当期目录

2019年 第32卷 第6期 刊出日期：2019-06-15

  

基于戴维南等效的同步发电机励磁控制静态分析

邓亚鹏,段俊东,张晓芳,张滨

2019, 32(6):  1-6.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.001

摘要 ( 409 )   HTML ( 14 )   PDF (1327KB) ( 55 )  

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同步发电机的功角在维护电力系统安全稳定运行中占据重要地位。文中针对发电机励磁控制静态作用以及发电机理论功角与工程实测功角之间的差异进行了分析。首先采用戴维南等效电路研究恒定频率下有功功率及励磁调整电路对单机-无穷大系统的影响,然后用稳态数据进行校验。结果表明,发电机输出有功功率越大,实测功角与理论功角之间的差值越大,会影响机组及系统的运行状态的判断,且自动励磁调节器维持电压恒定的同时将改变端电压的相位。

基于粒子群算法的PID控制器参数优化

杜美君,张伟,谢亚莲

2019, 32(6):  7-11.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.002

摘要 ( 707 )   HTML ( 26 )   PDF (972KB) ( 143 )  

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粒子群算法是一种智能算法,在PID控制器参数整定的应用中可取得更优的效果。为解决传统的粒子群算法早熟收敛和收敛速度慢的缺点,文中采用了一种基于相似度动态调整惯性权重的方法,即越靠近目前最优粒子的个体被赋予越小的惯性权重值。最后用MATLAB对等温连续搅拌釜反应器仿真。与标准的PSO算法整定方法相比,改进的粒子群算法稳定时间为230.1 s,比传统粒子群算法524.7 s的稳定时间缩小了一半,表明改进的算法对PID控制器的参数优化有着较优的收敛效果。

基于FlexRay总线的静态段带宽利用率研究

张育贵,胡雪晨,王义

2019, 32(6):  12-16.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.003

摘要 ( 316 )   HTML ( 6 )   PDF (899KB) ( 32 )  

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为提高FlexRay网络的带宽利用率,文中对FlexRay静态段参数和传输中消息的长度进行了研究。针对静态段参数数学模型和静态消息帧长度差异过大造成大量带宽浪费的情况,分别提出了MATLAB的优化函数和将部分较长消息分割成两个长度相同消息进行分配方法。文中阐述了将FlexRay静态段数学模型转化为非线性规划的问题,所提的分配方法考虑了分割后的消息在编码过程中增加的无效比特数对整个网络的影响。数值实验表明,该方法可以在理论最优带宽利用率的基础上实现进一步提高。

变概率双向RRT改进路径规划算法

胡浍冕

2019, 32(6):  16-21.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.004

摘要 ( 417 )   HTML ( 7 )   PDF (1177KB) ( 56 )  

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针对RRT算法收敛速度慢、路径不规则的问题,基于双向RRT算法和概率搜索策略,提出了一种变概率策略下的双向RRT搜索优化算法。该算法根据搜索节点的不同周边状态,采用不同的概率策略扩展目标点,使搜索算法能够在空旷场景下向目标点快速生成,同时避免了路径陷入局部最小值的问题。在完成初次路径搜索后,根据路径节点位置优化不规则路线,减少小车行驶过程中的拐弯次数和总路径长度。在仿真中进行了多场景重复试验测试,仿真结果表明,改进后的算法在搜索速度和路径长度上有明显改善。

应变Si NMOS器件总剂量辐射对单粒子效应的影响

张倩,郝敏如

2019, 32(6):  22-26.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.005

摘要 ( 320 )   HTML ( 4 )   PDF (1382KB) ( 30 )  

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针对应变Si NMOS器件总剂量辐射对单粒子效应的影响机制,采用计算机TCAD仿真进行研究。通过对比实验结果,构建50 nm应变Si NMOS器件的TCAD仿真模型,并使用该模型研究处于截至态(V_ds=1 V)的NMOS器件在总剂量条件下的单粒子效应。实验结果表明,总剂量辐照引入的氧化层陷阱正电荷使得体区电势升高,加剧了NMOS器件的单粒子效应。在2 kGy总剂量辐照下,漏极瞬态电流增加4.88%,而漏极收集电荷增量高达29.15%,表明总剂量辐射对单粒子效应的影响主要体现在漏极收集电荷的大幅增加方面。

基于Elman神经网络的模拟电路故障诊断研究

孙李阔,王代强

2019, 32(6):  26-30.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.006

摘要 ( 292 )   HTML ( 7 )   PDF (917KB) ( 35 )  

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针对模拟电路的软故障,文中提出了一种基于改进Elman神经网络与提高特征向量有效性相结合的诊断方法。该方法对不同情况下的输出信号进行3次小波分析,形成8维的特征向量,再与改进的Elman神经网络结合进行分类与诊断。将改进Elman神经网络应用于非线性模拟电路故障诊断中可提高其诊断率与分类率。文中对其诊断方法进行了实验对比测试,结果表明,该方法提高了诊断性能,其诊断率与分类率分别为92.5%和83%。

一类基于自适应反馈控制的车辆编队研究

毕灶荣,童东兵,陈巧玉

2019, 32(6):  31-37.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.007

摘要 ( 302 )   HTML ( 4 )   PDF (1263KB) ( 49 )  

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文中研究了基于生物刺激神经动力学方法的车辆编队控制问题。以编队车辆的运动学模型为基础,在跟随领航者体系下建立车辆编队系统动态模型。根据李雅普诺夫稳定性理论,设计出新的自适应反馈跟踪控制器,将车辆跟随问题转化为系统误差的控制问题,并运用仿真实验验证控制器的有效性。与现有的反馈跟踪控制器进行对比后可以看到,文中所设计的控制器在稳定性和收敛速度上有了进一步的提高。

一种基于附加电池的锂电池组主动均衡方法

周萍,高寒,郑岳久,来鑫,周龙

2019, 32(6):  37-42.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.008

摘要 ( 566 )   HTML ( 7 )   PDF (1561KB) ( 70 )  

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电动汽车使用的串联锂电池组在多次循环充放电后会出现不均衡的现象,导致电池组容量和寿命的减少。为解决这一问题,文中提出了一种基于附加电池的非能耗式充放电主动均衡方法并对均衡电路及均衡控制策略进行设计。该均衡方案在充电时将电压高的单体能量转移给附加电池,在放电时将附加电池的能量转移给电压低的单体电池,实现了能量的自由存储与转移。文中对均衡电路的原理和均衡控制策略进行了分析,并应用MATLAB/Simulink中的Simcape与Stateflow分别对均衡电路及控制策略进行建模与仿真分析。仿真结果表明,该均衡控制方法能快速实现电池组的均衡,且均衡后的电池组可用容量有明显提高。

BP神经网络预测电极速度影响放电参数分析

管胜,阮方鸣,周奎,苏明,王珩,邓迪,李佳

2019, 32(6):  43-48.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.009

摘要 ( 303 )   HTML ( 3 )   PDF (1450KB) ( 33 )  

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文中结合小间隙放电的双过程模型,探讨电极移动引起放电场强和压强的变化对放电间隙内部相关因子的影响。文中同时利用BP神经网络预测分析电极移动速度对放电参数的影响。基于静电放电电极移动速度效应检测仪,不断改变电极移动速度,反复多次进行放电实验并统计试验数据。利用BP神经网络对已测实验数据进行训练、学习,从而预测不同速度与压强下对应的电流上升时间和峰值电流大小。实验结果表明,放电电流的上升时间与电极移动速度不存在相关性。根据新方法预测出的不同速度下的峰值电流和实际大小相比准确率更高。研究结果对探寻非接触式静电放电的规律和制定静电放电标准有一定的参考价值。

AVC系统晶闸管与SF6开关电容投切技术研究

王灿霞,成佳,肖霞,孙晶

2019, 32(6):  49-54.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.010

摘要 ( 413 )   HTML ( 3 )   PDF (1141KB) ( 81 )  

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随着AVC系统的投运,变电站内电容器投切更加频繁。传统补偿电容器的SF6开关投切频率低,难以满足投切间隙中出现的无功补偿需求,限制了电容器的作用。为了解决上述问题,文中提出了一种复合开关结构。该结构将机械投切和电子开关投切相结合,构成晶闸管+SF6开关的组合式投切方案。文中对晶闸管+SF6开关投切电容器的工作原理进行了介绍,并分析了开关控制策略。通过合理的投切策略可以实现晶闸管和SF6开关的相互保护,使晶闸管阻断时避免承受高电压,也避免了SF6开关在高频投切的情况下频繁动作,延长设备使用寿命。最后,通过PSIM软件仿真验证了该复合开关的合理性和可行性。

基于Android的手机恶意代码检测与防护技术

叶子,李若凡

2019, 32(6):  54-57.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.011

摘要 ( 458 )   HTML ( 10 )   PDF (1169KB) ( 52 )  

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随着通信技术以及移动终端的发展,Android系统由于其本身的开源性,滋生了大量的恶意代码。为了满足Android手机用户的安全需求,文中基于Android,采用SVM机器学习思想,构建了恶意代码检测模型,并开发了一套手机恶意代码检测与防护系统,可以对其进行快速检测和深度检测。系统经Android手机测试结果表明,其具有较好的检测精度以及较低的恶意代码漏报率。

基于改进局部搜索算法的三维空间路径规划研究

赵威,曾国辉,黄勃,朱爽鑫,刘瑾

2019, 32(6):  58-63.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.012

摘要 ( 369 )   HTML ( 9 )   PDF (1674KB) ( 59 )  

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在机器人路径规划中,搜索区域维数增大会导致路径搜索算法收敛时间过长甚至不收敛的现象发生。针对此类问题,文中以改进的局部搜索算法为基础,融合蚁群算法中信息素因子和人工势场算法中势场因子,建立了启发函数模型以提高寻优的目的性,并对搜索到的路径用迭代法进行优化。文中具体讨论了三维空间中路径点的选取方式和启发函数模型的建立方法,同时给出了算法的详细流程。最后通过MATLAB仿真实验证明基于改进后的算法进行路径规划时,迭代次数降低,搜索速度变快,路径点轨迹趋势更加平稳。

电动汽车充放电优化管理分析

单知非,孙宇轩,张翔,陈强,郑之艺

2019, 32(6):  64-69.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.013

摘要 ( 413 )   HTML ( 6 )   PDF (1205KB) ( 77 )  

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随着电动汽车普及保有量逐年上升,电动汽车无序充放电将会对电力系统产生极大的冲击。文中首先对影响充电负荷的各个因素进行分析,建立数据特征函数,并通过最小二乘法拟合得出电动汽车的函数模型。然后,根据数学模型特征,对多个电动汽车的负荷进行规划,建立多目标优化函数,并使用蒙特卡洛算法构造概率过程从已知概率分布中抽样建立对电动汽车充电负荷曲线。通过仿真验证,证明提出的模型能通过少量样本精确的模拟大规模电动汽车接入状况。文中对电动汽车充放电优化问题进行的改良,能有效减少设备投资、降低无序充电的峰谷差,维护系统稳定运行。

基于单片机的水浴恒温控制系统设计

李谊萍

2019, 32(6):  69-73.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.014

摘要 ( 433 )   HTML ( 23 )   PDF (1117KB) ( 99 )  

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针对水浴温度的不稳定性,文中采用数字温度传感器DS18B20完成温度采集水温检测和转换,单片机STC89C52依据接收到信号对加热设备实施对应的控制,恒温范围通过3个按键进行设置和查看,用4位数码管显示实际温度,1位数码管显示工作状态。搭建系统硬件电路,完成各硬件电路的设计、调试,编写系统程序,利用Proteus进行仿真实验。仿真实验结果表明,该系统能将温度控制在设定范围之内,并显示实时水温,检测温度可以精确到0.1 ℃,测量范围0~100 ℃,检测结果稳定。

基于循环向量协同优化电路的NBTI效应和泄漏功耗

石奇琛,张嘉洋

2019, 32(6):  74-77.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.015

摘要 ( 307 )   HTML ( 3 )   PDF (1001KB) ( 35 )  

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当晶体管的特征尺寸减小到45 nm时,电路的可靠性已经成为影响系统设计一个关键性因素。负偏压温度不稳定性(NBTI)和泄露功耗引起的电路可靠性现象的主要原因,导致关键门的老化加重,关键路径延迟增加,最终使得芯片失效,影响系统的正常工作。为了缓解NBTI效应和泄露功耗对电路可靠性的影响,延长电路的使用寿命,文中提出了循环向量方法进行协同优化。在ISCAS85基准电路,利用本方法协同优化实验,NBTI效应平均延迟相对改善了10%,泄漏功耗平均降低了15%,证明了循环向量方法的可行性。

分布式手机信令数据采集与分析技术研究

李媛

2019, 32(6):  78-81.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.016

摘要 ( 553 )   HTML ( 8 )   PDF (1020KB) ( 53 )  

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针对智能手机端分布范围分散导致的大规模信令数据存储和实时分析处理困难的问题,文中设计了一种基于分布式计算的手机信令数据采集与分析技术方案。基于分布式信令数据采集技术结构,方案集成了4种分布式数据库以实现分布式信令的数据存储。另外,结合Spark技术,所设计的分布式信令数据分析模块可以实时对采集的信令进行分析和整合。该分布式信令数据采集与分析方案可以适用于大规模手机信令数据的采集和处理,为分布式信令监测解决方案的设计提供了参考。

基于深度学习的人脸识别方法研究

胡少聪

2019, 32(6):  82-86.  doi:10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2019.06.017

摘要 ( 749 )   HTML ( 21 )   PDF (1220KB) ( 199 )  

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作为非接触式生物识别方法之一,人脸识别在诸多情况下被广泛使用。然而,传统的人脸识别方法由于识别准确度低以及在多个场合的应用受到限制,已不能满足目前的需求。文中提出了采用深度学习的方法来实现脸部标志检测和无限制人脸识别。为解决人脸标志检测问题,使用一种深层卷积神经网络的逐层训练方法,以帮助卷积神经网络进行收敛,并提出了一种避免过拟合的样本变换方法;为了解决人脸识别问题,文中提出了一种SIAMESE卷积神经网络,其在不同部位和尺度上进行训练。实验测试显示,ORL和人脸识别算法的精度分别达到了91%和81%。