直线型倾转多旋翼植保无人机建模与控制

针对直线型倾转多旋翼植保无人机模型耦合复杂、作业时易受施药执行器干扰等问题,提出了一种模型补偿-线性自抗扰控制算法。首先建立无人机运动学和动力学模型,并分析作业时离心喷头产生的力矩作用影响;然后将作业模型中的固定部分作为已知扰动,引入模型补偿-扩张状态观测器估计内外未知总扰动并动态补偿控制系统,完成位姿控制器设计。仿真结果表明,所提出的算法在作业场景下偏航角度误差小于0.2°,恢复时间小于0.55 s,相比于PID算法和线性自抗扰算法最大角度偏差分别降低3.4°和0.9°,恢复时间减少3.1和0.99 s,具有较强的鲁棒性。飞行实验表明,该无人机可以很好地跟踪植保作业轨迹,最大位置稳态误差小于15 cm,满足植保作业需求。

机力通风冷却塔风机自寻优群控方法研究

机力通风冷却塔以占地面积小的显著优点,在中小型基建工程中得到广泛应用。为提升中小型基建工程外冷系统的节能性和可靠性、改进传统多风机控制方法,创新性地提出了一种基于累计运行时间的机力通风冷却塔风机自寻优群控方法。将多风机整体化控制改进为顺序化联动控制,可有效降低风机启动门槛出力、消除整体化控制固有缺陷,满足非线性、时变性、大滞后系统控制的节能、可靠需求。经工程验证:该方法是一种契合纯变频电机配置冷却塔系统的多风机控制方法。该方法风机出力柔和、控制线性度好、系统易镇定、稳态偏差小;能够通过累计运行时间参数比对,实现风机自动交互运行,运行可靠性高。该方法的提出与实际应用可对配置机力通风冷却塔的中小型基建工程的安全节能运行提供借鉴。

基于BP神经网络的Smith-Fuzzy-PID算法在阀门定位中的应用研究

为解决气动调节阀控制过程中出现的超调大、精度低等问题,本文采用BP神经网络整定出较优的PID(Proportional Integral Derivative)控制参数,对Smith预估控制器以及模糊控制器进行设计,实现了基于BP神经网络的Smith-Fuzzy-PID控制方法。搭建了实验平台,通过阶跃响应实验来对控制方法进行验证,验证结果表明,提出的方法调节过程无超调,调节时间仅为1.9 s,定位精度在±0.5%以内,有效提高了系统的稳定性,实现了气动调节阀的快速精准定位。

锅炉燃烧系统变分模态分解建模方法研究

建立准确的燃烧系统模型是实现锅炉燃烧优化的基础。针对现有建模方法多步预测精度不足的问题,提出一种锅炉燃烧系统变分模态分解(VMD)建模方法。该方法将传统单个模型的预测方式转换为基于数据分解的混合模型预测方式。首先,采用VMD将输出信号分解为多个规律变化的平稳序列,以降低数据的复杂度。然后,针对每个模态信号,利用在线最小二乘支持向量机算法和时间序列预测算法分别建立预测模型。最后,通过合成得到最终的预测结果。仿真结果表明,该方法有效提升了燃烧模型的单步和多步预测精度,可以为实现锅炉闭环燃烧优化控制奠定良好基础。该方法有助于解决常规燃烧系统建模方法中只关注单步预测误差而忽视多步预测误差的问题。

基于DCS的酒店客房空调智慧控制系统设计

为响应节能降耗、精准控制的政策,对酒店空调的集中管控与房间独立控制融为一体的系统进行了设计与研究。通过对北方气候的调查,依据其气候特点,设计了基于分布式控制系统(DCS)的酒店客房空调智慧控制系统。该系统布置在酒店总控室与客房,形成三层结构:上位级组态控制画面;中间级编写控制程序;现场级(客房)通过可视面板实现客人个性化随时随意调温。基于上位级总控室对酒店空调的集中管理,可以实现对客房空调状况实时监视和远程管控,从而根据室外气温变化以及客人偏好提前对空调系统进行调控。该系统实现了对酒店空调的智慧分散控制,提升了空调利用的有效性和合理性。该系统的使用减少了工作人员数量、降低了劳动强度和中央空调的常规运行能耗,为酒店营造了舒适的入住环境。

“华龙一号”安全级三相交流调功器的设计与鉴定

为解决核电厂调功器全部依赖进口、进口产品价格昂贵且供货周期长的问题,以“华龙一号”项目为例,创新性地研制了国产化安全级三相交流调功器。根据核电厂调功器的性能需求完成了外形、接线、原理设计,实现了对电加热器的功率调整功能,顺利通过了所有型式试验及K3类鉴定试验。试验结果证明:自主研发的三相交流模拟量调功器可以满足各项性能指标及鉴定试验的相关要求,符合核电厂安全级/非安全级设备使用要求;大幅度缩短了供货周期,保证了现场施工进度,降低了工程造价;为后续核电厂安全级仪控设备出口项目奠定了技术基础。

基于STM32单片机控制的可控硅调节设计

基于功率器件晶闸管的单相交流电压控制器,常用于小功率单相电动机控制、照明控制和电加热控制等场合。基于电源一体化方案,选取了STM32F407作为主控制器设计了可控硅调节器,通过获取外部输入信号或检测信号反馈,按设定方式调节PWM触发信号控制可控硅导通时间,实现小型功率器件的输出调节。以光线调节为例设计了单片机控制的可控硅调光设备,实现光线的自动调节、手动调节以及感光调节等功能。最后搭建了基于单片机控制的光线调节实验系统,进行了相关的测试与分析,结果表明,所设计方案能够根据输入信号或检测结果触发不同的导通角,实现光线的强弱控制。所设计方案可应用于光线调节、电机闭环调速等多种控制场景。并可用于光耦过零检测、不控整流、稳压降压以及光线检测反馈控制等电子技术知识的综合实验普及,以及程序编写、中断、外设及PWM等单片机知识的学习。所提方案不受功率器件和场所限制,可有效降低成本。

四旋翼飞行器的自适应鲁棒滑模控制器设计

针对四旋翼欠驱动系统的姿态控制问题,提出一种自适应鲁棒滑模控制方法。对四旋翼系统实现了双环控制,内环为姿态控制,外环为位置控制。根据牛顿-欧拉方程建立了四旋翼系统的动力学模型,针对系统中的外部扰动和参数摄动等不确定性因素,设计了基于Lyapunov稳定控制算法,内环使用自适应鲁棒滑模控制;外环使用鲁棒控制。仿真和实验表明所提控制策略对外界扰动和模型的不确定性具有较强的鲁棒性。

基于参数自整定模糊PID双闭环直流调速系统的设计仿真

针对工程中直流调速系统需要高性能的电机转速控制和动/静态性能的问题,设计基于参数自整定模糊PID控制的双闭环直流调速系统。通过在MATLAB/Simulink中与常规PID控制系统进行仿真对比,证明了该控制系统的有效性和工程实用价值。

电网电压不平衡下光伏并网逆变器的同步技术

为了保证光伏并网逆变器在电网电压不平衡下可靠地向电网输送功率,需要提高逆变器的同步跟踪能力及动态响应性能。提出一种基于比例积分简化型谐振调节器的锁频环(PISR-FLL)技术。PISR-FLL具有高增益带宽及频率自适应特点,能够从不平衡电网电压中准确快速地估算出基波频率正、负序分量。改进的锁频环(FLL)通过增益系数线性化后不但可以保证频率自适应调节,控制结构也变得简单,易于数字实现。仿真和实验结果表明该PISR-FLL技术精度高,动态性能优越,可以满足不平衡电网条件下电网信号同步跟踪要求。

基于耦合补偿的矢量变频驱动带式输送机的功率平衡控制策略

针对矢量变频驱动的带式输送机在运行过程中出现的功率不平衡问题,对三相异步电动机的变频调速过程进行了系统的理论分析,提出了一种基于耦合补偿的电机功率平衡控制策略。建立了双电机矢量变频驱动的功率平衡控制系统,同时依据系统模型利用Matlab平台进行了仿真测试。结果表明:无论是在系统进入稳态或者是在启停、调速、负载变化的动态过程中,耦合补偿控制均能够保证电机之间的输出功率平均分配,具有较好的抗干扰性和同步性。

超级电容器储能的光伏系统自适应控制研究

针对现有光伏系统稳定性与自调整能力不足的实际情况,提出了一种基于超级电容器储能、自适应控制并网策略的光伏系统。通过分析超级电容器储能原理并对电路进行优化设计,提出了一种新型双Boost模式电路,增大了电路的跨负载电压偏移量,取得了更理想的储能效果。优化了自校正PI控制器,阐述了自校正PI控制的设计和基本原理。新控制器参数控制简便,并且在保持PI控制的基础上,增强了系统对环境的适应能力。通过Matlab波形分析表明,该方案很好地提高了光伏系统的稳定性和鲁棒性。提出的自适应PI控制优化方法可以在弥补传统控制方式不足的基础上,通过进一步研究来提高光伏系统的整体性能,也可为系统中其他环节的优化控制提供研究方向。

某型压比调节器装发动机后慢车喷口摆动故障研究

针对发动机试车过程中外场多次反馈出的慢车喷口摆动故障问题展开研究。首先根据故障情况及产品结构编制了故障树,然后对故障树底事件进行逐一排查,并将慢车喷口摆动故障原因定位为:大小柱塞卡滞,其与壳体摩擦力变大导致慢车(及军用)状态下自锁柱塞工作(行程)不合格,进而导致发动机在慢车(军用)状态下出现喷口摆动,自锁工作不正常。最终根据故障原因制定了纠正措施,并通过充分的机理分析和有效试验验证,降低了产品慢车喷口摆动问题的故障率。

黑水角阀在煤气化工艺中的选型与应用

高压黑水角阀是水煤浆加压气化工艺技术中的重要阀门,由于高压、高温、高腐蚀、高频率动作以及固、液、气三相流介质的高压差冲刷等恶劣工况,在国内早期煤气化项目建设中,黑水角阀一直被国外垄断,价格、采购周期等一直制约着企业生产。近些年来,国内阀门企业在吸收国外阀门技术基础上,开发出了较为成功的国产高压黑水角阀。同时,为有效监控阀门磨蚀情况,建立了流动腐蚀预测防控监管平台,实时监控阀门状况,提高了阀门预防性维修能力。结合各类德士古水煤浆气化装置中的高压黑水角阀实际应用经验,总结了在选型和使用中的注意事项。

LOPA在化工装置SIL定级中的应用

在保证化工生产安全方面,SIL评估是一个很重要的环节。安全完整性等级(SIL)是一个广泛应用的评估安全仪表功能(SIF)的性能指标。保护层分析(LOPA)作为SIL定级中最常用的一种方法,它根据装置生产工艺流程,针对单个风险进行分析,分析风险的保护措施,进行计算,根据结果确定SIL等级。LOPA是一种半定量的评估方法,综合考虑保护层、可接受风险概率和初始事件(IE)概率等多个因素,通过计算量化确定SIL等级。本文简要介绍LOPA评估的基本程序,并以一个简单示例具体说明LOPA的每一个步骤和计算,以供参考。

探讨双法兰差压变送器在界位测量中的运用

简单介绍了在同一容器中的两种混合液体其界位的测量方式。结合双法兰差压变送的相关测量原理,则能够根据差压变送器测量出容器上下压差的变化。基于自动化计算技术,能够测量出混合介质的界位高度并获取到相关液体的体积以及重量等。这样的方式在生产中的应用较为广泛,便于操作且安全易维护,进一步解决了当前技术中介质分界面难以测量的问题。

TOC在乌石化公司总排口水质监测中应用

TOC总有机碳分析仪分析数据在水处理中能找到与COD相关曲线,同时TOC在线水质自动分析仪监测值与化验室COD监测值做比对实验,在线TOC值与手工化验COD值做比对实验,数据有效性考核的吻合性相对误差为《水污染源规范》水样比对试验相对误差限值。本文重点介绍TOC总有机碳分析仪的工作原理、性能特点及其在乌石化总排口水质监测中的管理应用。

差压式流量计温压补偿信号的影响及薄弱点分析

差压式流量计测量介质流量过程中因介质的密度受介质压力和温度的影响,所以要采用温压信号对流量值进行补偿。采用DCS系统分别对温度和压力信号的波动对最终流量值的影响进行了数据模拟分析,说明了温度和压力信号的稳定性和准确性对流量的测量是至关重要的,分析了DCS系统中典型的温压补偿逻辑存在的薄弱点,并给出了相应的解决方案。

防止管路结晶吹气法测量装置在核化工工程的应用研究

针对后处理厂非接触式测量,对吹气测量系统进行优化设计,提出了一种简单有效的可防止管路结晶的吹气法测量装置,并结合工程实际运行工况,对DCS系统进行协同调整,形成一套完整的运行方案。

集气管压力控制系统建模与解耦

焦炉集气管压力系统是一个强干扰、时变、多参数、严重耦合的系统。针对影响焦炉集气管压力系统的主要参数进行了研究,运用机理建模法建立了控制系统的数学模型;并运用前馈补偿法进行解耦,构建阀门间的影响关系模型,实现基于阀门联动关系的集气管压力的自动控制。该控制模型建立了影响集气管压力稳定的主要参数与控制阀门开度之间的映射关系,在压力控制系统中的应用效果良好。