基于集成经验模态分解和极限学习机的质子交换膜燃料电池寿命预测 被引量：2

1

作者 陈景文 杨淇 +2 位作者 兰天一 华志广 赵冬冬 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期135-141,共7页

基于数据驱动的预测方法可实现质子交换膜燃料电池(PEMFC)的寿命预测。为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命预测精度,提出将集成经验模态分解(EEMD)和粒子群算法(PSO)优化极限学习机(ELM)相结合的PEMFC剩余使用寿命预测方法。首先,采... 基于数据驱动的预测方法可实现质子交换膜燃料电池(PEMFC)的寿命预测。为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)寿命预测精度,提出将集成经验模态分解(EEMD)和粒子群算法(PSO)优化极限学习机(ELM)相结合的PEMFC剩余使用寿命预测方法。首先,采用移动平均滤波法在滤除噪声和尖峰的同时,保留原始数据的主要趋势;其次,通过EEMD对原始数据进行多时间尺度分解,得到不同时间尺度下PEMFC的老化信息;最后,将分解后的本征模函数分别通过PSO优化的ELM模型进行预测,能在保证预测精度的情况下降低运算复杂度。通过与经典的极限学习机模型预测结果进行对比,该方法能更加准确地预测PEMFC的老化趋势。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 预测 经验模态分解 极限学习机

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基于集成型极限学习机的氢燃料电池寿命预测 被引量：6

2

作者 杨淇 陈景文 +4 位作者 华志广 李祥隆 赵冬冬 兰天一 窦满峰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期964-974,共11页

基于数据驱动的寿命预测方法能精准预测质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余使用寿命,提高预测性能是当前寿命预测领域的研究热点。针对PEMFC寿命预测过程中预测精度与鲁棒性的提升问题,基于统计学原理的寿命预测方法,提出一种集成极限学习... 基于数据驱动的寿命预测方法能精准预测质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余使用寿命,提高预测性能是当前寿命预测领域的研究热点。针对PEMFC寿命预测过程中预测精度与鲁棒性的提升问题,基于统计学原理的寿命预测方法,提出一种集成极限学习机(EELM)结构,对PEMFC的寿命进行长期预测。集成结构中包含了50次重复测试,通过局部强化优化器算法对每次测试结果进行优化,提升了寿命预测精度。在长期预测的结果中,给出了EELM预测结果的平均值和95%置信区间,提升了系统的鲁棒性。最后采用稳态电流、准动态电流条件和动态电流下的老化数据集验证了所提方法的有效性与可行性。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 极限学习机 集成结构 局部强化优化器

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基于级联回声状态网络的氢燃料电池剩余使用寿命预测 被引量：1

3

作者 潘诗媛 华志广 +2 位作者 王光伟 赵冬冬 窦满峰 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第12期4718-4727,I0015,共11页

该文针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)长期预测过程中预测精度低的问题,提出一种改进型回声状态网络(echo state network,ESN)结构以实现PEMFC输出电压的精... 该文针对质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)长期预测过程中预测精度低的问题,提出一种改进型回声状态网络(echo state network,ESN)结构以实现PEMFC输出电压的精准预测。采用多个蓄水池构建一种级联型回声状态网络(cascade echo state network,CasESN)结构,利用遗传算法(genetic algorithm,GA)优化CasESN网络结构参数,并基于优化后的CasESN实现PEMFC输出电压在未来数百个小时区间内的长期预测。在稳态和准动态数据集下分别对所提出的CasESN网络结构进行测试并与经典ESN进行量化比较。稳态和准动态数据集的训练时长分别为700和750 h时,2CasESN比单个ESN的均方根误差(root mean square error,RMSE)分别降低11.94%和23.67%。结果表明,级联型ESN结构能够在一定程度上提高PEMFC寿命预测精度。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 寿命预测 遗传算法 回声状态网络 级联结构

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基于改进型滑模观测器的PMSM无位置传感器控制 被引量：23

4

作者 华志广 窦满峰 +3 位作者 赵冬冬 颜黎明 姬军鹏 杨剑威 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期754-760,共7页

针对经典滑模观测器在永磁同步电机无位置传感器控制过程中的抖振问题,研究了一种改进型滑模观测器。分析了经典滑模观测器产生抖振的原因,采用饱和函数代替符号函数实现抖振的抑制,结合磁场定向控制技术实现永磁同步电机的转速估计,在1... 针对经典滑模观测器在永磁同步电机无位置传感器控制过程中的抖振问题,研究了一种改进型滑模观测器。分析了经典滑模观测器产生抖振的原因,采用饱和函数代替符号函数实现抖振的抑制,结合磁场定向控制技术实现永磁同步电机的转速估计,在1台2.7 kW,10 000 r/min的永磁同步电机硬件平台上进行实验验证。仿真分析和实验结果表明,改进后的滑模观测器能够准确估计转速并减弱转子位置估计过程中的抖振。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无位置控制 滑模观测器 抖振 实验设计

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基于滑模变结构的燃料电池离心空压机流量控制 被引量：9

5

作者 赵冬冬 华志广 +1 位作者 张璐 皇甫宜耿 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期374-379,共6页

质子交换膜燃料电池是利用氢气与氧气的电化学反应产生电能的装置,其中空气压缩机是关键部件,负责向燃料电池的阴极供给空气(含约21%氧气),与氢质子、电子产生电化学反应。供给空气的流量与压力之间影响到燃料电池的输出性能,即V-I特性... 质子交换膜燃料电池是利用氢气与氧气的电化学反应产生电能的装置,其中空气压缩机是关键部件,负责向燃料电池的阴极供给空气(含约21%氧气),与氢质子、电子产生电化学反应。供给空气的流量与压力之间影响到燃料电池的输出性能,即V-I特性曲线,同时对燃料电池系统的安全性产生影响。不足的空气供给会使燃料电池产生"氧气饥饿"现象,会降低燃料电池的寿命,严重情况下会破坏质子交换膜。采用滑模变结构方法控制离心压缩机的输出流量,使其在动态负载情况下满足燃料电池对空气供给的要求,采用基于super-twisting的二阶滑模控制压缩机的驱动转矩,实现对输出流量的动态调节,仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 控制器 流量 质子交换膜燃料电池

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一种减小无刷直流电机转子涡流损耗以及铜耗的驱动方法 被引量：4

6

作者 谭博 张海涛 +2 位作者 华志广 刘卫国 骆光照 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第18期4239-4248,共10页

基于三相六状态方波驱动方法的无刷直流电机电流谐波较高,转子涡流损耗较大,易造成永磁体过热不可逆退磁。同时,较大的铜耗易导致电机绕组温升过高,降低电机可靠性。提出一种基于电流规划的无刷直流电机驱动方法,该方法以三相反电动势... 基于三相六状态方波驱动方法的无刷直流电机电流谐波较高,转子涡流损耗较大,易造成永磁体过热不可逆退磁。同时,较大的铜耗易导致电机绕组温升过高,降低电机可靠性。提出一种基于电流规划的无刷直流电机驱动方法,该方法以三相反电动势作为状态变量,以电机转矩作为限定条件,以三相电流有效值最小作为优化目标,得出两相电流的理论给定解析值,并与两相反馈电流组成电流闭环。分析和仿真表明,与方波驱动方法相比,该驱动方法能使转子涡流损耗以及绕组铜耗明显减小。最后,以一个82W的无刷直流电机为对象搭建测试电路和转子涡流损耗模型,对所提出的方法进行验证。 展开更多

关键词 无刷直流电机 电流规划 铜耗 涡流损耗

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嵌入式数字有源EMI控制的弧焊逆变电源 被引量：3

7

作者 姬军鹏 华志广 +2 位作者 陈文洁 李金刚 俎阿倩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期304-310,共7页

数字化高频弧焊逆变电源以其效率高、体积小、易于控制等优点在焊接方面得到广泛应用,但随着弧焊逆变电源高频化的发展,产生的传导EMI也越来越严重,尤其是共模传导EMI。本文基于数字有源EMI滤波(DAEF)控制,提出了一种降低弧焊逆变电源... 数字化高频弧焊逆变电源以其效率高、体积小、易于控制等优点在焊接方面得到广泛应用,但随着弧焊逆变电源高频化的发展,产生的传导EMI也越来越严重,尤其是共模传导EMI。本文基于数字有源EMI滤波(DAEF)控制,提出了一种降低弧焊逆变电源共模传导EMI的方法,该方法通过采样检测EMI信号、数字化补偿控制、DAC输出并注入,形成闭环EMI控制,其EMI控制可嵌入弧焊电源原有控制器资源中节约控制成本,因不在主电路中串接器件,从根本上解决了EMI滤波器体积和功耗大的问题。本文对带有DAEF的逆变弧焊电源系统进行设计、建模及补偿控制,仿真分析了基于DAEF控制的弧焊逆变电源系统在稳定性和动态性能方面的优势。最后,实验结果证明了所提出方法在减小弧焊电源传导EMI发射、提高其动态性能方面的优势。 展开更多

关键词 弧焊逆变电源 EMI控制器 传导EMI 共模 数字有源 嵌入式

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数字有源EMI滤波器的精确建模及分析 被引量：4

8

作者 姬军鹏 陈文洁 +2 位作者 路景杰 曾光 华志广 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S2期101-106,共6页

数字有源EMI滤波技术(DAEF)是数字化开关功率变换器传导EMI抑制技术发展的新方向。针对DAEF传统模型不能准确描述系统行为问题,提出了一种精确系统模型,该模型考虑到检测电路、注入电路和解耦电路中的高频寄生参数及数字控制系统各环节... 数字有源EMI滤波技术(DAEF)是数字化开关功率变换器传导EMI抑制技术发展的新方向。针对DAEF传统模型不能准确描述系统行为问题,提出了一种精确系统模型,该模型考虑到检测电路、注入电路和解耦电路中的高频寄生参数及数字控制系统各环节的延迟特性,可以准确模拟系统行为,精确反映系统滤波性能。基于所建立模型进行仿真分析和实验验证,结果表明此模型能够精确描述系统行为和预测系统滤波能力。 展开更多

关键词 电磁干扰 延迟 寄生参数 滤波性能

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基于PSO的无源电力滤波器支路拓扑的优化设计 被引量：3

9

作者 姬军鹏 华志广 +2 位作者 胡雪利 张静刚 曾光 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第2期231-237,共7页

无源电力滤波器(Passive Power Filter,PPF)以其高性价比在电力系统中得到了广泛的应用。用不同阻抗频率特性的PPF拓扑支路组成无源滤波网络是目前无源滤波的通用方法,实际中PPF支路拓扑设计通常依靠设计者的工程经验,缺少系统的设计方... 无源电力滤波器(Passive Power Filter,PPF)以其高性价比在电力系统中得到了广泛的应用。用不同阻抗频率特性的PPF拓扑支路组成无源滤波网络是目前无源滤波的通用方法,实际中PPF支路拓扑设计通常依靠设计者的工程经验,缺少系统的设计方法,更谈不上对支路拓扑的优化设计。本研究提出了一种基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的PPF支路拓扑的优化设计方法,解决了工程设计中单纯依靠工程经验设计PPF支路拓扑的盲目性问题。本方法首先基于PSO优化了各种滤波支路中补偿容量的分配,然后以总投资成本、单调谐滤波支路平均品质因数及电流谐波平均含有率为目标函数优化出最佳PPF滤波支路网络。并以一个实际的工况为例,验证了优化设计效果。 展开更多

关键词 无源电力滤波器 支路拓扑 PSO 优化设计 滤波网络

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数字有源EMI滤波系统延迟的建模与分析 被引量：1

10

作者 姬军鹏 胡雪利 +2 位作者 陈文洁 曾光 华志广 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1793-1799,共7页

随着数字处理技术的进步,数据采集速度与精度的大幅提高,使得数字有源电磁干扰滤波技术DAEF(Di西tal Active EMI Filter)成为EMI(Electro-Magnetic Interference)滤波技术发展的新方向.由于EMI信号频率较高,所以EMI滤波控制中的延迟对... 随着数字处理技术的进步,数据采集速度与精度的大幅提高,使得数字有源电磁干扰滤波技术DAEF(Di西tal Active EMI Filter)成为EMI(Electro-Magnetic Interference)滤波技术发展的新方向.由于EMI信号频率较高,所以EMI滤波控制中的延迟对滤波性能的影响不可忽视,需要深入研究.本文详细分析了数字有源EMI滤波系统中产生延迟的原因,建立了具有延迟特性的数字有源EMI滤波系统模型,仿真分析了延迟时间对EMI滤波系统滤波性能的影响.搭建了基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的数字有源EMI控制系统平台,验证了具有延迟特性的数字有源EMI滤波系统模型的正确性,揭示了数字有源EMI滤波系统延迟环节对滤波性能的影响规律,这有助于对数字有源EMI滤波器的进一步研究和推广应用. 展开更多

关键词 电磁干扰滤波器 延迟 滤波性能 数字 有源

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四足机器人髋关节高转矩密度电机设计

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作者 杨赫明 梁波 +2 位作者 窦满峰 党梦溪 华志广 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1111-1118,共8页

针对四足机器人髋关节对驱动电机高转矩密度的性能需求,提出一种以提高电机转矩密度为目标的永磁同步电机设计方法。设计出一款四足机器人髋关节用高转矩密度电机,并通过有限元仿真对电机进行建模,基于所提解析设计方法设计了原理样机... 针对四足机器人髋关节对驱动电机高转矩密度的性能需求,提出一种以提高电机转矩密度为目标的永磁同步电机设计方法。设计出一款四足机器人髋关节用高转矩密度电机,并通过有限元仿真对电机进行建模,基于所提解析设计方法设计了原理样机。仿真与实验数据表明,所设计电机的扭矩密度能够满足四足机器人髋关节的实际应用需求,验证了所提解析设计方法的准确性和有效性。 展开更多

关键词 机器人关节电机 永磁同步电机 转矩密度

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