一类受扰线性采样数据系统的鲁棒执行器故障估计

针对一类含有外部干扰的线性采样数据系统,本文研究了执行器故障估计问题.首先,文章设计了一种用于估计系统执行器故障的鲁棒故障估计观测器,在连续采样时间间隔内,观测器增益矩阵指数变化.之后,通过联合增广状态估计误差与故障误差,并利用Lyapunov-Krasovskii泛函和线性矩阵不等式技术,给出了保证误差系统全局渐近稳定的充分条件.同时,建立的线性矩阵不等式条件涉及调谐参数和最大采样间隔,可以较好改善状态和故障估计性能.最后,通过对某型民航飞机模型实例进行仿真,验证了本文所提方法具有更好的跟踪效果.

配电网故障定位的改进矩阵算法研究

为提高复杂配电系统故障定位算法的计算效率,介绍了一种利用配电网局部信息实现故障定位的优化矩阵算法。该算法针对配电网的特点,以矩阵分析为基础,根据故障发生时流经监控点的故障过流信号信息,仅选择包含故障信息的线路参与计算。采用分线路存储技术并动态形成网络描述矩阵,能够实现普通树状网及开环运行环网的故障定位需求,各种配电网区段故障的模拟证明了该算法的正确性。

基于高增益鲁棒滑模观测器的故障检测和隔离

针对一类同时具有执行器和传感器故障的不确定线性系统,讨论了基于观测器的故障检测和隔离方法.首先,通过引入增维向量,使得在构造的增维系统中,故障向量包含了原系统的执行器故障和传感器故障.通过构造辅助输出使增维系统的观测器匹配条件得以满足,同时设计高增益滑模观测器对辅助输出进行估计.然后,对增维系统构造鲁棒滑模观测器并用作故障检测观测器,通过滑模控制项来抑制干扰,使观测器具有鲁棒性.在此基础上,结合多观测器故障隔离思想,提出了可以同时对执行器故障和传感器故障进行检测和隔离的方法.最后,通过对一个五阶飞行器模型进行仿真,证明了所提方法的有效性.

Lipschitz非线性系统未知输入观测器设计

针对观测器匹配条件不满足情况下的Lipschitz非线性系统状态估计和未知输入重构问题,提出了一种未知输入观测器设计方法。首先,通过构造辅助输出向量,突破了观测器匹配条件的限制,并设计高阶、高增益滑模微分器实现对辅助输出向量及其微分的精确估计;之后,在辅助输出及其微分精确估计的基础上,设计具有滑模控制律和自适应调节律的自适应鲁棒滑模观测器,并提出了一种未知输入重构方法。该观测器设计方法不需知道Lipschitz常数,其大小可通过自适应调节律调节,且信息重构具有避免直接使用系统输出微分的优点。仿真结果表明,所设计的未知输入观测器不仅在观测器匹配条件不满足情况下可以实现对状态的渐进估计以及对未知输入重构之目的,而且自适应调节律能够在约5s时间内实现对Lipschitz常数的自适应调节。

未知输入和可测噪声重构之线性矩阵不等式非线性系统观测器设计

针对一类同时具有未知输入和输出可测噪声的Lipschitz非线性系统,讨论了状态估计、未知输入与可测噪声重构的问题.首先,基于广义系统和线性矩阵不等式的方法设计滑模未知输入观测器,不仅对原系统状态进行渐近估计,而且实现了对系统输出可测噪声的重构;其次,考虑一种鲁棒滑模微分器,实现了广义系统输出向量微分的精确估计,并在此基础上,提出了一种未知信息重构方法,该方法具有避免直接使用系统输出微分信息的优点.最后,对火车牵引拖动系统模型仿真,结果表明该方法不但能够实现对系统状态的估计,而且可以有效重构未知信息.

GPRS/SMS在分布式监控系统中的应用

为了克服在分布式监控系统中传统通信手段的局限性,作者提出了基于无线公网GPRS构建分布式监控通信网络的方案,并介绍了一个基于GPRS无线监控系统的设计实例.制定了分布式监控系统的通信规约,运用VC++编程语言设计PC和GPRS模块之间的通信软件,以短消息SMS的方式实现信息传送.该方案使得建立的监控系统的监控范围不仅广而且费用低廉,不受区域和通信线路等限制,具有广泛的应用前景.

CAN现场总线在工业以太网远程监控系统中的应用

CAN是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。它具有传输速度快、自动解决总线竞争、实时性好、可靠性高、纠错能力强等特点,目前已成为一种国际总线标准。由CAN总线组成的局域网可以将很多底层测控设备连接起来,用工控机加接口卡已经实现了对底层设备进行真正意义上的远程控制,但存在着价格和接口卡带来的瓶颈等问题。本文以单片机、CAN器件和网络芯片为核心模块,实现CAN现场总线与以太网之间数据交换,完成对底层设备进行真正意义上的远程监控。这种方案降低了成本,避免了瓶颈。

Proteus仿真软件在单片机教学中的应用

在单片机教学过程中,对程序的学习可以利用Wave、KeilC51等软件来演示具体的执行过程,但是对程序的执行效果却难以形象地体现出来,而Proteus仿真软件的出现很好地解决了这个问题,该软件不但可以模拟硬件系统,而且可以把编译好的程序代码装入仿真元件中,通过运行仿真系统可以看到执行效果。Proteus软件在单片机教学中的应用,提高了学生的学习兴趣,取得了良好的教学效果。

基于滑模观测器的不确定系统传感器故障重构

针对一类不确定线性系统,讨论了观测器匹配条件不满足下的传感器故障重构方法.首先,引入增维向量形成观测器匹配条件不满足增维系统,使得增维系统的未知输入包含原系统的未知输入和传感器故障向量;其次,通过构造辅助输出的方法,使得观测器匹配条件满足,然后再利用高阶滑模观测器对辅助输出进行精确估计;第三,基于辅助输出的精确估计,设计鲁棒滑模观测器对系统状态进行估计,在此基础上提出一种传感器故障代数重构方法;最后,通过对一个四阶飞行器模型进行仿真,验证了方法的实用性和有效性.

远程监控系统中的CAN总线与以太网互联设计

介绍了一种基于单片机PhilipsP89C668的CAN与以太网的互联方案;阐述了以太网和CAN总线之间数据交换的软硬件设计;实现了以太网与现有CAN总线网的直接连接,完成对底层设备进行真正意义上的远程监控。

单区域负荷频率控制系统故障诊断研究

针对一类包含有干扰的负荷频率控制系统,提出一种利用未知输入观测器(UIO,unknown input observer)对单区域负荷频率控制系统执行机构进行故障诊断的方法。首先通过构建单区域负荷频率控制系统模型,给出系统的动态方程;其次,通过对系统中的加性未知干扰项进行解耦,构造一个使残差对未知输入具有鲁棒性,而对故障敏感的全阶未知输入观测器,以达到对执行器故障诊断的目的。最后通过Matlab仿真验证了所设计方法的正确性和可行性。

受扰布尔控制网络全局可重构分析与状态估计

受扰布尔控制网络的状态转移,因受未知干扰影响而具有不确定性,这对状态观测器设计带来了困难.本文主要研究了受扰布尔控制网络全局可重构性问题,并在此基础上设计状态观测器.首先,将受扰布尔控制模型转化为多个子系统的切换未知布尔控制网络模型,在此基础上,提出了受扰布尔控制网络的4种不同状态集.其次,基于状态集估计方法,对受扰布尔控制网络状态估计问题进行分析.再次,提出有限时间可重构与全局可重构性概念;同时,根据状态集估计与状态转移分析,分别给出有限时间可重构判定算法与全局可重构性证明的充要条件.最后,给出观测器设计方法,并通过例子证明了本文提出方法的可行性.

单片机课程实践能力培养研究与探索

本文通过分析单片机教学过程中发现的常见问题,包括学生动手能力不强,学习兴趣不浓,对实际问题不求甚解等,发掘出产生这些常见问题的原因,并提出了建议性的解决方法,包括对实验模式、课程实践环节等方面进行改革。通过教学实践,证明了这些解决方法能达到良好的教学效果,较好地提高了学生的单片机实践能力。

切换系统激活模式辨识和有限时间状态估计

针对一类具有未知输入的不确定线性切换系统,考虑并利用有限时间观测器解决其激活模式辨识和有限时间状态估计问题。首先,利用状态和输出变换得到解耦未知输入的降维切换系统。其次,为每一个降维子系统设计一个对应的有限时间观测器,并对降维系统与观测器系统输出的残差范数进行最小化,从而提出一种激活模式辨识的方法。然后,通过有限时间观测器设置任意小的时间参数,实现了对降维解耦切换系统的有限时间状态估计,同时利用状态等价变化的方法得到原系统的有限时间状态估计。最后,通过MATLAB仿真验证了所提方法的可靠性。

基于SIM300的短信传输系统的设计与实现

本文提出了一种结合带有通信协议的无线通信模块SIM300和GPRS无线通信技术的短信传输方案,对短信息控制方法进行了介绍,并详细描述了GPRS短信传输终端的软硬件设计和实现过程,能够实现利用单片机或PC进行短信的传输控制。最终,在实验室环境下对终端进行了测试,及时准确地完成了短信传输。

地方性高校轨道交通信号与控制专业人才培养模式探索

本文针对地方性高校轨道交通信号与控制专业办学中存在的问题,对新工科背景下轨道交通信号与控制专业人才培养模式进行了研究与探索,通过优化人才培养方案,更新人才知识体系,创新工程教育方法,强化教师工程背景,加强实验室和实习基地建设,开展校企合作协同育人等多项措施,提升培养轨道交通信号与控制专业建设水平,培养德学兼修、德才兼备的高素质应用型人才。

实时无线水位监测系统设计

设计了一种用激光测距仪实现水位实时监测的系统 .该系统以激光测距仪为传感器 ,利用单片机和无线数据收发模块PTR2 0 30的组合 ,形成单片机的无线数据传输系统 ,与微机进行无线数据传输 .这种无线数据传输模块和单片机配合进行数据传输的方案 ,可以使无线传输距离达到 1 0 0 0m ,测量精度达到毫米级 .很好的解决了受具体场合限制的有线数据传输所存在的问题 ,加入CRC数据校验 ,同时保证了水位监测系统数据传输的可靠性 .本系统可适用于其他物料位的测量 。

具有数据丢失二维Roesser系统的量化状态反馈控制

探讨存在数据丢失二维Roesser系统的量化状态反馈控制器设计问题。假设二维系统在网络控制系统中运行且系统状态全部可测,测量到的状态数据量化后经网络进行传输,同时由于网络自身限制伴随数据包丢失现象的发生。首先将数据丢失描述成取值为0或1的随机伯努利序列,定义了随机意义下二维系统的均方稳定性。其次,采用扇形界方法处理数据量化造成的误差,给出一个闭环系统均方渐进稳定的充分条件,基于该条件可通过求解线性矩阵不等式设计状态反馈控制器。最后,仿真示例验证了所提设计方法的有效性。

Multisim7在《电工学》教学中的应用

利用Multisim仿真软件可以提高课堂教学效率,增强学生的实践能力和电路分析能力,减少硬件投资。通过Multisim软件,为传统的电工学教学模式提供了新的手段,取得了良好的教学效果。

三相电源整流器系统故障诊断仿真研究

针对三相PWM整流器系统状态不易跟踪估计和故障重构问题,为保证供电系统的安全,提出了采用滑模观测器控制技术的诊断方法。首先,利用整流器开关函数和占空比两种数学模型描述方法,并基于三相电压型PWM整流器拓扑结构和工作原理,建立了PWM整流器的交流数学模型;其次,采用滑模控制技术和等价输出注入方法,通过构造滑模观测器,实现了对系统状态跟踪和估计的目的。之后,在状态估计的基础上,给出了一种故障重构的方法,实现了系统故障重构的目的;最终,通过实例仿真,验证了使用滑模观测器能够快速跟踪整流器系统状态,准确诊断系统故障信号,为保证供电系统安全提供了科学依据。