频率、开关频率可调的SPWM、SVPWM触发脉冲以及频率、占空比可调的重复方波脉冲;研制了基于固态推挽开关的斩波器,在脉冲信号的触发下输出对应的双极性高压脉冲,使用该脉冲电压发生器开展了SPWM电压下变频电机绝缘局部放电实验,验证了系统的可靠性和实用性。

摘要：电磁流量计作为一种高效、精确和便捷的流量测量仪表,被广泛的应用于工业流体测量、油田钻井液的测量和血液测量等导电流体的测量。受外界扰动和流速分布的影响,电磁流量计在进行流量测量过程中仍然存在测量精度不高的问题,改进电磁流量计励磁线圈结构是提高精度的重要手段之一。本文基于新型正八边形励磁线圈实现了电磁流量测量精度的提高。首先,在研究权重函数优化原理的基础上,通过分析正八边形线圈的磁场理论模型得出了基于均匀磁场理论的电磁流量计优化思路;其次,基于有限元分析软件建立了正八边形励磁线圈电磁流量计的仿真模型,确定了正八边形励磁线圈磁场分布最优的结构参数,并通过对比圆形和方形线圈同等条件下的权重函数分布,证明了正八边形线圈权重函数分布均匀性优势;最后,搭建实验平台,通过磁场测试实验和流体测试实验进行验证。磁场测试结果表明,正八边形线圈电磁流量计磁感应强度在管道中心区域能够维持在2.063 mT左右,总体磁感应强度波动范围在0.11 mT以内,说明正八边形线圈磁场具有良好的均匀性;流体测试结果表明,当流量在0.743~2.582 m/s时,单点相对示值误差最大仅为0.950%,系统重复性误差在1.034%以下,经过优化后的系统提升了测量精度,这对后续电磁流量测量计的励磁线圈设计具有指导意义。

摘要：当前的电动汽车充电站规划模型因考虑的因素过少,导致充电站规划时间增多以及充电功率范围下降,所以考虑路网结构建立一种新的电动汽车充电站双层规划模型。基于双层规划理论建立双层规划模型,利用神经网络算法与遗传算法获取双层规划模型中的运行费用和最佳充电路径,获得电动汽车充电站容量预测结果。以预测结果为基础将路网结构作为第一层规划模型,将充电站作为第二层规划模型,在充电站容量可控的情况下实现充电站双层规划模型的构建。实验结果表明,所设计模型能够有效降低充电站规划时间,提高充电功率范围。

摘要：现有的LCL滤波器优化方法均是在理想电网下进行独立的分析计算,在新电源电场高占比接入的情况下容易导致所设计出的逆变器无法稳定运行。该文利用阻抗分析法得到并网稳定性对LCL参数的约束条件,以阻尼损耗最小,制造成本最低以及电流跟踪性能最佳建立LCL参数多目标优化模型,采用带压缩因子的粒子群算法进行求解,通过指标隶属度定量分析优化程度。该设计方案在兼顾经济成本以及滤波性能的同时,增大了并网系统稳定裕度,尤其适用于弱电网或者多逆变器密集接入条件下的逆变器参数设计。最后,在Matlab/Simulink仿真平台中搭建LCL逆变器并网模型,仿真结果验证了该设计方法的合理性与可行性。

摘要：针对电力系统控制器设计中,控制器阶数过高且影响控制品质的问题,提出一种基于射影定理的降阶控制器设计新方法,并对射影定理做出改进,实现抑制低频振荡的高压直流附加阻尼控制.通过总体最小二乘-旋转不变技术分析系统振荡特性并辨识出相关模型,再基于极点配置得到状态反馈矩阵,最后利用改进的射影控制理论设计输出反馈降阶控制器,同时将控制器与传统的带观测器的极点配置控制方法进行比较.仿真验证表明,基于射影控制理论的控制器效果较好,控制器阶数较低,鲁棒性强,便于工程实现.

摘要：静止无功补偿器(static var compensator,SVC)不仅可以为电力系统提供无功支撑、稳定电压,其附加控制还可以有效提高系统暂态稳定性,但SVC模型参数的不确定性以及广域测量信号时延等外部干扰给附加控制器的设计带来很大的难度.提出了一种基于自适应滑模变结构理论的SVC鲁棒控制器设计方法,所设计控制器能有效提高系统暂态稳定性,并且其对于模型不确定性以及时延有较好的鲁棒性.首先根据区域惯量中心的运动方程建立了包含SVC的电力系统模型;然后将滑模变结构理论应用于电力系统模型中,求得SVC附加控制律,并通过自适应律优化控制器参数;最后通过四机两区域系统以及IEEE9节点系统对SVC控制器效果进行了仿真验证.结果表明,SVC自适应滑模控制器可以有效提升系统暂态稳定性,并且其性能优于传统的线性控制方法.

摘要：针对储能型准Z源逆变器（energy-storage quasi-z-source inverter,ES-qZSI）系统,提出采用具有积分补偿的固定开关频率积分滑模（integral sliding-mode,ISM）电流控制器来保证系统鲁棒性和快速响应。首先建立带储能单元的ES-q ZSI大信号平均模型。然后,以电感电流误差,电池电流误差以及2个误差的积分作为状态变量设计滑模面。为进一步减小稳态误差,引入电池电流误差的比例和积分项作为电感电流参考。而后,推导控制律使系统满足存在条件、稳定条件并讨论了滑模参数设计。与传统PI控制器相比,所设计的ISM控制器具有更快的动态响应,且工作状态在较大范围变化时可保证系统稳定,鲁棒性强。通过仿真及实验验证了ISM控制器的有效性。

摘要：准Z源级联多电平逆变器（quasi-Z-source cascaded multilevel inverter,QZS-CMI）是准Z源与级联H桥逆变器的结合,兼具两种拓扑的优点。将其运用于光伏发电系统,当QZS-CMI模块间功率差异过大时,存在并网电流畸变,甚至难以维持系统稳定运行的问题。基于此,根据QZS-CMI原理推导了模块功率比值约束条件,分析已有控制方法在不满足约束条件时出现并网电流畸变的原因。定义模块功率差异度β,推导出β与直流母线电压、级联模块数的量化关系。所得结论可用于直流电压参考值整定或指导级联模块数选取。当实际系统的功率差异度大于设计值时,提出自动功率平衡的最大功率点跟踪算法对不满足约束条件的模块进行降额运行,以避免并网电流畸变。通过主从式功率分配的并网控制及多调制波移相SPWM调制方法,实现了直流母线电压平衡及模块级最大功率点跟踪。最后,通过四模块级联QZS-CMI的仿真及样机实验,验证了理论分析和方法的正确性。

摘要：应用于光伏系统的准Z源逆变器(QZSI)存在着不稳定的零动态和非线性特性,导致系统振荡、动态响应缓慢和控制器设计复杂等问题。基于输入/输出反馈线性化方法,提出将直通电流和脉冲直流电压作为状态变量建立QZSI直流侧的仿射非线性二阶模型,将原非线性系统转化为线性系统,具有模型精确、阶数低、算法简单等优点。基于此模型,设计经典PI控制器调节QZSI的输入电压,并最终实现最大功率点跟踪(MPPT)。阐述了QZSI的输入/输出线性化建模方法,并通过理论推导证明该线性化系统零动态稳定,设计QZSI直流侧与交流侧控制器,实现光伏逆变器升压、并网波形及功率控制3个目标。通过仿真及实验与经典控制策略对比,显示该控制方法能使QZSI输入电压快速跟踪最大功率点,并且在系统工作点大范围变化时能保证输入电压及并网电流波形质量。