检索结果-内蒙古大学图书馆

电力系统及其自动化学报 2024年第12期36卷 54-65页

作者：孙英肖龙坤王天奕任博凯张磊河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津300401 河北工业大学河北省电磁场与电器可靠性重点实验室天津300401

为应对电动汽车电池老化给电力系统带来的调频稳定性降低与成本升高等严峻挑战,提出考虑改进粒子滤波健康状态预测与经济优化的电动汽车集群调频策略。首先,基于蒙特卡罗与贝叶斯滤波原理,利用边界约束与指数罚函数通过改进粒子滤波预... 详细信息

为应对电动汽车电池老化给电力系统带来的调频稳定性降低与成本升高等严峻挑战,提出考虑改进粒子滤波健康状态预测与经济优化的电动汽车集群调频策略。首先,基于蒙特卡罗与贝叶斯滤波原理,利用边界约束与指数罚函数通过改进粒子滤波预测健康状态并重构电动汽车集群;其次,根据荷电状态与健康状态,结合比例-积分控制器,搭建集群变频率特征系数控制模型并引入系统调度模型;然后,以频率偏差与经济成本为目标函数优化调度指令;最后,仿真验证所提策略对降低调频偏差与经济成本都有良好效果,实现了电动汽车资源高效利用。

关键词：电动汽车调频策略健康状态改进粒子滤波荷电状态经济优化

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改进粒子滤波的无人机航迹预测方法

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传感器与微系统 2022年第5期41卷 148-151页

作者：曾润田杰江虹王智宁西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院电子工程研究所四川绵阳621900

在复杂飞行环境中,对航迹的准确预测是保障无人机(UAV)安全、有效执行任务的前提。提出一种数据融合的改进粒子滤波航迹预测算法。首先,用扩展卡尔曼滤波结合观测值计算粒子的均值与方差来指导重要性采样;然后,引入权重漂移参数优化重采... 详细信息

在复杂飞行环境中,对航迹的准确预测是保障无人机(UAV)安全、有效执行任务的前提。提出一种数据融合的改进粒子滤波航迹预测算法。首先,用扩展卡尔曼滤波结合观测值计算粒子的均值与方差来指导重要性采样;然后,引入权重漂移参数优化重采样;最后,由标准线性最小方差加权规则融合多观测站滤波结果。仿真实验表明:该改进算法比传统非线性滤波算法的预测精度更高,并且比基本粒子滤波算法更稳定,可为三维航迹预测研究提供参考。

关键词：无人机航迹预测数据融合改进粒子滤波

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基于改进粒子滤波的重型燃气轮机跳机故障预测

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中国机械工程 2021年第2期32卷 188-194页

作者：滕伟韩琛赵立武鑫柳亦兵华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

重型燃气轮机是清洁发电的重要装备,其轴系的振动水平是机组运行状态的直观表征。跳机故障是由于振动加大而触发的非计划突然停机,会对燃气轮机的核心部件(如叶片、拉杆等)产生较大冲击,造成设备损伤。提出基于改进粒子滤波的重型燃气... 详细信息

重型燃气轮机是清洁发电的重要装备,其轴系的振动水平是机组运行状态的直观表征。跳机故障是由于振动加大而触发的非计划突然停机,会对燃气轮机的核心部件(如叶片、拉杆等)产生较大冲击,造成设备损伤。提出基于改进粒子滤波的重型燃气轮机振动趋势预测方法,通过对粒子滤波方法的分析,提出一种二次重采样策略,使得改进粒子滤波对粒子匮乏现象更具抵抗力,具有更好的适应性。所提方法在某300 MW重型燃气轮机的跳机故障中得到验证,能够准确预测跳机的故障时刻,为燃气轮机的控制策略调整提供指导。

关键词：重型燃气轮机跳机故障预测改进粒子滤波二次重采样

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基于改进粒子滤波的摇摆环境下屏蔽泵滑动轴承寿命预测方法研究

基于改进粒子滤波的摇摆环境下屏蔽泵滑动轴承寿命预测方法研究

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作者：毕研超哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

屏蔽泵是船用核动力一回路系统冷却剂泵的常用泵体之一,承担着将反应堆产生的热能高效传递至蒸汽发生器的任务,其可靠性影响着核动力装置能否安全运行。由于恶劣工作条件、频繁变工况运行和海洋摇晃环境等影响因素,泵内的滑动轴承等旋... 详细信息

屏蔽泵是船用核动力一回路系统冷却剂泵的常用泵体之一,承担着将反应堆产生的热能高效传递至蒸汽发生器的任务,其可靠性影响着核动力装置能否安全运行。由于恶劣工作条件、频繁变工况运行和海洋摇晃环境等影响因素,泵内的滑动轴承等旋转部件易发生退化失效,对整个泵体乃至核动力系统安全性造成影响。开展基于状态监测的预测性维修技术研究,对保障船用屏蔽泵安全运行具有重要意义。其中,剩余使用寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测作为预测性维修的重要技术之一,由于设备退化机理研究不充分、失效数据匮乏、预测机制不完善等原因,制约着其在实际工程中的应用和推广。因此,本课题以船用屏蔽泵内滑动轴承为研究对象,查阅文献总结滑动轴承退化机理分析、RUL预测技术在现阶段研究的主要成果和不足,结合振动信号及其他状态参数,完成轴承磨损退化的RUL预测模型开发,并利用实验数据对模型验证分析。本文的主要工作如下: (1)针对屏蔽泵滑动轴承的机械结构和失效形式,解析轴承磨损时的退化机理,阐述其退化特征在振动信号频谱图中表征形式;总结现有核动力屏蔽泵传感手段及不足,明确以多源传感的在线监测方式获取轴承运行数据;针对现有RUL方法数据匮乏、物理模型构建困难的问题,提出了基于最近相似距离(Nearest Similar Distance,NSD)改进的粒子滤波(Particle Filtering,PF)模型,实现滑动轴承磨损的RUL预测。 (2)鉴于现有滑动轴承磨损退化机理研究不足和全寿命周期运行数据匮乏,设计搭建了模拟海洋环境的滑动轴承加速退化实验台架,通过预设不同类型、不同程度的轴承磨损件和设置转速、载荷等加速条件完成轴承磨损的全寿命周期实验。在此基础上,开展轴承退化的振动特性分析,探究轴承退化过程的冲击特性、统计特征与频谱特性,为寿命预测技术研究提供数据和理论支持。 (3)针对单一振动信号特征指标无法表征轴承全寿命周期的问题,通过轴承振动特性分析结果构建能量冲击特性指标(Energy Impact Characteristic Indicators,EICI),映射轴承退化程度与特征指标间非线性响应。同时,结合模拟试验分析滑动轴承退化监测参数与其退化指标、退化程度间响应关系,对传统Archard磨损方程进行修正,构建描述滑动轴承退化的状态方程与量测方程。 (4)针对现有传统PF方法模型参数固定、粒子耗尽严重的问题,利用NSD改进粒子滤波模型,提高轴承RUL预测结果准确性。将EICI指标作为轴承预测过程测量值,并通过EICI指标判断轴承磨损退化开始时段;利用测量值与NSD指标更新模型参数,实现轴承退化指标跟踪;最终基于滑动轴承退化状态方程实现其RUL递推预测。利用仿真信号和模拟实验数据对模型展开测试验证,结果表明本文模型可以有效保证粒子多样性、抑制粒子耗尽问题,较传统的PF方法具有更高的预测精度。

关键词：屏蔽泵滑动轴承全寿命周期实验改进粒子滤波剩余使用寿命预测

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基于改进粒子滤波状态估计的直流微电网分布式控制

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上海电力大学学报 2025年

作者：杨帆胡凯宇上海电力大学电气工程学院

针对传统的直流微电网分布式二次控制在信息交互过程中容易受到非高斯分布的虚假数据注入（FDI）攻击问题，提出了一种基于改进粒子滤波状态估计的分布式二次控制来抵御非高斯分布的FDI攻击。首先，针对因泰勒展开忽略高阶项造成的非线... 详细信息

针对传统的直流微电网分布式二次控制在信息交互过程中容易受到非高斯分布的虚假数据注入（FDI）攻击问题，提出了一种基于改进粒子滤波状态估计的分布式二次控制来抵御非高斯分布的FDI攻击。首先，针对因泰勒展开忽略高阶项造成的非线性误差大问题，将经改进的Levenberg-Marquardt方法优化的迭代滤波理论引入滤波算法中进行优化。其次，通过改进粒子滤波算法最大后验概率估计生成重要性概率密度函数进行状态估计，解决非线性滤波性能差的问题。最后，通过仿真发现所提方法可以抑制非高斯分布下因FDI攻击而导致的电压偏移。

关键词：直流微电网虚假数据注入攻击改进粒子滤波二次控制非高斯分布

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基于改进粒子滤波的微电网频率自适应控制方法研究

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自动化仪表 2024年第5期45卷 118-122,126页

作者：李世涛张鑫堯国能粤电台山发电有限公司广东江门529200

当前,微电网频率自适应控制方法无法准确求取系统内部频率指令,导致控制频率偏差值较大。针对这一问题,提出基于改进粒子滤波的微电网频率自适应控制方法。根据微电网系统的结构,对节点逆变器和多源负荷进行分别建模。采用同调函数对系... 详细信息

当前,微电网频率自适应控制方法无法准确求取系统内部频率指令,导致控制频率偏差值较大。针对这一问题,提出基于改进粒子滤波的微电网频率自适应控制方法。根据微电网系统的结构,对节点逆变器和多源负荷进行分别建模。采用同调函数对系统子模型进行拟合,构建微电网系统等值模型。引入改进粒子滤波算法提取原始频率时间序列中的高频分量,并结合粒子归一化权重计算系统内部频率调度函数,以获取准确的频率指令,从而完成初始功率的分配。采用模糊逻辑原理设计频率自适应控制器,实现对微电网频率的自适应控制。以含分布式电源的微电网系统作为仿真案例进行试验。试验结果表明,利用所提方法对系统的频率波动进行控制,所得到的控制频率偏差值始终在0.05以下。该研究实现了微电网频率自适应,且控制频率偏差值较低、整体控制效果较好。

关键词：新能源微电网改进粒子滤波频率波动自适应控制功率调度指令频率分配

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基于改进粒子滤波的风电系统并网侧谐波估计

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电力电子技术 2024年第9期58卷 40-44页

作者：张倩徐鹤勇国网宁夏电力有限公司宁夏电力调度控制中心宁夏银川750001

受各类非线性特征影响,风力发电系统并网侧会随机产生大量谐波,对风电安全并网和电网稳定运行造成影响。为了准确检测谐波并确保相关设备稳定工作,提出了一种基于误差模型改进粒子滤波的谐波估计方法。该方法在标准粒子滤波的基础上,利... 详细信息

受各类非线性特征影响,风力发电系统并网侧会随机产生大量谐波,对风电安全并网和电网稳定运行造成影响。为了准确检测谐波并确保相关设备稳定工作,提出了一种基于误差模型改进粒子滤波的谐波估计方法。该方法在标准粒子滤波的基础上,利用预测值和观测值间的误差进行粒子补偿,并计算其协方差矩阵;根据粒子权重和协方差进行重采样参数调整,以克服粒子多样性丧失导致的滤波发散的问题。基于实际观测结果,通过比较无迹卡尔曼滤波、传统粒子滤波和改进粒子滤波的谐波估计效果开展了实验,结果表明改进粒子滤波方法可以更准确地估计电网谐波幅值和相位。相比于标准粒子滤波,3次谐波的最大估计误差降低了67.07%,并且收敛速度更快,具有较高的理论研究意义和工程应用价值。

关键词：风力发电系统谐波估计改进粒子滤波

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基于改进粒子滤波的电动汽车锂离子电池RUL预测

基于改进粒子滤波的电动汽车锂离子电池RUL预测

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作者：赵瞳湖北工业大学

学位级别：硕士

锂离子电池作为目前新能源电动汽车的主要供能来源，随着锂离子电池循环使用次数的增加，锂离子电池容量会呈现逐渐衰退态势。因此为了提高锂离子电池在循环使用过程中的安全性与可靠性，对其剩余使用寿命（RemainingUsefulLife,RUL）... 详细信息

锂离子电池作为目前新能源电动汽车的主要供能来源，随着锂离子电池循环使用次数的增加，锂离子电池容量会呈现逐渐衰退态势。因此为了提高锂离子电池在循环使用过程中的安全性与可靠性，对其剩余使用寿命（RemainingUsefulLife,RUL）的预测必不可少。如果在锂离子动力电池循环应用过程中，能够准确地掌握电池的衰老规律，就能够在事故出现以前及时地更换电池，从而有效避免事故的发生，保障整个系统的正常运行。但是由于电池的老化程度是无法准确测量的，故需要对其剩余使用寿命预测进行研究。　　本文以18650型圆柱锂离子电池为研究对象，针对锂离子电池在循环使用过程中的剩余使用寿命问题进行研究，主要工作如下：　　首先，本文从理论上分析了锂离子电池的工作原理及其寿命退化的机理，并从截止电压、温度、放电深度、充放电倍率等方面来分析影响电池寿命的因素。接着将电池老化实验数据进行拟合，并分别对双指数模型和多项式模型进行分析和讨论。本文最终选择了与电池老化相匹配的双指数模型来模拟电池使用过程中的容量衰退情况，同时选取了电池容量作为评价电池指标。使用双指数模型可以获得对实验数据具有拟合误差小的良好回归。因此，只要准确估计双指数模型的参数，就可以很好地预测电池容量的下降趋势。而粒子滤波算法作为解决非线性系统参数估计和状态滤波的主流方法，在目标跟踪与预测领域有着广泛的应用。　　其次，采用标准粒子滤波算法对模型参数估计可以实现电池RUL的预测。通过对预测结果误差进行分析，发现粒子滤波算法在追踪模型参数进行预测时，参考样本中的奇异值和粒子滤波本身就存在粒子退化的问题都会对预测结果产生误差。针对这一问题，从保证粒子多样性的角度出发，引入蝴蝶优化算法对粒子滤波算法优化。在每一次粒子滤波计算完毕后产生新粒子集，通过对粒子集中的粒子重新赋权，以保证粒子的多样性，从而克服粒子滤波算法中的粒子退化和奇异值影响的问题。　　最后，利用故障预测与健康管理系统（PrognosticsHealthManagement，PHM）领域中广泛应用的算法性能指标，对本文提出的方法进行评估，并对预测方法输出的概率密度分布进行量化，给出概率密度分布直方图。对预测结果的不确定性进行量化表达，有助于用户根据预测结果做出维修决策。

关键词：电动汽车锂离子电池剩余使用寿命预测改进粒子滤波粒子退化

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改进粒子滤波的军用机器人室内定位方法

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沈阳理工大学学报 2021年第4期40卷 18-22,28页

作者：朱润驰王洪源陈慕羿沈阳理工大学信息科学与工程学院沈阳110159

针对复杂室内条件下军用机器人的超宽带(UWB)定位系统易受非视距(NLOS)影响的问题,提出一种改进粒子滤波定位模型。在原有标准算法基础上,增加优化重采样粒子与马克可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法步骤,解决在非线性系统中粒子滤波算法出现的... 详细信息

针对复杂室内条件下军用机器人的超宽带(UWB)定位系统易受非视距(NLOS)影响的问题,提出一种改进粒子滤波定位模型。在原有标准算法基础上,增加优化重采样粒子与马克可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法步骤,解决在非线性系统中粒子滤波算法出现的样本贫化问题;设计UWB定位模块,通过多组实验对算法进行验证。结果表明,在非视距的环境中使用该改进算法能够有效提高UWB系统定位精度,满足军用机器人的室内定位需求。

关键词：军用机器人超宽带非视距改进粒子滤波

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基于改进粒子滤波的锂电池SOC估算研究

基于改进粒子滤波的锂电池SOC估算研究

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作者：郎锦峰武汉理工大学

学位级别：硕士

电池管理系统(battery management system,BMS)是电动汽车的关键系统,BMS通过对动力电池实时监控来获取电池的剩余电量,并作为电池组均衡控制、能量管理的基础,从而保障电动汽车的安全运行。而在BMS中,电池荷电状态(state of charge,SOC... 详细信息

电池管理系统(battery management system,BMS)是电动汽车的关键系统,BMS通过对动力电池实时监控来获取电池的剩余电量,并作为电池组均衡控制、能量管理的基础,从而保障电动汽车的安全运行。而在BMS中,电池荷电状态(state of charge,SOC)的准确估算是BMS核心技术。目前对电池SOC估算的主流方法是安时积分法结合开路电压的方法完成,但受电池工作环境等外在因素的影响,其估算存在较大误差且无法修正,给SOC精确估算造成困扰。本文通过比较不同类型的电池特点,选定镍钴锰三元锂电池来进行研究。首先对锂离子电池的结构以及工作原理进行介绍,并对相关的特征参数进行说明,通过建立电池测试平台对电池进行相关测试,对动态特性进行分析,重点对开路电压(open circuit voltage,OCV)特性以及OCV-SOC曲线不同的拟合方式进行分析,比较了高阶多项式和考虑电化学特性多项式的拟合效果,通过具体的评价参数选择后者作为本次研究的表达式,在容量和温度、放电倍率的基础上对SOC定义进行修正。其次,对常见的三种类型的电池模型进行介绍,分析了各自特点,根据电池动态特性建立了电池模型,并且推导了相应的数学解析式,针对递推最小二乘法在参数辨识过程中历史数据对新输入数据的影响,采用限定记忆递推最小二乘法来在线辨识电池模型参数,并且利用电池模拟工况采集的数据,对辨识结果进行验证。最后,在上述辨识结果的基础上,采用无迹卡尔曼滤波和粒子滤波分别对电池SOC进行估算,通过对两种方法估算结果的分析比较,将无迹卡尔曼滤波作为建议密度函数对粒子滤波进行改进,同时为了在重采样过程中保持粒子的多样性,引入影响因子对归一化权重进行优化,平衡不同粒子的权重,从而解决粒子退化问题,实现更高的估算精度。在不同工况下,对改进算法的估算精度和收敛性进行验证。

关键词：锂离子电池荷电状态限定记忆最小二乘法改进粒子滤波

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