主办单位：中国电源学会、中国电源学会科技竞赛工作委员会
承办单位：山东大学
冠名合作伙伴：台达电子企业管理（上海）有限公司
联合合作伙伴：德州仪器半导体技术(上海)有限公司
测试合作伙伴：上海远宽能源科技有限公司

◆ 竞赛题目：基于人工智能的电力电子控制系统

人工智能（AI）与电力电子控制的融合，是推动功率变换技术向智能化、自适应化发展的关键前沿。这一交叉领域的探索最早可追溯至20世纪80-90年代，当时的研究者已开始尝试应用神经网络等算法生成控制信号。历经数十载发展，随着当前AI技术（特别是在深度学习、强化学习等方面）的突破性进展，以及电力电子器件与拓扑结构的不断成熟，两者深度融合的机遇空前广阔。AI技术不仅为电力电子系统带来了性能优化的新工具，更可能催生控制范式的革新，例如实现更精确的状态观测、更优的实时参数整定、更智能的保护机制，乃至探索新型的直接智能控制架构。

本赛题旨在鼓励参赛者深入探索AI与电力电子控制的深度融合，聚焦创新性与实用性。参赛者需选择一种或多种前沿AI算法，与特定的电力电子变流器拓扑（如各类双向AC-DC变流器、隔离及非隔离DC-DC变换器等）及其应用场景相结合，进行创新设计。核心任务在于开发能够显著提升系统性能、增强场景适应性、或实现新功能的新型控制解决方案。

◆ 参赛设计技术要求

1. 将AI技术应用于电力电子变换器控制的所有或部分环节。应用场景、拓扑结构、功率等级与电压范围自选。鼓励面向新能源与储能并网场景的T-NPC变流器、服务器电源场景的交错并联Buck开展优化设计。控制性能应当体现AI介入控制所带来的独特优势, 算法应当具有可迁移性，不能局限于单一工况的优化。
2. AI介入的控制环节可以包括但不限于：变换器开关序列优化，调制策略改进，状态观测，参数调整，控制架构优化，误差追踪，系统故障预警等。AI介入后的效果应当能够通过变流器整体测试体现在具体指标的提升，如效率，EMC性能，动静态指标。
3. 交付物是一套AI控制系统，包括实时控制算法和控制硬件电路两部分。算法必须能够完全或部分部署在德州仪器TMS320F28P55x平台，并具备与半实物仿真平台或实验平台的接口，以便在实时运行状态下验证控制性能。算法须充分利用F28P55X的NPU计算能力。
4. 控制系统须控制半实物仿真或实验平台。赛道组委会提供远宽MT6020实时仿真器（20kHz以下开关频率可以使用任意拓扑结构，更高开关频率请咨询赛道秘书处）用于比赛测试，也可自备半实物仿真平台。鼓励直接使用硬件电路验证控制效果，如使用硬件电路，则无须支持半实物仿真验证。
5. 参赛项目的代码最终须开源，以促进电力电子设计社区的技术交流和合作，推动电力电子AI控制方向的发展。

◆ 选题参考

AI技术与任意变换器的控制结合均可，包括但不限于以下方向：
1. AI技术实现传统控制难以达到的控制性能：例如，利用神经网络控制实现脉冲型负荷的快速补偿，达到前所未有的响应速度并保持极低的超调。
2. AI技术应对传统控制难以应对的工况：例如，利用人工智能技术实现对电网阻抗，频率，电压的异常风险检测，并针对性调整控制策略。
3. AI技术协同传统控制策略难以兼顾的控制目标：例如，基于变流器电热耦合模型，在能效，可靠性，输出质量等多个目标实现协同优化。
4. AI技术实现在线学习与自我优化：例如根据历史运行中的扰动进行自我优化，实现扰动抑制能力的持续提升。
5. AI技术实现变换器控制对产品序列自动适配：例如，针对一类拓扑实现控制一键部署，适配全产品序列的功率和电压等级，运行的动静态指标不发生显著劣化。
6. 其他：放飞想象，探索一切你认为AI控制具备优势的领域，但指标需要可评测可对比。

◆ 测试要求

1. 算法的基础功能测试：是否满足所用变换器拓扑和所面向应用的基本要求，比如对电压，电流，功率等变量的控制能力。变换器应当工作在合理的工作条件下，比如应当具有合理的开关频率范围，电容电感参数，开关电压电流应力。
2. 智能控制性能测试：对比传统控制策略，尤其是不依赖AI的先进控制算法（如Deadbeat, MPC等），是否具备更加突出的性能，功能，是否具备工况迁移能力，是否解决了传统控制无法解决或者解决不好的问题。注意: 不认可模糊控制、遗传算法等为AI算法。
3. AI介入程度及创新性评价：由评审专家进行多维度评价，如应用的AI技术是否合理，方案是否具有创新性，优势是否具备说服力，AI在控制环路中的占比，是否可以合理解释AI对性能提升的具体作用原理。
4. 算力需求，部署的快速性和方案合理性评价: 是否用尽可能少的资源达到了预期的效果；部署和移植是否便捷快速；如果采用了多平台协同，是否有必要，是否充分发挥了实时控制器的潜力。
5. 代码完整性和方案清晰性评价：代码是否有可读性、可维护性和可扩展性，以便于开源后其他开发者理解和二次贡献。同时，代码应包含详细的注释和文档，绘制控制框图，指明控制信号，采样信号与变换器电路的对应关系，说明各部分功能和原理，以促进开源社区的交流和合作。