ISSN 1673-0291 CN 11-5258/U
正则化是图像复原领域为获取理想复原结果,将图像复原的优化模型与约束条件整合为统一的优化目标的重要手段.针对传统正则化复原模型中仅基于单一先验的假设的不足,提出了流形正则化的方法,将图像空间看作一个“弯曲”的图像流形,通过修正绝对高斯曲率和对图像中的不同特征进行标识和分类,然后针对不同特征区域采用不同的先验形式进行正则约束,并针对多种正则化约束的模型设计了基于E-M算法的交叉迭代图像复原方法.实验验证了该方法在去噪和去模糊方面取得了比经典全局单一范数约束方法更好的信噪比.
在私有云发展的过程中也存在一些问题,如虚拟服务器之间的隔离问题,用户操作平台到虚拟服务器之间的访问控制,以及内部攻击等．针对这些问题,提出了一种基于Openflow的私有云虚拟网络结构,将VLAN技术和Openflow相结合,实现了虚拟服务器(组)之间的隔离;使用按需动态安装流(flow)的方法,实现了具有白名单特征的用户操作平台与虚拟服务器之间的访问控制;使用虚拟机克隆的技术,实现了动态响应的弹性安全基础设施来应对内部攻击．通过实验验证:这种虚拟网络结构兼顾了可用性、可靠性和经济性等原则,同时能够起到较好的安全隔离作用．
针对智慧协同网络“三层”、“两域”的结构特点和资源适配层族群行为聚类,利用控制平面与转发平面分离思想,提出了一种族群分布式管理机制．该路由管理机制在资源适配层中层次化的部署族群控制器,对网络路由策略进行层次化的管理,实现了整个网络路由和内容存储管理功能．在Mini-Net平台上对该路由管理机制进行开发和实验,抓包验证了信令交互流程. 结果表明: 该管理机制采用路由策略优化网络结构,降低时延,提高了网络性能．
提出了一种新型的单层4路功率分配器.它具有各端口理想的阻抗匹配和隔离特性及相邻输出端口间90°的相位差.它由3个环形电路组成,这些环形电路均由4段传输线段和1个电阻构成.通过经典的奇偶模分析技术,得到了该模型的闭式计算公式.为了验证该设计的有效性,将其在1 GHz工作频率上进行了两次建模仿真.仿真结果表明:提出的功率分配器可以有效地产生具有90°相位差的4路输出,具有很强的工程实用性和通用性.
谐波电流检测是有源电力滤波器的重要环节,提出了一种单相无锁相环的单次谐波检测方法．分析了检测方法中由低通滤波器引起的检测误差,应用滑动均值滤波器提高了检测精度和响应速度,在单相系统中检测单次谐波电流并将其分解．理论分析和仿真结果表明:该方法具有良好的可靠性和优越性.
城市轨道交通牵引供电系统快速准确的故障定位,对地铁正常运营具有重要意义．在PSCAD／EMTDC中搭建双边供电方式下的仿真模型,考虑集肤效应下的牵引供电系统短路故障,采用MUSIC功率谱的方法提取双端故障行波的固有频率中的主频率进行测距．经仿真验证：本文方法解决了集肤效应对故障测距精度的影响问题,与基于稳态分量的阻抗分析法或行波法等测距方法相比,该方法不受波速与线路参数测量误差的影响,提高了现有方法的测距精度,具有一定的应用前景.
铁路专用线接触网接地和负荷电流超载,都将影响干线铁路安全供电．在干线接触网与专用线接触网的“T”接处设置开关站,不仅可以快速切除专用线故障,而且可以限制负荷电流超载．在供电和用电双方都能够接受的前提下,提出了先警告,后惩罚性断电的控制策略．应用神经网络BP算法给定样本信号,通过神经网络的学习和训练,每次对神经网络的权值修正量为0.1％,控制检测信号输出与样本之间差值的平方和小于5％,就能够比较准确和快速地判断专用线接触网负荷电流是否超载．按照BP算法编制的计算机诊断程序,在实际开关站中进行应用,效果良好,实现了专用线接触网供电的智能控制管理.
通过分析三断口锚段关节式电分相技术特征,研究绝缘锚段关节中接触网空间结构布置,建立了动车组自动过分相暂态模型,经与实际测量结果对比分析,证明了车网耦合感应电压计算方法的准确性．研究结果表明:列车行进状态影响空间分布电容,使得三断口分相两中性区具有明显电势差．
为了解决我国铁路建筑信息化存在的一些问题,开发了一款铁路工地拌和站生产信息采集终端软件,它可用于实时采集并传输拌和站生产信息．此软件采用数据库访问中间件、无线传输单元和数据加密等多种技术手段,具有兼容性强、格式统一和适用范围广等优点．此软件已经在多条铁路线的工程建设管理中应用,实现了铁路拌和站生产信息的实时和准确的采集.
由于MMC主控系统通信任务繁重、算法复杂,并且考虑到扩展性,通常采用一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的主控系统架构．为了研究DSP与FPGA产生的PWM脉冲对控制效果的影响，分析了MMC的基本结构和数学模型,在分析CPS-SPWM在MMC中应用特点的基础上,设计了两种PWM控制脉冲产生方案,并进行了仿真验证和实验对比．仿真结果表明:两种方案产生PWM控制脉冲的一致性;实验结果表明:两种方案在硬件中产生的实际PWM脉冲分配规律相同,但脉宽存在差异,从而导致控制效果不同．实验结论为工程设计提供了参考依据．
为了解决级联整流器的输出电压均压问题,改进了一种基于比例积分 (Proportional Integral, PI) 控制器的直流电压均衡方法,并将其应用于单相二极管箝位三电平级联整流器中．以三模块级联整流器为例,利用Matlab／Simulink进行了系统仿真,同时搭建了一套小功率实验平台并且实现了实验验证．仿真和实验结果表明:在采用改进的直流电压均衡控制算法下,可以有效地实现直流侧电压稳定,而且经改进的直流电压均衡控制算法更加简单,方便向更多级联模块扩展．
为了弥补原有AVM在仿真直流故障及换流器闭锁等方面精度不足的问题,研究了模块化多电平换流器(MMC)的平均值模型(AVM),在电压源换流器高压直流输电(VSC-HVDC)电网中的适用性．本文从MMC换流器拓扑的角度出发,提出了改进的AVM,采用MMC的电磁暂态(EMT)详细模型搭建的4端MMC型直流网络为基准,对比发现AVM有效的前提是MMC精确模型中的电容值足够大,以使得MMC中每个子模块(SM)的电容电压近似恒定．仿真证明：本文所提改进平均值模型能够精确仿真直流故障时换流器闭锁等工况,对MMC建模有着重要的工程指导意义．
在换流器控制中,直接电压前馈被广泛用来抑制电网电压畸变．但系统中的延时环节导致前馈电压和实际电压并不同相,严重影响了电压畸变抑制效果．为了减小延时环节对直接电压前馈性能造成的影响,提高抑制电网电压畸变的能力,提出了基于网压预测的前馈控制方法．利用上一周波的电压采样值来预测PWM装载时刻的实际电压值,保证了前馈电压和实际电网电压较好的同相性．仿真和实验结果表明:采用预测电压进行前馈控制，将3、5、7、11次谐波电压抑制能力由94%、84%、72%、42%提高到99%、97%、94%和85%，提高了电网电压畸变时换流器的输出电流质量.
齿轮故障诊断一般采用振动信号进行故障特征提取,但振动诊断法不便于安装传感器,易受环境和噪声影响．电机本身具有传感器的特性,定子相电流等信号能够反映负载转矩的变化．因此,针对由电机驱动的齿轮传动系统,提出了一种基于电机定子相电流分析的齿轮无损故障诊断方法．推导了电机定子电流如何反应负载转矩的特性,并分析了齿轮正常与故障状态下定子电流的频谱特征,发现可通过观察边频带的出现来判断齿轮发生局部式故障．通过Matlab对故障诊断原理进行了仿真验证,在实验平台上结合频谱分析成功检测出了齿轮断齿故障．
异步电机间接矢量控制方案中,转子磁场定向的准确性受电机转子电阻变化的影响．为此本文提出了一种新型的转子电阻在线校正算法．该方法由电机稳态模型获得转子磁链q轴分量,基于该q轴分量设计补偿器在线调整转子电阻,实现转子磁场的定向,给出了其理论分析和实现算法．讨论了低速区段定子电阻、逆变器死区时间和数字控制延时对算法的影响给出了补偿方案．仿真和实验结果证明:该校正算法简单、有效,易于在线实现．
针对电磁干扰(EMI)滤波器在噪声源、负载阻抗失配情况下的工作性能受较大影响的问题,提出了一种带有阻抗失配网络的EMI滤波器设计方法,利用合适的阻抗网络来减弱或消除不利影响．通过选取合适的失配网络参数使得噪声源与滤波器的输入阻抗和负载阻抗与滤波器的输出阻抗均满足一定的比例关系,且利用不同阻抗比例关系产生不同的反射损耗这一特性对滤波器端口阻抗失配网络进行设计,使得滤波器在原有插入损耗的基础上增加其反射损耗,达到改善滤波器工作性能的目的．
E类逆变电路作为磁谐振无线输电系统的高频功率电源,其效率是评价系统性能的重要指标．以基于E类逆变的磁谐振无线输电系统为研究对象,在分析E类逆变电路理想工作条件的基础上,采用SIMetrix／SIMPLIS仿真可知当系统接收线圈回路处于谐振状态且负载电阻接近于最优值时,系统整体效率高达95％;而当系统接收线圈回路失谐时对于最优负载电阻,仍能容许回路阻抗角在-30°～40°内变化取得90％以上的效率．基于以上结果,提出一种DC／DC变换器作为接收整流侧后端阻抗变换网络的改进方案,调整反射电阻跟随最优负载电阻,实现E类逆变电路零电压开通使得磁谐振无线输电系统保持90％以上的整体效率,并在E类逆变电路中增加空载断电环节改进系统空载损耗较大的不足．
为了抑制模块化多电平换流器(MMC)的相间环流,提出一种基于模型预测(MPC)方法的环流抑制策略．该方法在传统系统控制的基础上,结合最近电平逼近调制,通过检测环流方向,利用模型预测实现模块数的实时更新,从而达到定量抑制二倍频环流的目的．和传统环流抑制策略相比,该方法不必考虑环流频率特性,同时省去了复杂的参数设计,实现简单,更适用于MMC模块数较多的工程实际情况．在PSCAD中对上述控制策略进行了仿真验证,结果表明:所提策略可以定量抑制MMC相间环流,从而有效减少桥臂电流畸变和子模块电压波动.
电力电子变换器在能量转换和传输中的广泛应用使其可靠性问题越来越受到人们的关注．本文从器件级和系统级角度总结了可靠性定量评估模型的建立方法,对比了各种建模方法的优缺点．分析了先天可靠性提高方法和后天可靠性提高方法提高系统可靠性的机理,实现了可靠性提高方法的分类．最后讨论了电力电子变换器可靠性研究存在的问题及未来发展方向．
