基于跟踪误差约束的机器鱼抗扰动路径跟踪控制

为了解决机器鱼在扰动下跟踪效率低的问题,本工作提出了一种抗扰动和自适应的误差约束控制方案。首先,通过设计虚拟控制输入,并利用积分环节更新了自适应视线制导律,消除了侧滑导致的运动位置偏离,增强了机器人的抗干扰能力。其次,通过构造机器鱼的偏航和浪涌自适应控制器,使神经网络函数拟合模型的不确定项和水流扰动,并用逼近值补偿系统的控制输入。这提升了机体的环境适应性。最后,利用障碍Lyapunov理论,机器鱼跟踪位置和角度的一致最终有界性被证明。通过模拟和实验,与经典制导方案相比,所提方案提高了机器鱼的跟踪效率和稳态性能,使机器鱼的位置误差收敛速率平均提升了14.57%。

通车条件下抗扰动混凝土拼接养护期微观损伤研究

扩建桥梁的拼宽连接需要在通车条件下进行,对于仍在养护期内的抗扰砼拼接带性能可能会产生一定影响。通过现场检测仅能发现拼接带的宏观损伤,行车振动引起的拼接带内部微观损伤难以观测。基于有限元仿真分析、CT扫描技术,对拼宽桥梁拼接带的受力分布情况及实际损伤状况进行了研究。首先,利用ANSYS有限元软件建立拼宽桥梁实桥仿真分析模型,明确不同工况下拼宽桥梁拼接带的受力特点。其次,基于仿真模拟结果选取拼接带关键位置,获取拼接带跨中、四分点截面的接缝中心线及交界面关键位置处的抗扰砼芯样,进行抗扰砼芯样的外观观测。最后,利用CT扫描技术获取芯样断层扫描观察图像,并基于获取的扫描数据对芯样内部结构进行了三维重构,分析拼接带抗扰砼在受扰振动后的集料分布情况、裂缝扩展情况。结果表明:各工况下拼接带抗扰砼横向受力主要以顶部受压、底部受拉为主,仅支点位置附近存在偏压趋势,且均能满足抗扰砼材料强度要求;对于拼接带中心线位置处的芯样,芯样内部无明显裂纹损伤,芯样内部骨料、纤维分布均匀,拼接带顶部钢纤维多水平分布、底部纤维多斜向分布;对于交界面位置处的芯样,在芯样顶部交界面存在一定的微裂隙,裂隙深度小于1 cm,该微裂隙对拼接带界面性能影响较小,近交界面位置处,钢纤维存在一定下沉趋势且纤维多呈斜向分布;在通车条件下拼接桥梁,车桥耦合振动将造成拼接带内钢纤维发生取向、甚至下沉的影响,减小拼接带抗扰砼抗拉性能。

基于双模态有限时间滑模的永磁同步电机抗扰动控制

目的解决包装机工作过程中,因永磁同步电机的动态响应慢和抗扰动能力弱导致包装机精度不高的问题。方法设计一种双模态有限时间滑模控制器,实现系统有限时间收敛。将双模态函数引入趋近律增益,不仅能实现“大误差大增益,小误差小增益”,而且趋近律增益切换为小增益的时间可调,从而使电机获得更快的响应速度和更小的抖振。同时,设计有限时间扰动观测器对扰动进行观测,并进行前馈补偿,以此来提高系统的抗扰性能。结果实验结果表明,文中方法相较于另外2种对照方法,可以使电机的动态响应分别提升27%、37%,控制性能分别提升40%、70%,相较于超螺旋扰动观测器,可以使电机的抗扰性能提升58%。结论所提控制策略可以明显提高系统的动态响应、控制性能、抗扰性能,使得永磁同步电机更符合包装机的要求。

基于抗扰动Smith预估补偿的磨煤机出口风粉温度优化控制

“双碳”背景下,作为高能耗高排放的火电机组,其燃烧性能直接影响发电效率和碳排放量。锅炉燃烧优化控制对运行优化和灵活调峰是有重要意义。电站锅炉磨煤机的出口风粉温度控制面临大延迟、多干扰问题,对燃煤机组安全稳定运行具有重要影响。基于Smith预估控制器,在补偿回路中增设反馈环节,实现了高效抗干扰,提升磨煤机风粉温度控制性能。通过Taylor级数展开和待定系数法求取模型近似转换参数,获得一阶惯性纯滞后模型,进而设计抗扰动型Smith预估补偿控制器。通过与单回路PID控制试验对比,发现Smith预估补偿控制算法可有效补偿控制对象的纯延迟滞后环节,单位阶跃响应超调量降低36.5%,调节时间缩短65.8%。相比经典Smith预估补偿控制算法,抗扰动Smith预估补偿控制算法可提高控制算法的抗扰动性能,并显著改善控制对象的动态特性,单位阶跃响应超调量减小44.7%,调节时间缩短15.7%。同时,实现了扰动最大偏差和收敛时间的降低。最后,在某660 MW超临界一次再热燃煤机组上应用该方法,实现了磨煤机出口风粉温度实际值对设定值的平稳跟踪,进一步验证了该方法的有效性。

新旧桥梁桥面板连接施工中抗扰动混凝土的应用

某高速公路工程新旧桥梁桥面层拼接施工需确保旧桥通行,给拼接混凝土质量带来了一定的影响。文章结合现场施工和质量检验等情况,提出在不影响道路通行的前提下,运用先进的抗干扰混凝土工艺,结合实施科学的交通引导措施,有效地解决新旧桥梁桥面板之间的衔接问题,从而确保混凝土衔接的质量。

基于PLC的工业机器人抗扰动控制系统设计与应用分析

控制系统的控制能力决定了工业机器人作业的灵活性,传统的工业机器人控制系统存在机械臂跟踪轨迹误差大、扰动大、控制不精确等问题。为解决这些问题,以PLC为基础,对工业机器人的抗扰动控制系统进行了设计。在对其进行运动学分析的基础上,研究了PLC控制系统的硬件结构、信号分配、通信系统,设计了抗扰控制器的,以增强其对干扰的抵抗能力。

线性变参数系统抗扰动鲁棒模型预测控制

持续有界扰动影响线性变参数系统的稳定性控制,采用基于多面体集的线性变参数系统抗扰动鲁棒模型预测控制算法可扩大系统的控制可行域,实现系统的稳定控制,并减少在线运算量。考虑系统扰动影响和参数不确定性,离线算法得到一系列不变多面体集和对应的控制律。在线算法根据受扰动状态变量在多面体不变集中的位置,在相应离线控制律的凸包内优化出的实际控制律,得到系统的控制输入量。给出算法的详细实施步骤和算法稳定性的证明。通过仿真对比验证算法的有效性,所提出的算法可以实现有界干扰的线性变参数系统控制的快速性和稳定性。

高抗扰动混凝土力学性能研究

【目的】为满足桥梁工程对修复材料提出的抗扰动、抗裂及快硬的实际需求,拟制备一种桥梁修补用的抗扰动快硬混凝土。【方法】首先,对高抗扰动混凝土材料在凝固过程中非振动条件及振动条件下的凝结时间进行对比分析;其次,测试两种条件下终凝后2 h试件的立方体抗压强度、抗压弹性模量、劈裂抗拉强度、新旧黏结劈裂抗拉强度及新旧黏结抗折强度;最后,对高抗扰动混凝土的28 d轴心抗压强度、劈裂抗拉强度及抗压弹性模量展开研究。【结果】研究表明,在振动频率为5 Hz、竖向振动速度为2.5 cm/s的条件下,高抗扰动混凝土材料的凝结时间、早期及28 d力学强度均满足实际工程要求,其中早期抗压强度及弹性模量得到显著提升,相较于正常工况分别提高了8.54%、15.53%。【结论】利用该抗扰动混凝土浇筑桥梁横隔板,能有效提升新旧横隔板结构层间的黏结性能,研究成果对今后开展桥梁加固与修复具有一定参考。

桥梁修补混凝土抗扰动性能研究

1引言我国西部地区幅员辽阔,桥梁数量巨大,建筑材料大量使用的均为混凝土,随着国家对西部开发的不断深入,西部的交通流量也在不断地增加。很多桥梁均是上世纪60年代到70年代建设的桥梁,其已经无法满足现在交通的要求,迫切需要加固和改造。如何在交通不中断的条件下对其进行改造成为现在的一个课题。

基于近红外光谱的抗扰动脑血氧分析仪

研究了一种近红外光谱抗扰动脑血氧分析仪,用于解决常规脑血氧测试方法检测过程复杂、抗干扰措施繁琐等问题。分析与探讨了影响脑血氧检测精度的因素,选择了合适的三波长近红外探测光源(735nm/805nm/850nm)用于该系统。利用氧合血红蛋白和还原血红蛋白在近红外光波段的吸收特性,得到这两种物质的浓度变化量,推算出了影响血氧检测精度的源端干扰表达式。同时,在检测端同步检测环境光,消除了漏光干扰。最后对上位机得到的原始数据与干扰数据进行处理,实现对大脑前额叶脑血氧波动的实时监测。设计了屏气实验以及源端干扰实验,检验了仪器实验结果的正确性。结果表明:本文所设计的脑血氧分析仪可以有效地检测血红蛋白的变化并能通过源端校正算法抑制源端干扰,干扰抑制比可达70%以上,基本实现了对人体无创、实时、准确监测的目的。

地质环境抗扰动能力的可拓学评价

根据地质环境抗扰动能力合理规划开采强度,是保证资源开发与环境保护协调发展的必要前提。煤矿区地质环境的抗扰动能力取决于构造介质、构造形态、构造界面、构造应力等构造环境要素,而且受地下水影响。由此建立的评价指标体系,即有定量体现的指标,又包含定性描述的指标。对地质环境的抗扰动能力进行分级评价,实质上是一个复杂的模糊模式识别问题。应用以物元理论和可拓集合论为核心的可拓学理论评价方法,将矛盾问题转化为相容问题,将定性指标进行量化处理,将定性结论进行量化表达,为准确地评价煤矿区地质环境的抗扰动能力探索出一条比较理想的路径。

金属矿山地质环境抗扰动能力评价——以鄂西高磷铁矿试验采场为例

在归纳矿山地质环境评价研究现状的基础上,界定了金属矿山地质环境抗扰动能力的内涵,构建了以采空区塌陷、崩塌—滑坡、岩溶塌陷为主要考察类型,包括点评价、面评价和区域评价的综合评价体系。结合鄂西高磷铁矿试验采场的地质环境条件和特征,依据所建立的评价体系选取了针对性的点评价指标体系,运用层次分析法对其地质环境抗扰动能力进行了实例研究。评价结果表明:鄂西高磷铁矿区试验采场地质环境抗扰动能力为"一般"。因此,需加强对开采扰动所带来矿山地质灾害的预测与防治。

混凝土凝结硬化阶段抗扰动性能研究

混凝土凝结硬化阶段的抗扰动性能是指混凝土在此期间经过振动的干扰,其强度发展不受影响的能力,这对于在不中断交通的情况下对桥梁进行维修和加固具有重要意义。本文在定义混凝土贯入阻力值与凝结硬化阶段初期、中期及后期的对应关系基础上,利用超声法对混凝土抗扰动性进行了研究,对混凝土凝结硬化初期、中期和后期的强度变化进行了分析,得出了混凝土在凝结硬化阶段的初期和后期具有一定的抗扰动性,但凝结硬化中期混凝土抗扰动性能最差的结论。

基于视觉抗扰动测量空间目标位置姿态

提出了固连修正相机和基于光束法平差实时修正测量系统参数两种基于视觉抗扰动测量空间目标位置姿态参数的方法,并给出了数字仿真和实物实验结果。机器人在空间等恶劣环境中的自主导航中,由于空间的温差巨大等不利条件,而且存在着许多不可预知因素,使得用于机器人导航的视觉测量系统易受扰动并严重影响对目标相对位置姿态参数的测量结果。通过所提出的抗扰动测量方法,在测量系统参数受扰动的情况下,仍能得到与未受扰动时精度相当的测量结果。

抗扰动的捷联惯导系统回溯参数辨识对准法

针对捷联惯导系统参数辨识对准法航向角估计时间长且收敛速度受到计算初值影响大的问题,提出了将对准用的陀螺和加速度计采样数据存储后按时间进行正向和逆向排列,形成正向序列和逆向序列。由正向导航的解算公式推导出逆向导航的解算公式,利用公式的一致性提出了回溯误差参数辨识对准法。利用抗扰动的惯性系对准算法为回溯参数辨识法提供对准初值,应用回溯参数辨识法对误差参数反复进行逆向和正向辨识后对对准结果进行修正,能够有效提高对准精度。实验结果表明,利用相同时间的采样数据,该算法航向角的对准误差仅为改进前算法的25%。

单相PWM整流器抗扰动控制策略研究

针对单相电压型PWM整流器易受到负载扰动和电网电压波动的影响问题,为了提高系统稳定性,提出了一种基于旋转坐标变换的前馈解耦和负载电流前馈补偿的控制策略。通过构建正交虚拟电流完成网侧电流的单相旋转坐标变换和采用前馈解耦控制,实现网侧电流的矢量控制和稳定直流母线电压;并根据输入输出功率平衡的关系引入负载电流和网侧电压前馈补偿相结合的方法,降低扰动对单相PWM系统的影响。仿真结果表明,利用改进的控制策略能够提高系统的抗扰动性能,验证了本文所提出的控制策略的正确性和有效性。

交通修补用机制砂抗扰动自密实混凝土的配制与工程应用

本文从混凝土工程修补需求角度出发,提出了抗扰动混凝土的定义及特点,研究了新型抗交通扰动混凝土的配制技术。应用抗扰动混凝土外加剂,通过混凝土配合比基本参数优化技术、外加剂复掺技术等,配制出初始坍落度大于220mm、扩展度大于530mm、3d抗压强度大于40MPa、初终凝时间差小、早期强度发展快C50机制砂抗扰动自密实混凝土。并在贵州韩家店大桥桥梁路面修补工程中成功应用,抗扰动自密实混凝土可以抵抗行车荷载引起的车桥耦合振动对新拌混凝土及硬化混凝土的损伤,保证了在不中断交通的情况下进行桥面大范围重新铺装浇筑质量,取得了很好的应用效果。

PMSM调速系统新型抗扰动模型预测控制策略

提出一种基于灰预测理论的抗扰动模型预测控制方法。首先推导出模型预测控制系统中干扰量与输出误差之间的解析关系;利用系统已知输出误差建立稳定灰预测模型,预测系统未来时刻的输出误差;根据干扰量与输出误差之间的关系,采用反馈输出误差预测值的方法,实现对系统干扰量的前馈补偿控制。对模型预测控制PMSM调速系统进行仿真实验,选择出干扰观测器抗扰动方法中的最优干扰模型结构;对两种抗扰动方法比较分析得出,基于灰预测理论的抗扰动模型预测控制不需要考虑干扰模型结构,简化了系统设计、提高了系统自适应性,同时能够获得与优化干扰观测器模型预测控制一样的性能。

双惯性伺服传动系统的抗扰动复合非线性控制(英文)

本文把复合非线性反馈(composite nonlinear feedback,CNF)控制技术推广到带有非定常扰动的输入饱和限幅的线性系统.其中,未知扰动被作为一个扩张状态量增广到被控对象的模型中,然后设计一个扩展状态观测器来对系统的状态量和扰动同时进行估计,通过在CNF控制的框架中引入一个扰动补偿机制,在降低由扰动引起的稳态误差的同时,保留了CNF原有的快速的瞬态性能.这种控制方案对定常或时变扰动、匹配或非匹配的扰动,都能统一处理.论文对该控制方案的闭环稳定性和定点跟踪性能进行了理论分析,并把它应用到一个双惯性伺服传动系统.数值仿真结果验证了该方案在定点跟踪控制中具有优越的瞬态性能和稳态精度,且对扰动/给定目标的幅值变化也有一定的性能鲁棒性.

工业重载液压力伺服系统的抗扰动控制

由于重载荒磨机负载惯性大阻尼小,施力系统开环传递函数含有一对纯虚零点,而且负载特性变化会明显影响开环频带宽度.同时,砂轮高速旋转会产生高频率大幅度的偏心力干扰,由于系统频响较低,单纯的输出反馈方式无法抑制干扰.本文通过采用非线性跟踪微分器提取状态观测量并引入非线性前馈系数,消除了纯虚零点,消除了负载特性变化对开环频宽的影响,显著地抑制了外部位移干扰和偏心力干扰,从而使得产品质量大幅度提高.