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电路与系统

电路与系统
1)建立了现代数字信号处理理论应用于通信对抗的新的研究方向。通过承担“十五”国防“863”天基对抗项目(名称保密)和“十五”通信调制识别国防预研项目(名称保密),组成了一支结构合理的研究队伍,搭建了研究平台,“十五”期间的研究成果获得验收专家和主管部门的认可和好评,使该团队迈入了国防科研的大门,得到了“十一五”国防科研计划继续支持。“十五”期间在该方向上培养的博士生有5名(汪芙平、王航、唱亮、李鹏、许军),硕士生有6名(董论、李焱、王蕾、马会领、谢微、徐健飞)。

“十五”期间部分具有代表性的理论成果有:
[1] 汪芙平,郭静波,王赞基,萧达川,李茂堂.强混沌干扰中的谐波信号提取.物理学报,2001.06,50(6):1019-1023。(SCI: 438CT)
[2] 汪芙平,王赞基,郭静波.混沌背景下信号的盲分离.物理学报,2002.03,51(3):474-481。(SCI: 531DD)
[3] Wang Fuping, Wang Zanji, Guo Jingbo. Extracting Weak Harmonic Signal from Strong Chaotic Interference. Circuits Systems and Signal Processing, Jul.-Aug. 2002, 21(4):427-448 (SCI: 588RE, EI: 02457186382)
[4] 汪芙平,王赞基,郭静波.一种基于数字信道的连续混沌通信系统.电子学报,2003.01,31(1):127-130。
[5] 汪芙平,王赞基,郭静波.Mackey-Grass系统的间歇驱动同步实现混沌通信.清华大学学报(自然科学版),2003.03,43(3):296-300。(EI: 03347606079)
[6] 董论,于歆杰,郭静波,汪芙平,王赞基.基于DSP与DDS的混沌信号源的设计与实现.清华大学学报(自然科学版),2004.07,44(7): 873-875, 879。(EI: 04448438517)
2)配电网电力线载波通信研究方向在信道动态带宽优化方面取得重要进展,奠定了在国内该研究领域的领先地位。通过承担国家自然科学基金项目“配电网高速数据传输信道动态带宽优化理论(50177016)”,提出了低压配电网信道的平稳信道模型、信道的均衡策略、动态带宽和动态频谱分配的系列算法,并将多用户通信理论引入电力载波通信,使电力线通信拓展为电力网多用户通信。该研究成果得到专家认可并获得国家自然科学基金进一步支持(50577033电力网多用户通信动态资源管理,2006-2008)。“十五”期间在该方向上培养的博士生有1名(赵宇明),硕士生有6名(王乔晨、李刚、吕海峰、唐博进、徐毅、郝林)。
“十五”期间代表性成果有:
[1] Guo Jingbo, Wang Zanji, Lv Haifeng, Zhao Yuming, Wang Qiaochen. Transmission Characteristics of Low-Voltage Distribution Networks in China and its Model. IEEE Trans. on Power Delivery, April 2005, 20(2):1341-11348 (SCI:912RC, EI: 05199087050)
[2] 王乔晨,郭静波,王赞基.低压配电网电力线高频噪声的测量与分析.电力系统自动化,2002.01,26(1):18-21。(EI: 02407123152)
[3] 丁凯,郭静波,王赞基.中低压变压器高频信号传输技术.电力系统自动化,2002.02,26(3):32-35,72。(EI: 02397109929)
[4] 郭静波,王赞基.配电网信道特性与自动抄表系统的设计.电测与仪表,2002.10,39(442):47-49。
[5] 吕海峰,王赞基,郭静波.电力线正交频分复用通信的实时信道估计.电力系统自动化,2003.05,27(9):29-31,36。(EI: 03337594629)
[6] 赵宇明,王赞基,郭静波.配电网电力线高频阻抗特性分析.清华大学学报(自然科学版),2004.07,44(7): 901-904。(EI: 04448438524)
[7] 郭静波,J.M.Cioffi, 配电网多用户通信中的动态频谱管理,中国电机工程学报,2004,24(11): 8-11. (EI:05028785706)
[8] 赵宇明,郭静波,王赞基.一种改进的电力线正交频分复用信道估计的最小平方算法.电网技术,2005.04,29(8): 25-29。(EI: 05229124136)
[9] 赵宇明,王赞基,郭静波,于歆杰.一种应用于配电网电力线通信的快速比特分配算法.电网技术,2005.11,29(21): 67-71(EI:05509544736)
[10] 唐博进,郭静波.平稳信道的非迭代比特分配算法及在电力线正交频分通信中的应用.中国电机工程学报,2005,25(24):8~13 (EI: 06119760867)
[11] 中国发明专利:郭静波、王赞基,低压配电网三相电力线扩频通信收发装置,专利授权公告日:2003年8月13日,专利号:ZL 00 1 35865.0
[12] 中国发明专利:郭静波、王赞基、吕海峰、李刚、赵宇明、王乔晨,低压配电网扩频通信网络系统及其通信方法,专利授权公告日:2005年6月1日,专利号:ZL 02 1 17085.1
3)电磁过程建模与仿真研究方向取得重要进展。在长期从事变压器波过程研究的基础上,“十五”期间,本学科点通过与电力系统、电机学科的教师组成交叉学科联合研究所,深入开展发电机、变压器内部故障的分析和继电保护的研究。在教育部博士点科学基金和南瑞保护、许继集团、三峡总公司等工业部门的支持下,深入开展了电力变压器内部故障特征及继电保护新原理的研究,在变压器内部故障机理以及利用磁通特性的继电保护方案研究方面取得突破进展。研究成果已用于三峡电站、拉西瓦电站机组继电保护的论证中,主要学术成果分别在《中国电机工程学报》、《电力系统自动化》上发表并已写入中国电力出版社2006年出版的专著《大型发电机变压器内部故障分析与继电保护》中。同时,在电力变压器特快速暂态和核爆防护的研究方面也开展了深入的具有开拓性的研究工作。“十五”期间在此研究方向上培养的博士生有3名(唐起超、杨钰、谢彦召)。
“十五”期间代表性成果有:
[1] Li Dongxia, Wang Zanji, Liu Xiucheng, Modeling and Simulation of Magnetizing Irush Current of Large Power Transformers, Proceedings of the Fifth International Conference on Electrical Machines and Systems, August 18-20, 2001, Shenyang, China, pp.440-447 (ISTP: BV28B)
[2] 李富强,刘秀成,李东霞,唐起超,王赞基.基于虚拟磁通与差动电流特性识别变压器励磁涌流.电力系统自动化,2004.12,28(23): 45-349。(EI: 05058821999)
[3] 唐起超,王赞基,王维俭.多绕组电力变压器内部短路稳态分析:(一)建模与仿真.电力系统自动化 (已接受于2006发表第10期上)(EI源刊)
[4] 唐起超,王赞基,王维俭.多绕组电力变压器内部短路稳态分析:(二)实验验证与差动保护灵敏度分析.电力系统自动化 (已接受于2006发表在第11期上)(EI源刊)
[5] 王赞基,唐起超,刘秀成.电力变压器内部短路故障对短路电抗的影响.中国电机工程学报(已接受于2006发表在第11期上)(EI源刊)
[6] 谢彦召,王赞基,王群书,周辉,孙蓓云.高空核爆电磁脉冲波形标准及特征分析.强激光与粒子束,2003.08,15(8):781-787。(EI 03457718747)
[7] 谢彦召,王赞基,王群书,孙蓓云,郭晓强,赵宇明.基于频域幅度谱数据重建电磁脉冲时域波形.强激光与粒子束,2004.03,16(3):320-324.(EI: 04298271414)
[8] 谢彦召,王赞基,王群书.地面附近架高线缆HEMP响应计算的Agrawal和Taylor模型比较.强激光与粒子束,2005, 17(4): 575-580.(EI: 05259171540)
4)智能控制与仿真研究在学科交叉合作中得到发展。通过与智能技术与系统国家重点实验室合作承担军口“863”月球探测机器人关键技术研究项目,在轮式移动机器人的建模、仿真和运动控制方面取得了有重要意义的研究成果;通过承担“施釉机器人及其配套装置研制”项目,在机器人仿真、离线编程及施釉过程的自动化方面取得了实用性的研究成果。在多峰函数优化、聚类方法、自适应共享遗传算法等及其工程应用进行了深入的研究,对丰富和发展智能优化方法起到重要作用。“十五”期间在该方向上培养的硕士生有7名(晋志普、徐嬿琳、汪广军、李平、王海峰、刘鑫、罗圆)。
“十五”期间代表性成果有:
[1] Yanlin Xu, Wenjuan Lu, and Jihong Zhu. The Study of Lunar Rover at Tsinghua University, Proceedings of 2001 International Workshop on Bio-Robotics & Tele-operation, Beijing China, May 2001, 297-304 (EI 03137413743)
[2] Wang Guangjun, Lian Guangyu, Lu Wenjuan. A Multi-telerobot System for Remote Collaboration, Proceedings of 2001 International Workshop on Bio-Robotics & Tele-operation, Beijing China, May 2001. 220-224   (EI 03137413729)
[3] Ping Li, Huabin Tang, and Wenjuan Lu. An Implementation on the WWW-Based Tele-operation, Proceedings of 2001 International Workshop on Bio-Robotics & Tele-operation, Beijing China, May 2001, 233-238 (EI 03137413731)
[4] 晋志普,陆文娟. 用无人机GPS系统对雷达进行精度评定的方法, 清华大学学报, 2001, 41(9): 40-43 (EI 02116885805)
[5] Ping Li, Wenjuan Lu. Implementation of an event-based Internet robot tele-operation system, Proceedings of the 4th Word Congress on Intelligent Control and Automation, June 10-14,2002, Shanghai P.R. China (EI 03047337525)
[6] 徐燕琳,陆文娟. 六主动轮移动机器人的建模及路径跟踪,清华大学学报, 2003, 43(3):385-388 (EI 03347606102)
[7] 汪广军,陆文娟. 机器人喷釉系统,机器人,2003,25(4):318-321 (EI03347606673)
[8] Wang Haifeng, Lu wenjuan. Locating Ceramics System Based on Computer Vision, Proceedings of the 2004 IEEE Conference on Robotics, Automation and Mechatronics, Singapore, 1-3 December, 2004 (EI 05159039090)
[9] Ping Li, Wenjuan Lu, Haifeng Wang. The Characteristics of the Transmission Delay via Internet and Analysis of the Real-Time Protocol Design, The IEEE International Conference on Networking, Sensing and Control, Tucson Arizona USA, March 19-22 2005, 1005-1008(EI06259953264)
[10] Yu Xinjie. A novel clustering fitness sharing genetic algorithm. Lecture Notes in Computer Science 3611: Advances in Natural Computation. 2005 (SCI: BDA23)
[11] Yu Xinjie. Fitness sharing genetic algorithms with self-adaptive annealing peaks radii control method. Lecture Notes in Computer Science 3611: Advances in Natural Computation. 2005 (SCI: BDA23)
5)混沌控制研究取得可喜进展。“十五”期间在留学回国人员科研启动基金(电机传动系统混沌化的研究)和国家自然科学基金(50177015应用混沌理论控制开关磁阻电机传动系统的研究,2002.1-2004.12)的资助下,着重针对直流电机、异步电机和开关磁阻电机传动系统的混沌运动进行研究并应用于液体搅拌。建立了系统的混沌数学模型,由此确定和描述混沌运动特性以及出现混沌的系统参数域。对直流电机传动系统,构建了具有迭代解析表达式的混沌模型;对于复杂的开关磁阻电机传动系统,分别对于近似线性和非线性的磁链模型以及不同的PWM控制方式,构建简约混沌模型;发现了应用开关磁组电机的某些混沌运动可以抑制转矩脉振,减弱系统的电磁干扰和机械噪声。建立了引入延时反馈控制后的混沌数学模型,实现直流电机的混沌控制。采用延时反馈控制将稳定的规则运动诱导为混沌运动,实现电机传动系统的混沌反控制。将混沌运动的电机传动系统应用于液体搅拌,提高了搅拌效率,节省了能源。“十五”期间在该方向上培养的硕士生有5名(朱海磊、黄俊峰、李俊、袁佛玉、郭鲁肃)。
“十五”期间代表性成果有:
[1] Chen J.H., Chau K.T., et. al. Subharmonics and chaos in switched reluctance motor drives, IEEE Transactions on Energy Conversion, Mar 2002, 17(1):73-78. (SCI: 524CD; EI:02186933210)
[2] Chau K.T., Chen J.H. Modeling, analysis, and experimentation of chaos in a switched reluctance drive system, IEEE Transactions on Circuits and Systems-I: Fundamental Theory and Applications, May 2003, 50(5):712-716. (SCI: 688CA; EI:03287534249)
[3] Chau K.T., Chen J.H. Analysis of chaotic behavior in switched reluctance motors using current hysteresis regulation, Electric Power Components and Systems, Jun 2002, 30(6):607-624 (SCI: 428AD; EI:02246978335)
[4] 朱海磊,陈基和,王赞基.利用延迟反馈进行异步电动机混沌反控制.中国电机工程学报,2004.12,24(12): 156-159。(EI: 05058821941)
[5] Huang* J.F., Chen J.H., Chau K.T. Chaoization of switched reluctance motor drives, Conference Record of the ICEMS 2005, IEEE 8th International Conference on Electrical Machines and Systems, Sept 27-29 2005, Vol. 1, pp 504-508.

[6] Chau K.T., Ye Shuang, Gao Yuan, Chen J.H., Application of chaotic-motion motors to industrial mixing processes, Conference Record of the 2004 IEEE Industry Applications Conference; 39th IAS Annual Meeting, Oct 3-7, 2004, v 3, p 1874-1880. (EI:05018771930)