检索结果-内蒙古大学图书馆

交通运输系统工程与信息 2025年第1期25卷 173-187页

作者：林俊亭李茂林邱晓辉兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

为使发生延误的高速列车能够快速恢复正常运营,同时满足停车精度、准时性、节能性及调度实时性等多方面的要求,综合考虑一体化模型在平衡多个目标时面临的多重非线性约束问题,以及非一体化模型需分别求解多个独立模型的局限性,本文提出... 详细信息

为使发生延误的高速列车能够快速恢复正常运营,同时满足停车精度、准时性、节能性及调度实时性等多方面的要求,综合考虑一体化模型在平衡多个目标时面临的多重非线性约束问题,以及非一体化模型需分别求解多个独立模型的局限性,本文提出一种列车动态调度与速度曲线的联合优化方法。首先,基于参考系统的约束,应用集成内在好奇心模块和优先经验回放机制的双决斗深度强化学习算法(Intrinsic Curiosity Module Prioritized Experience Replay Dueling Double Deep Q-Network,ICM-PER-D3QN)优化列车速度曲线模型,保证列车的停车精度、准时性和节能性,并将此数据用作联合模型训练的基础;其次,采用ICM-PER-D3QN算法求解列车的动态调度模型,缓解列车延误并确保调度的实时性;最后,基于列车在站间区间的运行信息,使用集成长短期记忆网络的卷积神经网络完成列车速度曲线与动态调度的联合。实验环境选择京沪高铁的一段下行线路,设置3组延误场景验证所提方法的有效性。仿真结果表明,在联合优化模型下,列车的平均调度时长为0.92 s,列车动态调度结果与速度曲线的平均匹配度为98.89%,平均匹配时长为0.0014 s。此外,相较于仅基于动态调度模型的未优化速度曲线,平均牵引能耗降低了9%,平均总延误时间降低了6.38%。

关键词：铁路运输联合方法深度学习速度曲线动态调度强化学习

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基于深度自适应K-means++算法的电抗器声纹聚类方法

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电力系统保护与控制 2025年第8期53卷 1-13页

作者：闵永智郝大宇王果何怡刚贺建山兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072

在高压并联电抗器声纹信号监测系统中,长时海量无标签声纹的高维非平稳性导致特征提取困难、无监督聚类适应性差。由此提出了一种基于深度自适应K-means++算法(deep adaptive K-means++clustering algorithm,DAKCA)的750 kV电抗器声纹... 详细信息

在高压并联电抗器声纹信号监测系统中,长时海量无标签声纹的高维非平稳性导致特征提取困难、无监督聚类适应性差。由此提出了一种基于深度自适应K-means++算法(deep adaptive K-means++clustering algorithm,DAKCA)的750 kV电抗器声纹聚类方法。首先通过采用两阶段无监督策略微调的改进堆叠稀疏自编码器(stacked sparse autoencoder,SSAE),对快速傅里叶变换后的归一化频域数据提取电抗器原始声纹32维深度特征。进一步提出了依据最近邻聚类有效性指标(clustering validation index based on nearest neighbors,CVNN)的自适应K-means++聚类算法,构建了能自适应确定最优聚类个数的电抗器声纹聚类模型。最后通过西北地区某750 kV电抗器实测声纹数据集进行了验证。结果表明,DAKCA算法对无标签声纹数据在不同样本均衡程度下能够稳定提取32维深度特征,并实现最优聚类,为直接高效利用电抗器无标签声纹数据提供了参考。

关键词： 750 kV电抗器声纹聚类自适应聚类算法稀疏自编码器深度自适应K-means++算法

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基于电力系统机电振荡的发电侧惯量评估

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浙江大学学报(工学版) 2025年第4期59卷 870-878页

作者：任智强田铭兴姜宇邢东峰兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州交通大学甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室

新能源发电设备接入发电侧会导致发电侧呈现“弱惯量”特征，影响系统的安全稳定运行.利用同步相量测量单元(PMU)测量机电振荡响应，提出基于小扰动下机电振荡参数的发电侧惯量评估方法.根据惯量响应过程的特点，推导与各发电机惯量有... 详细信息

新能源发电设备接入发电侧会导致发电侧呈现“弱惯量”特征，影响系统的安全稳定运行.利用同步相量测量单元(PMU)测量机电振荡响应，提出基于小扰动下机电振荡参数的发电侧惯量评估方法.根据惯量响应过程的特点，推导与各发电机惯量有关的不平衡功率分配公式.根据多机系统小信号状态方程与特征根的关系，推导多机系统发电侧惯量计算公式.介绍单机系统发电侧惯量的计算方法，阐述惯量计算公式中的惯量比与固有振荡频率的测量方法.通过单机系统、双机互联系统、WSCC3机9节点系统、10机39节点系统仿真算例验证所提方法的正确性.结果表明，所提方法在多个系统中的发电侧惯量评估值与实际值接近，具有良好的适应性，可用于电力系统的发电侧惯量评估.

关键词：电力系统发电侧惯量评估惯量响应机电振荡小信号状态方程

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四向穿梭式立体库货架布局及设备配置策略

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华南理工大学学报(自然科学版) 2025年第3期53卷 68-79页

作者：李建国宫新成兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

四向穿梭式立体库(FWS-AS/RS)是近年广泛应用于电商、医药和食品等行业的仓储形式,具有系统配置灵活、高存储密度、高运行效率及高度自动化等特点。为高效设计FWS-AS/RS货架布局及设备配置,首先考虑了不同存储容量下布局货架行、列、层... 详细信息

四向穿梭式立体库(FWS-AS/RS)是近年广泛应用于电商、医药和食品等行业的仓储形式,具有系统配置灵活、高存储密度、高运行效率及高度自动化等特点。为高效设计FWS-AS/RS货架布局及设备配置,首先考虑了不同存储容量下布局货架行、列、层数的可能,结合横巷道布局位置和数量变化及不同货架深度对运行效率的影响进行了讨论;然后以穿梭车和提升机的不同数量配置、提升机和输入/输出(I/O)口的不同布设位置作为变量,考虑加速、减速、空载、负载能量消耗以及制动时的能量回收建立了穿梭车和提升机的运动模型,并以总成本、作业距离、作业能耗和空间利用率作为评价指标,通过仿真实验得到建设四向穿梭式立体库货架行数、列数、层数、深度、巷道位置、I/O口的数量与位置、四向穿梭车(FWS)与提升机数量配比、提升机与纵巷道数之间关系等规律性设计策略;最后,以存储容量为5000 SKU的立体库为例,应用这些策略进行优化设计仿真。结果表明,3种优化方案使得作业距离、作业能耗、总成本以及占地面积平均降低了43.30%、57.69%、11.17%、8.60%,而空间利用率平均提升了5.66%,从而验证了设计策略的正确性,可为此类立体仓库的建造及运营提供借鉴。

关键词：立体仓库四向穿梭车货架布局设备配置

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基于SAO-VMD-S的双端柔性直流输电故障测距方案

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电力系统保护与控制 2025年第1期53卷 1-12页

作者：王思华王羚佰兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室(兰州交通大学) 甘肃兰州730070

针对柔性直流输电线路故障定位过程中信号易受噪声干扰、耐过渡电阻能力差的问题,提出了采用小波变换(wavelet transform,WT)进行消噪处理、并结合变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的柔性直流输电线路故障定位方案。... 详细信息

针对柔性直流输电线路故障定位过程中信号易受噪声干扰、耐过渡电阻能力差的问题,提出了采用小波变换(wavelet transform,WT)进行消噪处理、并结合变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的柔性直流输电线路故障定位方案。首先利用基于Logistic函数的循环位移小波阈值去噪对故障信号进行处理。然后采用雪消融优化器(snow ablation optimizer,SAO)结合VMD对信号进行有效分解。最后对分解后的高频分量进行S变换(S-transform,ST),选取对应频率下的幅值曲线进行波头标定。此外,提出了一种不依赖波速的测距算法。在PSCAD/EMTDC平台中搭建双端柔性直流系统并进行仿真验证。结果表明,所提方案不仅对采样率要求低,且能耐受300Ω的过渡电阻和30 dB的噪声,在不同故障距离下均能准确进行测距。

关键词：柔性直流输电小波去噪雪消融优化器变分模态分解 S变换故障测距

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基于有限时间干扰观测器的高速列车非奇异终端滑模协同控制

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铁道科学与工程学报 2025年第3期22卷 967-978页

作者：张友鹏王小天杨军霞王东金煜翔高子轩兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

为解决高速列车在运行时存在时变非线性动态、附加阻力、外部干扰及输入饱和情况下多列车协同追踪运行问题,利用非奇异终端滑模控制、有限时间干扰观测器及动态辅助系统设计控制器实现多列高速列车的协同追踪运行控制。首先,建立多列车... 详细信息

为解决高速列车在运行时存在时变非线性动态、附加阻力、外部干扰及输入饱和情况下多列车协同追踪运行问题,利用非奇异终端滑模控制、有限时间干扰观测器及动态辅助系统设计控制器实现多列高速列车的协同追踪运行控制。首先,建立多列车的多智能体系统模型。其次,采用反正切函数设计一种新型的非奇异终端滑模控制算法;利用有限时间干扰观测器估计系统的附加阻力及复合未知干扰,并将其估计值反馈补偿到控制器的输出,以消除此部分干扰对高速列车运行的影响;针对输入饱和特性,引入动态辅助系统解决输入饱和对列车控制系统的影响;利用lyapunov稳定性理论分别证明控制器与观测器的稳定性。最后,采用matlab软件仿真验证,通过与自适应终端滑模、有限时间干扰观测器终端滑模、有限时间干扰观测器线性滑模3种方法对比,以及在有无输入饱和约束条件下列车追踪运行时的速度、位移误差以及控制力输入对比。研究结果表明:相较于其他3种方法,采用有限时间干扰观测器非奇异终端滑模的方法时列车速度、位移误差更小,且控制力输入也更为平滑。计及输入饱和下,当列车遇到外部干扰时,控制输入均在牵引制动特性约束范围之内,设计动态辅助系统有效解决了输入饱和对列车追踪运行的影响。基于以上分析可知,计及输入饱和下利用所设计的有限时间干扰观测器非奇异终端滑模控制器及动态辅助系统可实现多列车的协同追踪运行。研究结果可为提高线路利用率,实现多列高速列车安全稳定地追踪运行提供参考。

关键词：有限时间干扰观测器非奇异终端滑模输入饱和多列车协同运行

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基于预设非奇异终端滑模控制的高速列车速度控制研究

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铁道科学与工程学报 2025年第1期22卷 38-50页

作者：侯涛魏建鹏牛宏侠兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设... 详细信息

针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设计扩张状态观测器对高速列车运行过程中所受的内部和外部的未知干扰进行估计和补偿;然后,通过采用预设性能函数把系统跟踪误差转换为一个变化误差,并控制变化误差在一定的范围,间接保证了系统跟踪误差始终在预先设定的范围内;其次,设计非奇异终端滑模面和高速列车自动驾驶系统速度控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明系统误差可以在有限时间内收敛于平衡点;最后,结合CRH3型列车参数和郑西高铁中西安北站—渭南北站段(950.620~1010.970km)实际线路数据,分别在没有干扰和有白噪声干扰的情况下对设计的控制系统进行仿真验证。仿真结果表明:基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车控制方法对速度和位移的跟踪精度较自抗扰的控制方法和非奇异终端滑模的控制方法有显著的提高,且对列车受到的干扰能够精确地估计和补偿,实现了对列车的运行期望曲线的高精度跟踪。该研究可以提高高速列车速度控制系统的鲁棒性和控制精度,为高速列车提供一种新的速度控制技术方案。

关键词：自动驾驶预设性能控制非奇异终端滑模控制高速列车扩张状态观测器

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工程教育专业认证体系下“单片机系统设计”课程教学改革的实践与成效——以兰州交通大学自动化与电气工程学院为例

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西部素质教育 2020年第23期6卷 135-136页

作者：任冰陈永刚兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070

为了提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,文章首先阐述了“单片机系统设计”课程教学现状,然后论述了工程教育专业认证体系下“单片机系统设计”课程教学改革实践,最后分析了工程教育专业认证体系下“单片机系统设计”课程教... 详细信息

为了提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,文章首先阐述了“单片机系统设计”课程教学现状,然后论述了工程教育专业认证体系下“单片机系统设计”课程教学改革实践,最后分析了工程教育专业认证体系下“单片机系统设计”课程教学改革成效。

关键词： “单片机系统设计”课程教学工程教育专业认证过程考核

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基于改进动态贝叶斯的CTCS-3级列控车载子系统可靠性分析

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安全与环境学报 2025年第2期25卷 413-421页

作者：赵斌王敏张文韬兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

针对传统中国列控车载子系统可靠性分析中存在的认知不确定性和动态性不足问题,为有效识别认知不确定性对可靠性分析的影响,将证据理论和动态贝叶斯网络相融合,分析列控车载子系统的可靠性。首先,根据中国列控车载子系统的结构与功能建... 详细信息

针对传统中国列控车载子系统可靠性分析中存在的认知不确定性和动态性不足问题,为有效识别认知不确定性对可靠性分析的影响,将证据理论和动态贝叶斯网络相融合,分析列控车载子系统的可靠性。首先,根据中国列控车载子系统的结构与功能建立系统失效故障树模型;其次,将故障树模型转化为对应的Dempster-Shafer证据理论-动态贝叶斯网络(Dempster-Shafer evidence theory-Dynamic Bayesian Network,DS-DBN)模型;最后,综合考虑维修、共因失效和覆盖因子等因素,引入认知重要度,通过DS-DBN网络模型双向推理能力,采用区间值的形式来描述中国列控车载子系统可靠性。仿真结果表明:在列控车载子系统可靠性分析中忽略共因失效会导致分析结果偏大,采取维修措施能有效减缓可靠性的降低速度;通过反向推理识别出列车接口单元是中国列控车载子系统的薄弱环节;人机界面的认知重要度和不确定度最高,表明该环节对中国列控车载子系统可靠性影响最大。

关键词：安全工程列控车载子系统证据理论重要度认知不确定性

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双边磁场调制永磁直线电机推力特性优化设计

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电机与控制学报 2025年第2期29卷 146-159页

作者：缪仲翠张磊苏乙张慧李燕兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室甘肃兰州730070

针对永磁直线电机存在的推力波动大以及永磁体利用率低等问题,从结构设计方面着手,提出一种采用扇形Halbach交替极磁极结构的双边长次级磁场调制永磁直线电机(BLSMFMPMLM),并对其进行优化设计。首先,通过有限元法分析BLSMFMPMLM分别采用... 详细信息

针对永磁直线电机存在的推力波动大以及永磁体利用率低等问题,从结构设计方面着手,提出一种采用扇形Halbach交替极磁极结构的双边长次级磁场调制永磁直线电机(BLSMFMPMLM),并对其进行优化设计。首先,通过有限元法分析BLSMFMPMLM分别采用3种不同Halbach磁极结构的气隙磁场谐波成分、平均推力和推力波动等电磁性能进行计算分析;其次,通过建立推力特性的解析模型和Taguchi法筛选出对推力特性影响较大的参数,利用组合近似模型(ES)结合多目标优化算法对关键参数进行优化以提高电机推力特性,获得多组Pareto最优解;最后,选取综合性能较优的解搭建仿真模型分析电机性能的改善效果和验证设计方法的实用性。结果表明:扇形Halbach交替极磁极结构永磁体利用率更高,具有实用价值;优化后的BLSMFMPMLM平均推力提升了26.82%,并其使得推力波动减小了24.66%,该研究为永磁直线电机的性能改善提供了有效方法。

关键词：永磁直线电机磁场调制 Halbach阵列交替极推力特性有限元组合近似模型多目标优化

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