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![arxiv：2204.13223v1 [physics.ins-det] 2022年4月27日](/simg/g:\will\search\icon\source\9\9b18cb96532bbca33e259aff2627054513323c59.webp)
arxiv：2204.13223v1 [physics.ins-det] 2022年4月27日
摘要 - 传统独立的电力，水和加热网络正在变得越来越紧密，这激发了其关节最佳能源计划以提高集成能量系统的整体效率。然而，这种关节优化被称为具有非线性和非凸的电力，液压和热模型的复杂网络约束和耦合的具有挑战性的问题。我们制定了最佳的功率 - 水流量（OPWHF）问题，并开发出一种计算上有效的启发式方法来解决它。所提出的启发式将OPWHF分解为子问题，通过凸松弛和凸凹方法迭代解决。仿真结果验证了所提出的框架可以改善集成系统的运营灵活性和社会福利，其中水和加热网络作为虚拟能源存储对时变能源价格和太阳能光伏发电的响应。此外，我们执行灵敏分析以比较两种加热网络控制模式：按流量和温度比较。我们的结果表明，后者对于具有更大的管道参数空间的加热网络更有效。
使用基于估计的非线性控制律对无人机进行 3-D 目标跟踪
摘要：本文介绍了一种基于估计的反步控制律设计，用于无人驾驶飞行器 (UAV) 跟踪 3-D 空间中的移动目标。地面传感器或机载导引头天线为追踪无人机提供距离、方位角和仰角测量，追踪无人机实施扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 来估计目标的完整状态。然后，非线性控制器利用该估计的目标状态和追踪者的状态为追踪无人机提供速度、飞行路径和航向/航向角命令。针对三种情况评估与测量不确定性有关的追踪性能：(1) 平稳白噪声；(2) 平稳有色噪声和 (3) 非平稳（距离相关）白噪声。此外，为了提高跟踪性能，通过考虑测量中与范围相关的不确定性，使测量模型更加真实，即当追逐者接近目标时，EKF 中的测量不确定性会降低，从而为无人机提供更准确的控制命令。这些情况的仿真结果显示了目标状态估计和轨迹跟踪性能。
考虑网络重构的城市电网储能系统多阶段双层规划模型
可再生能源 (RES) 的大规模接入和负荷的快速发展导致城市电网 (UPG) 频繁出现输电拥塞。输电系统运营商通常执行高压配电网 (HVDN) 重构以缓解输电拥塞。然而，由于负荷和可再生能源变化很快，HVDN 重构可能会频繁进行。这可能会造成严重的安全问题。储能系统 (ESS) 为缓解输电拥塞提供了一种有效的方法。如果储能系统安装和操作得当，只需进行少量的 HVDN 重构即可缓解 UPG 的输电拥塞。因此，本研究提出了一个用于储能系统优化配置的多阶段双层规划模型。上层模型旨在最大化 HVDN 的年综合收益，下层模型则侧重于最小化运营成本。在实际测试系统上进行的仿真结果验证了所提出的方法在缓解传输拥塞的同时具有降低投资和运营成本的巨大潜力。
通过中继和汇总集体感知消息，增强对智能运输系统的脆弱道路用户意识
摘要：集体感知服务（CPS）允许连接的车辆通过与其他车辆和基础设施共享有关对象的动态状态的信息来获得其环境的更全面的了解。通过车载传感器检测到的对象通过车辆到车辆（V2V）或车辆对基础设施（V2I）通信共享。但是，V2V通信的范围有限，可以部署路侧单元（RSU）以增强范围并减轻V2V信号传播的负面影响。我们通过RSU增强了车辆网络，以汇总和向前的集体感知消息（CPM）从相邻车辆中收到的，从而改善了整体环境感知和易受伤害的道路使用者（VRUS）的对。根据ETSI ITS-G5标准，我们的仿真结果证明了CPS在城市交叉点方案中的有效性，显示了其他V2I通信和RSU对VRUS车辆感知的部署的积极影响。添加RSU会导致VRU感知的显着改善，而网络通道上的数据包丢失则适度增加。
适用于单脉冲雷达和生物医学传感器应用的集成混合耦合器
180 度混合耦合器设计为在 5 至 10 GHz 频率范围内小型化，求和端口相移为 0 度，差分端口相移为 180 度。小型化可以最大限度地降低功耗，而无源元件可以解决微带线基板材料复杂的可达性问题！将在 Cadence 中选择和设计电感器的金属层，并确定金属的磁导率和介电常数。设计过程从先进设计系统 (ADS) 中的环形混合耦合器微带线开始，到集总无源元件，再到 Cadence 中的有源 65nm CMOS 实现。仿真结果显示，通过中心抽头电感的材料在 EMX 仿真后产生了寄生电感，使感兴趣的频率带宽向左移动 1GHz。无源电路的正向增益为-10dB，回波损耗约为-6dB。已进行文献研究以缩小混合耦合器的体积并分析其性能参数。最终结果表明，仅使用了四个无源元件，覆盖了感兴趣的频带5GHz。
增强弹性的动态配电系统恢复策略：预印本
摘要 — 在电力配电系统中，分布式能源 (DER) 可充当可控电源，并支持公用事业运营商在极端天气事件（如飓风、地震、野火）后最大限度地减少停电，从而有助于增强电网的恢复能力。同时，极端事件的影响和 DER 的能力是动态的，难以预测。因此，所需的配电系统恢复策略应该能够根据实时故障/扰动信息和 DER 的可用性进行发展。在本文中，我们提出了一种新的动态配电系统恢复策略，以增强系统对潜在危险的恢复能力。开发了一种有效的重构算法来消除整数变量的使用，从而减轻计算负担。实施模型预测控制以根据更新的故障信息和 DER 预测来调整系统拓扑和 DER 操作设定值。通过IEEE 123节点测试系统验证了所提出的恢复模型在增强配电系统弹性方面的有效性。仿真结果还验证了所提出的恢复模型可以缓解意外事件的发生和DER的波动。
太阳能BLDC电机的设计和分析
摘要 - 对可持续和节能运输的需求不断提高，促使对由可再生能源提供支持的混合动力汽车（HEV）的研究。本研究研究了由无刷直流电机（BLDC）电动机驱动的太阳能混合动力汽车（HEV）的设计和性能分析。通过光伏（PV）面板收获的太阳能通过基于增量电导的最大功率点跟踪（MPPT）算法进行优化，以确保在动态环境条件下有效的能量转换。DC-DC加速转换器调节并将可变电压从PV面板提高到混合储能系统的可用水平，包括太阳能和电池。使用高级调制技术分析了以高效率，低维护和稳健性能而闻名的BLDC电动机，以进行速度和扭矩控制。仿真结果验证了系统的效率和可靠性，突出了其提供环保和具有成本效益的运输解决方案的潜力。索引项 - 混合电动汽车，MPPT，BLDC，DC-DC转换器，MATLAB
增量反步法实现稳健非线性飞行控制
摘要 本文提出了一种稳健的非线性飞行控制策略，该策略基于增量控制行为和反步设计方法相结合的结果，适用于由严格反馈（级联）非线性系统描述的飞行器。该方法称为增量反步，使用执行器状态和加速度估计的反馈来设计控制行为的增量。与反步相结合，所提出的方法可以逐步稳定或跟踪非线性系统的外环控制变量，同时考虑较大的模型和参数不确定性以及外部扰动和气动建模误差等不良因素。这一结果大大降低了对建模飞机系统的依赖，克服了传统的基于模型的飞行控制策略的主要稳健性缺陷。这种建议的方法意味着在动态模型的准确知识和飞行器传感器和执行器的准确知识之间进行权衡，这使得它比基于识别或模型的自适应控制架构更适合实际应用。针对一个简单的飞行控制示例，仿真结果验证了所提出的控制器在气动不确定性条件下相对于标准反步方法的跟踪能力和卓越的鲁棒性。
开发一种教育工具，以模拟量子密钥分配系统
量子密钥分布（QKD）是使用量子系统在两个方之间安全地传达共享加密密钥的想法。与经典的加密方法相反，QKD利用基本量子属性（例如叠加和纠缠）来以保证安全性来编码信息。大多数QKD系统基于在光纤中发送光子，其中光子的极性是用于编码信息的量子属性。用来这样做的不同算法称为QKD协议。本论文旨在使用四个常见的QKD协议来构建一个教育工具，以模拟简单的QKD系统，在此过程中，用户可以在其中改变系统参数并研究其对结果的影响。此外，目的是能够产生足够准确的模拟结果，以提供对真实实验设置的执行方式的第一个近似值。该程序是使用Qiskit库在Python构建的，所有所需的功能均在图形接口中实现。对于实施的协议之一（BB84），将仿真结果与三个QKD实验的实验数据进行了比较，这表明该程序能够产生实际实验设置的有用的首先近似。通过允许模拟更复杂的系统，可以进一步改进程序。
自动配网中波动性储能系统混合配置优化策略
摘要：本研究旨在解决有源配电网（ADN）不稳定能源接入问题，包括频率调节困难、ADN 电压偏差增大、运行安全性和稳定性下降等。本研究建立了一个两阶段主要化配置模型来识别和理解波动性能源如何影响混合储能系统（HESS）。利用风能、太阳能和负荷的日预报数据来检查带有铅酸电池和超级电容器（SC）的 ADN 和 HESS。在这个规划阶段，综合成本、网络损耗和节点电压偏差被视为多目标优化模型中的最优目标，而改进的多目标优化粒子群方法用于求解容量配置的初始值。在运行阶段，以风电输出功率波动、HESS频率偏差等优化目标求解SC配置能力修正值，并利用加入混沌机制的量子粒子群算法对ADN中不同类型机组的输出进行进一步优化，基于案例33个节点实例进行仿真研究，确定最佳配置结果，仿真结果验证了模型的可行性。