检索结果-内蒙古大学图书馆

力学学报 2025年第3期57卷 767-781页

作者：李金泽刘耀坤崔乃刚于开平哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

时域积分器是分析大型一阶动力系统常用的数值求解技术且具有竞争性的时域积分器应实现自启动、单解、一致二阶精度和可控数值阻尼.在无辅助技术的加持下,现有的自启动单解时域积分器未能同时实现可控数值阻尼和一致二阶精度.为了突破... 详细信息

时域积分器是分析大型一阶动力系统常用的数值求解技术且具有竞争性的时域积分器应实现自启动、单解、一致二阶精度和可控数值阻尼.在无辅助技术的加持下,现有的自启动单解时域积分器未能同时实现可控数值阻尼和一致二阶精度.为了突破该限制,首先构造了一类自启动单解时域积分器,然后推导了时域积分器实现一致二阶精度的代数条件,最后提出了一致二阶精度的自启动单解隐式和显式时域积分器.新隐式积分器是无条件稳定的且将数值放大矩阵在高频极限下的特征值作为两个用户指定参数进而灵活地控制数值高频阻尼;当两个用户指定参数相等时,两参数的隐式积分器退化为最优数值阻尼和最小误差常数的单参数积分器.新显式积分器是条件稳定的且将分岔点处的谱半径值作为用户指定参数进而控制数值阻尼;使用推荐的参数值时,显式积分器可以在条件稳定域和求解精度上达到合理平衡.性能比较和数值算例都验证了理论分析并凸显了本文自启动单解时域积分器在精度和耗散能力上的优势.

关键词：一阶动力系统一致二阶精度单解时域积分器数值阻尼

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基于模型预测控制的子母式无人机编队飞行控制方法

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自动化学报 2025年第2期51卷 312-326页

作者：李云鹏张立宪韩岳江蔡博张宇轩肖广洲哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

子母式无人机(Unmanned aerial vehicles,UAVs)通常指一类由无人载机搭载和投放多架子机执行协同作业任务的新型飞行器.相较于传统无人机和无人机集群,子母式无人机兼具航程长、空间可达性强等优势,得到了广泛关注.首先针对子母式无人... 详细信息

子母式无人机(Unmanned aerial vehicles,UAVs)通常指一类由无人载机搭载和投放多架子机执行协同作业任务的新型飞行器.相较于传统无人机和无人机集群,子母式无人机兼具航程长、空间可达性强等优势,得到了广泛关注.首先针对子母式无人机在编队飞行任务中的载机姿态稳定控制与子机轨迹跟踪控制问题,建立子母式无人机动力学模型.在此基础上,分别设计基于多平衡点切换模型预测控制的飞行控制方法以及基于多胞不确定性模型预测控制的轨迹跟踪控制方法,实现了子母式无人机的稳定、安全编队飞行.仿真结果表明,所提出的方法能够实现预期的编队飞行目标,具有良好的稳定性和鲁棒性.

关键词：子母式无人机模型预测控制切换控制编队控制

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一种基于深度强化学习的多对多在轨服务优化调度方法

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宇航学报 2025年第1期46卷 204-214页

作者：夏红伟张桀睿马广程王常虹哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对航天器多对多在轨服务的优化调度问题,提出一种基于深度强化学习的智能方法。首先,将航天器多对多在轨服务的优化调度问题建模为与轨道相关的车辆路径问题。随后,提出一种基于注意力机制的编码器-解码器神经网络,构建了随机策略,该... 详细信息

针对航天器多对多在轨服务的优化调度问题,提出一种基于深度强化学习的智能方法。首先,将航天器多对多在轨服务的优化调度问题建模为与轨道相关的车辆路径问题。随后,提出一种基于注意力机制的编码器-解码器神经网络,构建了随机策略,该策略能够在给出问题实例的情况下生成解决方案。神经网络中,编码器生成图嵌入与节点嵌入,解码器基于嵌入逐步生成解决方案。其次,使用带有贪婪滚动基线的REINFORCE算法对神经网络进行训练。最后,大量试验结果说明了所提出方法的有效性与优越性。所提智能方法的优越性在于:能够近乎实时地给出调度问题的解;在大规模调度问题上的求解质量优于元启发式算法;在特定目标数目实例上训练的模型对不同目标数目的实例具有较好的泛化能力。

关键词：在轨服务优化调度深度强化学习注意力机制

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SiC/Si混合开关时间延迟及其信号调制方法

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电工技术学报 2025年第4期40卷 1129-1144页

作者：丁四宝王盼宝王卫徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的混合开关(SiC/Si HyS)结构是一种优化效率和成本的综合解决方案。依靠SiC MOSFET的低导通时间构建Si IGBT的零电压开通和关断,并继承Si IGBT在高负载电流下的低导通损耗特性,从而提升系统整体效率。为了... 详细信息

SiC MOSFET和Si IGBT并联构成的混合开关(SiC/Si HyS)结构是一种优化效率和成本的综合解决方案。依靠SiC MOSFET的低导通时间构建Si IGBT的零电压开通和关断,并继承Si IGBT在高负载电流下的低导通损耗特性,从而提升系统整体效率。为了更简单高效地生成SiC/Si HyS的SiC MOSFET和Si IGBT驱动信号,该文提出一种针对最小SiC导通模式的信号调制电路,通过配置对应的RC缓冲电路中的电阻、电容值即可调节控制模式中的四个时间尺度,该方法具有灵活简单等优点。首先,理论分析最小SiC导通模式下的SiC/Si HyS结构损耗分布特性;其次,给出信号调制电路原理并介绍信号调制电路的工作原理,建立RC缓冲电路参数和时间尺度之间的函数方程;最后,基于搭建的SiC/Si HyS硬件平台,在双脉冲测试电路中验证最小SiC导通模式下的SiC/Si HyS损耗特性和所提信号调制电路的有效性,并在1.5 kW两电平逆变器中检验所提信号调制电路的动态运行特性。

关键词： SiC MOSFET Si IGBT 混合开关开关损耗信号调制

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基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感在线辨识方法

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电工技术学报 2025年第2期40卷 439-451页

作者：王奇维李斌兴潘冠丞王高林徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差... 详细信息

传统永磁同步电机电感在线辨识算法大多基于电机交直轴模型实现,其依赖准确的电机转子位置信息。当无位置传感器控制或位置传感器存在偏置误差时,传统电感辨识方法精度难以保证。为降低转子位置误差影响,该文提出一种基于转子位置误差解耦阻抗建模的永磁同步电机电感参数在线辨识方法。根据电机电感在不同转子位置下的数值变化关系特性,构建转子位置误差解耦的虚拟轴系阻抗模型。进而,通过基于高频正弦信号注入的电感辨识方法,实现不受电机转子位置误差影响的电感辨识。为确保所提出方法在不同运行工况的鲁棒性和准确性,对虚拟轴系的构建方法及注入信号参数选取进行分析。所提出的方法在2.2 kW永磁同步电机平台进行验证,证明了电感参数在线辨识的有效性。

关键词：永磁同步电机电感在线辨识高频信号注入等效阻抗模型转子位置误差解耦

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高速飞行器变形舱体及其随动力热加载方法

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宇航学报 2025年第3期46卷 509-518页

作者：刘华良肖洪杨广郭宏伟刘荣强哈尔滨工业大学机电学院哈尔滨150001

针对高速飞行器的变形需求,提出一种新型飞行器变形舱体形式,并设计一种多维变形机构与预紧堆叠蒙皮结构实现舱体多维变形。多维变形机构由多组单自由度双滑块六杆变形机构与6-UPS并联分布式驱动机构组成。针对变形舱体的试验验证,提出... 详细信息

针对高速飞行器的变形需求,提出一种新型飞行器变形舱体形式,并设计一种多维变形机构与预紧堆叠蒙皮结构实现舱体多维变形。多维变形机构由多组单自由度双滑块六杆变形机构与6-UPS并联分布式驱动机构组成。针对变形舱体的试验验证,提出了变形舱体随动力热加载方法,此方法能够实现静态加载、时变力随动加载和恒定力随动加载。推导了随动加载系统理论模型,并基于理论与仿真分析,验证了随动加载力分析的正确性。开展了变形舱体随动力热加载试验验证,试验结果误差在允许范围内,验证了理论与仿真分析的正确性以及随动力热加载方法的可行性。

关键词：高速飞行器变形舱体多维变形机构随动力热加载

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微量生物炭表面酸性官能团质量摩尔浓度定量分析方法

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哈尔滨工业大学学报 2025年第2期57卷 65-72页

作者：李崯雪崔邴晗尚宏儒曹永娜程泽斌于艳玲哈尔滨工业大学郑州研究院郑州450000 哈尔滨工业大学化工与化学学院哈尔滨150001

表面官能团是生物炭的重要组成部分,其种类与数量对生物炭的性质、性能和应用有很大影响。现有碳材料表面官能团定量分析主要方法为Boehm滴定法,该方法耗炭量大、操作步骤多、耗时长。为此,通过构建质子消耗模型、编写Python程序、进行... 详细信息

表面官能团是生物炭的重要组成部分,其种类与数量对生物炭的性质、性能和应用有很大影响。现有碳材料表面官能团定量分析主要方法为Boehm滴定法,该方法耗炭量大、操作步骤多、耗时长。为此,通过构建质子消耗模型、编写Python程序、进行酸碱滴定实验、调试模型参数,建立一种微量生物炭表面官能团质量摩尔质量摩尔浓度定量分析方法,能够快速测量微量生物炭的表面官能团质量摩尔浓度与对应的酸解离常数p K_(a)。通过调整参数、训练模型,分析此方法适用的生物炭质量范围,发现测试样品质量为50 mg时模型的均方误差E_(MS)<0.002,迭代次数设置为20000时模型的E_(MS)<0.001,表明测量结果准确度较高。该方法测定的生物炭表面官能团总量与Boehm滴定法的相对误差在2%以内,且生物炭用量缩减95%、测量时间缩短10 h以上、实验操作步骤大幅简化,满足生物炭表面官能团定量分析微量、快速的技术需求。

关键词：生物炭表面官能团酸碱滴定定量分析方法

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Riemann-Liouville分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制

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控制理论与应用 2025年第2期42卷 263-271页

作者：蔡中泽曾庆双孙谷昊哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150006

本文主要研究了分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制问题.首先,针对Buck变换器中存在多重干扰和电子元件具有非整数阶特性的情况,建立了存在匹配和不匹配干扰的Riemann-Liouville分数阶Buck变换器数学模型.然后,针对传统滑模控制算法... 详细信息

本文主要研究了分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制问题.首先,针对Buck变换器中存在多重干扰和电子元件具有非整数阶特性的情况,建立了存在匹配和不匹配干扰的Riemann-Liouville分数阶Buck变换器数学模型.然后,针对传统滑模控制算法要求预知干扰上界的问题,设计了自适应算法以估计干扰的未知上界,基于反步控制方法建立了滑模控制器,引入分数阶滑模面,提升系统鲁棒性的同时,实现滑动模态的渐近收敛.进而,针对滑模控制系统中的抖振问题,设计了连续滑模控制信号,减小了不连续控制带来的抖振,使系统状态能够在有限时间内收敛至滑模面上,并给出了最大收敛时间.最后,基于Mittag-Leffler稳定性理论,证明了所提出总体控制方案的稳定性.数值仿真验证了所提出控制器的有效性,保证了系统鲁棒性的同时,减小了抖振,得到了良好的动态性能和较小的稳态误差.

关键词：分数阶微积分 Riemann-Liouville Buck变换器自适应律连续滑模控制 Mittag-Leffler稳定

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切割和过盈配合对双绕组双聚磁式磁场调制无刷复合结构电机性能影响的研究

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电机与控制学报 2025年第2期29卷 1-13页

作者：刘国鹏白金刚郎杰文王于涛隋义郑萍哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

针对切割和过盈配合导致硅钢片电磁性能下降和电机实测性能与仿真结果不一致的问题,以一台双绕组双聚磁式磁场调制无刷复合结构电机为研究对象,分析了切割和过盈配合对硅钢片和电机性能的影响。首先,根据硅钢片切割后切割边缘附近区域... 详细信息

针对切割和过盈配合导致硅钢片电磁性能下降和电机实测性能与仿真结果不一致的问题,以一台双绕组双聚磁式磁场调制无刷复合结构电机为研究对象,分析了切割和过盈配合对硅钢片和电机性能的影响。首先,根据硅钢片切割后切割边缘附近区域电磁性能受损更严重的特性,研究基于受损区域与未受损区域划分的电机模型,分析切割单独作用时对硅钢片和电机性能的影响。其次,通过基于亥姆霍兹自由能密度的磁应力耦合模型,实现考虑过盈配合应力影响的电机性能计算,分析过盈配合单独作用时对硅钢片和电机性能的影响。再次,通过不同因素作用区域划分和拟合硅钢片磁化曲线,分析两种因素共同作用时的影响。最后,样机实验结果表明,在考虑切割和过盈配合的影响能够降低实测性能与仿真结果间的误差。

关键词：切割过盈配合复合结构电机磁-应力耦合模型拟合磁化曲线电磁性能

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正交锁相放大器在谐振式光学陀螺中的应用

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中国惯性技术学报 2025年第1期33卷 70-75页

作者：王国臣赵佳祺夏秀玮王梓丞王沐禹李羚宇哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院哈尔滨150001

针对谐振式光学陀螺(ROG)由于系统延时导致灵敏度降低的问题,在正弦波调制的基础上,分析了延时来源与影响,设计了轻量高效的数字式正交锁相放大器。在不涉及任何光路、电路硬件改动的前提下,通过增加一路相位差为90°的同步方波解... 详细信息

针对谐振式光学陀螺(ROG)由于系统延时导致灵敏度降低的问题,在正弦波调制的基础上,分析了延时来源与影响,设计了轻量高效的数字式正交锁相放大器。在不涉及任何光路、电路硬件改动的前提下,通过增加一路相位差为90°的同步方波解调进行正交运算,利用勾股定理消除系统延时,并通过逻辑赋值、移位运算提升响应速度和兼容性。理论分析和仿真结果表明,同频同幅方波解调输出是正弦波解调输出的4/π倍,陀螺的灵敏度可提高27.3%。实验结果表明,采用正交锁相放大器后,系统延时减小了1.5μs,陀螺灵敏度进一步提高了11.8%,且具备良好的鲁棒性。

关键词：谐振式光学陀螺灵敏度正交锁相放大器调制解调

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