永磁同步电机无传感器控制的软开关滑模观测器

针对滑模观测器估计中存在的抖振问题,采用边界层可变的正弦型饱和函数替代传统开关函数,提出了一种用于永磁同步电机无传感器控制的软开关滑模观测器。为了确定不同饱和函数的收敛速度,定义等效收敛区间,通过正弦型饱和函数边界层内的滑模状态表达式推导其等效收敛时间,并与现有初等、终端滑模型和双曲正切型饱和函数进行了对比。为扩大滑模观测器的速度适用范围,确定了开关增益的转速自适应律。利用锁相环方法提取转子位置与速度信息,解决由滤波器引起的相位误差。通过仿真分别分析了饱和函数类型和开关增益、等效收敛系数及边界层厚度等系数对估计精度与收敛时间的影响,验证了正弦型饱和函数的有效性。实验结果表明,正弦型软开关滑模观测器能够准确地观测出转子速度和位置,并很好地消除了估计结果的抖振。     

变速风力发电系统瞬态载荷分析及其优化设计途径

为了提高风力发电系统捕获的风能，在额定风速以下，需要对机组实施最大功率跟踪控制。目前大多数关于最大功率跟踪控制策略的研究均集中于提高跟踪的速度。然而，本文的研究发现，最大功率跟踪速度的加快将使机组承受更大的瞬态载荷，使传动链更易疲劳损坏。首先通过对最大功率跟踪的速度及承受的瞬态载荷进行定量分析，找出了机组承受的瞬态载荷与最大功率跟踪速度的定量关系。之后，为了优化设计机组的瞬态载荷，提出了最大功率跟踪控制系统的跟踪带宽的设计原则。且为了使机组可按优化设计的跟踪带宽恒带宽运行，提出了保持最大功率跟踪带宽恒定的方法。最后，在实验室内建立了一套1.2kW的变速风力发电系统，实验结果验证了理论分析的正确性。     

宽转速运行的定子双绕组异步电机风力发电系统低速轻载运行时的效率优化控制策略

为有效利用低风速区风能，拓宽风能利用范围，对宽转速运行的定子双绕组异步电机(DWIG)风力发电系统低速轻载运行时的效率优化问题进行了研究。简述了该发电系统的拓扑结构和低速运行时的电压控制原理，分析了DWIG低速运行时效率优化控制的基本原理及特殊性，推导了考虑铁损的DWIG数学模型，建立了DWIG损耗模型，获得了最优磁链求解方程，进而提出了一种基于DWIG损耗模型的效率优化控制策略，并给出了具体实现方法。样机实验结果表明，该效率优化控制策略是正确、有效的，它不仅能使系统保持低速运行输出额定电压的优势，而且还能明显提高系统低速轻载运行的效率，从而实现了低风速区风能的有效利用。     

飞轮储能系统能量回馈的精确小信号建模及控制器设计

无刷直流电机驱动的飞轮储能系统可用于平滑风力发电的输出功率，其能量回馈可通过由半桥调制方法构成的Boost电路来实现。本文建立了这类飞轮储能系统能量回馈时的平均值模型，分析了多个物理量对直流母线电压的影响。基于系统的非线性特性，建立了静态点附近的精确线性化小信号模型，得到开关占空比、绕组电动势和系统能量状态对直流母线电压的传递函数。根据电压反馈环开环传递函数的Bode特性选择电容值，确定滞后超前串联补偿类型并简化为带惯性的PID补偿，给出控制器参数确定方法。采用Matlab/Simulink对含无刷直流电机驱动的飞轮储能系统的风力发电系统进行了仿真研究，结果表明，所设计的控制器可使直流母线电压基本保持额定值，从而提高了飞轮储能系统能量回馈的稳态和动态特性。     

基于全响应功率补偿的电压型PWM整流器直接功率控制

为提高直流环节的动态响应,抑制功率突变时的母线电压波动,本文在建立双PWM变频调速系统能量平衡数学模型的基础上,将无功电流引入功率调节环,采用输出功率直接反馈,首次提出动态和稳态分步补偿的全响应直接功率控制策略,即以功率为控制量,对稳态所需能量进行实时性补偿,对动态所需能量以n个期望控制周期为单位进行阶段性补偿。实验结果表明,改进后的电压型PWM整流器控制策略显著提高了直流环节的动态响应,且有效抑制直流母线电压波动,实现了对双PWM变频系统能量流动的精确控制和协调性能的提升。     

基于ANFIS和减法聚类的动力电池放电峰值功率预测

动力电池的短时峰值功率预测对于实际使用来说至关重要。本文采用基于一阶Sugeno模糊推理系统的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)模型估计放电峰值功率。选取温度、SOC和欧姆内阻为模型输入量，10s脉冲放电峰值功率为输出变量。基于实测和曲线拟合相结合的方法得到训练数据组，采用305组数据组模型进行训练，采用网格生成法和减法聚类法分别生成模糊集合，并采用单一BP神经网络方法和混合训练方法分别进行模型训练。发现采用减法聚类法生成模糊结构，能大幅减少模糊规则的数目，并提高收敛速度，在满足预测准确度的前提下降低了模型的复杂程度；采用混合训练方法进行网络学习能够加强模型的收敛能力并克服单一BP算法的局部最优问题，准确度更高。最后，采用125组数据组模型进行验证，预测误差在10%以内，基于ANFIS的模型能够很好地估计电池的脉冲峰值功率。     

Boost-Flyback单级PFC电路的原边控制策略

针对Boost-Flyback单级功率因数校正(PFC)电路的原边控制技术进行研究。由于Boost-Flyback单级PFC电路中开关管电流同时包含输入电感电流和反激变压器电流,传统反激式变流器的原边控制方法不再适用。本文提出并研究了适合双电感单级PFC拓扑下的两种原边控制策略,即变频控制策略和恒定频率控制策略,并对比两种控制策略的性能。为满足高精度恒流输出,高功率因数值及低谐波分量等多方面指标,本文研究不同控制策略的电路参数优化方法,特别是电感取值的优化。经对比分析,在减小输出电流纹波及提高功率因数方面,变频控制策略比恒定频率控制策略更具优势。最后在一台交流输入180～264V,恒流输出32V/0.7A的样机上对理论分析结果予以验证。     

超低压井堵漏工艺技术研究与应用

针对开绕组永磁复合轮毂(Permanent Magnet Compact In-Wheel, PMCW)电机驱动系统中单开关管开路故障工况,在60°坐标系下,提出了基于双三相四开关逆变器的电压空间矢量调制(SVPWM)重构容错控制策略。该策略采用电压解析模型法进行故障诊断,通过桥臂冗余开关组合在线模拟开关管故障,依据矢量分解准则,在一个调制周期内,一个逆变器钳位于对应三角区域顶点的相同冗余开关状态,另一个逆变器进行电压矢量合成,两个逆变器交替运行在钳位和矢量合成状态,在不增加额外器件的情况下,实现了开绕组PMCW电机驱动系统单开关管开路故障容错运行,并兼顾了双逆变器之间的功率平衡。仿真和实验验证了该容错控制策略能够实现开绕组PMCW电机驱动系统从开关管故障状态到容错运行的平滑、可靠切换。     

基于双次梯度联合改进Criminisi算法去除超声图像中的人工标记并修复图像的可行性

目的 观察基于双次梯度联合改进Criminisi算法去除超声图像中人工标记并修复图像的可行性。方法 选取30幅二维声像图，图中均包含十字、箭头和/或文字标记，以20幅无标记图像作为参考。算法由标记提取模块及图像恢复模块两个部分组成，前者采用双次梯度最大连通面积方法，后者采用改进重加权Criminisi算法；以峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)作为指标评价修复图像的质量。结果 基于双次梯度联合改进Criminisi算法可准确检出超声图像中的人工标记并生成掩模，用于去除标记、恢复图像。相比无标记图像，30幅超声图像提取的标记掩模的平均检测精度和平均错误发现率分别为0.96和0.63,修复图像的平均PSNR及SSIM分别为46.78 dB和0.99。结论 基于双次梯度联合改进Criminisi算法可有效去除超声图像中的人工标记并修复图像。     

一种高精度微量体液密度声传器的实验研究

本文提出了一种用于微量体液密度测量的超声波传感器结构，并对其进行了理论分析和初步实验，结果表明：这种传感器结构与传统的体液密度传感器相比，具有测量精度高、所需试样少，响应快等特点，具有广泛的应用价值。     

精神科减少约束干预的研究进展

<正>澳大利亚循证护理中心JBI(The Joanna Briggs Institute)将身体约束定义为使用任何物理或机械性设备、材料或工具附加在或临近于患者的身体,限制患者的自由活动或使患者不能正常接近自己的身体,患者不能轻易将其移除[1]。身体约束作为安全措施在临床中被普遍用于防止患者干扰治疗,预防跌倒,保持管道位置,症状控制如躁动与谵妄,保护患者免于伤害自己或他人[2]。特     

含虚拟惯性与阻尼控制的变速风电机组综合PSS控制器

大规模风电场接入电网将削弱系统的惯性和阻尼特性,不利于电网安全运行。本文首先分析变速风电机组的传统功率控制,根据虚拟转动惯量与转速调节及电网频率变化的关系,提出适用于变速风电机组的虚拟惯性控制策略,解决高风电渗透率区域电网惯性不足的问题。其次,通过分析所提虚拟惯性控制对系统阻尼特性的影响,发现该控制方法对功率振荡具有抑制作用,实现了惯性控制与阻尼控制在有功环节上的有机结合。为进一步增强风电机组的阻尼能力,提出无功阻尼控制与虚拟惯性控制相结合的综合控制方案,从而完善风电场对系统的支持能力。最后,通过对含变速风电机组区域电网的仿真分析,验证在所提控制方案下风电机组不仅能够快速对电网提供频率支持,并且具备阻尼系统功率振荡的能力。     

模块化输入串联输出串联高压直流组合系统分布式均压控制策略

将多个变换器模块的输入端串联、输出端串联(ISOS)构成的ISOS组合系统十分适用于输入电压和输出电压均较高的应用场合。要保证该组合系统正常工作,就必须保证各模块输入和输出电压分别均压。提出一种新颖的具有高度模块化特征的分布式均压控制策略,通过将各个模块输入电压采样信号叠加到参考电压信号中,使系统输出电压呈现上翘调整特性,从而实现各模块的输入端和输出端均压,同时引入输出电压校正环节,以改善系统输出电压调整率。该控制策略可有效地提高系统模块化水平和可靠性,最后以3台双管正激变换器构成的ISOS组合系统验证了该控制策略的有效性。     

A constrained independent component analysis technique for artery-vein separation of two-photon laser scanning microscopy images of the cerebral microvasculature

Understanding brain hemodynamics as well as the coupling between microvascular hemodynamics and neural activity is important in pathophysiology of cerebral microvasculature. When local increases in neuronal activity occur, the blood volume changes in the surrounding brain vasculature. Dynamic contrast enhanced imaging (DCE) is a powerful technique that quantifies these changes in the blood flow by repeatedly imaging the vasculature over time. Separating artery, vein and capillaries in the images and extracting their intensity-time curves from the DCE image sequence is an important first step in understanding vascular function. A constrained independent component analysis (ICA) technique is developed to analyze the two photon laser scanning microscopy (2PLSM) images of rat brain microvasculature, where a bolus of fluorescent dye is administered to the vascular system as the contrast agent. A priori information inferred from the gamma variate model of cerebral microvasculature is incorporated with the data driven technique in temporal and spatial domains using two constraints. The constraints are: no independent component (IC) is allowed to have negative contribution in forming the images (positivity constraint) and the component curves follow a gamma variate function (model fitting constraint). Experimental and simulation studies are conducted to demonstrate the improved performance of the proposed constrained ICA (CICA) technique over the most commonly used classical ICA algorithm (fast-ICA) in providing physiologically meaningful ICs and its ability to separate the model following factors from other factors are shown. The efficiency of CICA in handling noise is compared to model based techniques. Its capability in providing improved separation between artery, vein and capillaries compared to the other two techniques is also demonstrated.     

Adaptive fuzzy modeling of the hypnotic process in anesthesia

This paper addresses the problem of patient model synthesis in anesthesia. Recent advanced drug infusion mechanisms use a patient model to establish the proper drug dose. However, due to the inherent complexity and variability of the patient dynamics, difficulty obtaining a good model is high. In this paper, a method based on fuzzy logic and genetic algorithms is proposed as an alternative to standard compartmental models. The model uses a Mamdani type fuzzy inference system developed in a two-step procedure. First, an offline model is obtained using information from real patients. Then, an adaptive strategy that uses genetic algorithms is implemented. The validation of the modeling technique was done using real data obtained from real patients in the operating room. Results show that the proposed method based on artificial intelligence appears to be an improved alternative to existing compartmental methodologies.     

杭州市级三级甲等医院护士长护理研究成果应用的现状及阻碍因素分析

目的了解杭州市级三级甲等医院护理研究成果应用的现状及应用的阻碍因素。方法以随机整群抽样方法,采用护理研究成果应用现状调查问卷(自行设计)及中文版Funk量表对杭州4所市级三级甲等医院106名护士长进行调查。结果 97.2%护士长对成果应用持积极肯定态度,但实际将护理研究成果应用到临床护理工作中的并不多,主要阻碍因素为"研究报告/文章以英文出版,难以理解""不明白统计分析"和"研究设计有不足之处"。结论护理研究成果应用现状不理想,采取有效措施提高护理研究成果的利用率是关键。