基于在线差分进化算法的平面开关磁阻电机约束预测位置控制

模型预测控制方法在解决平面开关磁阻电机非线性、不确定干扰、约束等问题具有突出的优势,有望实现平面开关磁阻电机的高精度约束最优控制,目前平面开关磁阻电机约束预测控制亟需解决在线计算量大、内存大的问题。为快速、精确地求解平面开关磁阻电机约束预测控制在线优化问题,并获得小内存控制器,提出基于在线差分进化算法的约束预测位置控制方法。基于电机的多步预测位置模型,建立考虑输入约束的电机预测位置控制器,采用设计的差分进化算法在线求解最优控制量,构建具有摩擦补偿的电机约束预测位置控制系统。为提高差分进化算法的收敛速度并获得更优解,采用缩小种群范围、生成分区种群个体以及优化初始种群的操作产生初始种群,利用优化的变异因子和交叉因子对种群个体进行变异和交叉操作,将预测控制的代价函数作为适应度函数对种群个体进行选择操作。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

基于数据驱动的永磁同步直线电机阻尼系数解算方法

针对永磁同步直线电机难以直接测量其阻尼系数的问题,论文提出一种基于数据驱动的永磁同步直线电机阻尼系数解算方法。建立了以电流为输入、位置为输出的永磁同步直线电机的连续传递函数模型,分别利用阶跃响应不变法和双线性变换方法对连续传递函数进行离散化,得到离散传递函数的参数与阻尼系数、运动平台质量及采样时间的数学关系,基于该数学关系推导得到阻尼系数解算模型,采用递推最小二乘法对得到的两种离散传递函数进行参数辨识,通过辨识的参数并结合阻尼系数解算模型,计算得到永磁同步直线电机的阻尼系数,并对所提出的方法进行了实验研究。实验结果验证了所提出方法的有效性。

磁悬浮系统振动抑制方法综述

磁悬浮系统是无接触、非线性、多变量耦合、易受干扰的机电系统,悬浮对象容易产生振动,导致磁悬浮系统的动态性能降低和运行不稳定,解决磁悬浮系统振动问题是实现其高性能运动的前提之一。基于国内外磁悬浮系统振动抑制的研究现状,论文分析磁悬浮系统振动的产生原因,给出磁悬浮系统的动力学模型,分别探讨磁悬浮列车、磁悬浮轴承和磁悬浮电机的振动抑制方法,并仿真分析磁悬浮高速电机的振动抑制,为磁悬浮系统的高精度位置控制提供基础。

农村宅基地季节性闲置与完全闲置的比较——基于全国百县调查

研究目的:识别我国宅基地闲置的类型特征,分析不同类型的形成原因,为闲置宅基地科学管理、分类整治提供理论参考。研究方法:基于一项全国百县调查数据,对宅基地季节性和完全闲置进行比较研究,利用多元线性回归模型考察二者的影响因素。研究结果:季节性闲置比完全闲置更为常见,平均程度更深,村际差异也更大。中部地区农村宅基地平均闲置率最高且以季节性闲置为主,区位偏远农村季节性闲置更为普遍。人口迁移对宅基地闲置的解释力最强,家庭化迁移直接导致宅基地闲置;地理条件差异是形塑宅基地闲置地域分异的基础;确权颁证发挥产权固化的作用,对两种闲置均有促进作用;基础设施配套完善能有效抑制完全闲置,非农就业则明显提高季节性闲置。研究结论:季节性闲置宅基地仍发挥居住功能,不应视为资源浪费;完全闲置才是宅基地资源浪费的典型,在具体整治时应予以重点关注。

考虑端部效应的动磁式磁悬浮平面电机电磁力解析模型

自主设计了一种新型六自由度动磁式磁悬浮平面电机,其动子由四组完全相同的Halbach永磁阵列两两垂直组合而成,组合的永磁阵列的端部磁场存在畸变,端部效应显著。为此,论文采用机械伪周期磁场建模方法,推导了考虑端部效应的动子单组永磁阵列的磁场分布解析模型;采用洛伦兹力法,建立了其电磁力解析模型;基于有限元分析软件,构建了动子单组永磁阵列的磁场有限元仿真模型和在单根励磁线圈作用下的电磁力有限元仿真模型,并进行了仿真和比较研究。研究表明,解析计算与有限元仿真计算结果吻合,验证了建立的磁场分布和电磁力解析模型的有效性,解析模型可用于该类电机的快速计算与分析。

磁悬浮电机解耦控制方法综述

磁悬浮电机具有机械非接触、多变量控制、非线性和强耦合等特点,其非线性、强耦合特性严重制约了该类电机的高性能运动控制,探索有效的解耦控制方法是实现此类电机可靠运行的必由途径。论文综述了国内外已有的主要磁悬浮电机解耦控制方法,分析了磁悬浮无轴承电机径向悬浮力与电磁转矩、两个径向悬浮力的解耦控制方法,讨论了磁悬浮直线电机水平与竖直电磁力的解耦控制方法,探讨了磁悬浮平面电机电磁力与力矩、各驱动单元电磁力的解耦控制方法,为进一步研究磁悬浮电机的高性能运动控制奠定了基础。

基于递推阻尼最小二乘辨识的六自由度磁悬浮平面电机动力学模型

六自由度磁悬浮平面电机是一种新型特种电机,具有六自由度运动、直接驱动、无机械摩擦、结构紧凑等特点,在光刻机等精密制造领域极具应用前景。然而,由于该类电机具有多变量、非线性、强耦合等突出特性,难以精确获取其动力学模型。为此,论文提出基于递推阻尼最小二乘辨识的六自由度磁悬浮平面电机动力学模型。首先,推导了六自由度磁悬浮平面电机的动力学模型。其次,基于多新息最小二乘法创新的引入阻尼项建立了递推阻尼最小二乘法,之后,利用Matlab对所提出方法进行仿真,获得电机在X、Y自由度上的辨识模型。最后,通过仿真验证了所建立动力学模型的准确性,实际系统与辨识模型之间的X、Y自由度上的均方误差分别为22.42 nm、7.11 nm。

磁悬浮开关磁阻电机位置检测方法综述

磁悬浮开关磁阻电机是一种适用于超高速应用的新型电机,特别是在航空航天发电机、储能飞轮、超真空半导体加工装备等领域显示出重要发展前景。精准的转子位置检测是磁悬浮开关磁阻电机高性能、可靠运行的前提。论文调查了国内外已公开的磁悬浮开关磁阻电机转子位置检测方法,总结了基于光电式和磁敏式等传统位置传感器的检测方法。给出了因简化电机结构要求或为适用恶劣应用环境而发展的无位置传感器方法,并仿真分析和检验了磁悬浮开关磁阻电机的基本无位置传感检测方法,最后指出磁悬浮开关磁阻电机转子位置检测方法的发展趋势。

平面开关磁阻电机非线性力电流转换模型

为提高平面开关磁阻电机的运动精度,提出了一种平面开关磁阻电机非线性力电流转换模型。该模型表示为一个稀疏最小二乘支持向量机,以实测数据作为训练样本,利用交叉验证方法确定了稀疏最小二乘支持向量机参数,并通过实测的样本进行了准确性验证。构建了基于该模型的平面开关磁阻电机PD控制系统,并进行了系统运动控制实验。研究结果表明,该模型的相电流预测准确度高、建模误差小,基于该模型的平面开关磁阻电机系统能够实现稳定、平稳和精确的轨迹跟踪。

融合工程实践的现代控制理论课程教学改革

《现代控制理论》是自动化专业的核心基础课程,具有理论性强、概念抽象、逻辑性强、矩阵公式繁多、与实际系统结合度低等特点。为了提高自动化专业《现代控制理论》的教学质量,提出一种与自动化工程实践相融合的《现代控制理论》教学方法,随着每一章节的讲解,将抽象的理论概念与强逻辑性的控制系统分析与设计方法循序渐进地应用到同一个自动化工程实例中,强化学生深入理解抽象的理论知识,提高理论知识与工程实践相结合的能力,从而提高学生对课程的积极参与度以及学生认识、分析、研究和解决自动化工程问题的能力。

县域村镇空间规划的方法体系与路径探索

在新型城镇化战略和乡村振兴战略同步推进的时代背景下,县域小城镇和村庄的发展建设亟需空间规划的有效引导,空间规划体系改革也要求各种规模和类型的村镇普遍开展村镇规划。然而,我国的城乡规划技术体系形成于以工业化和城市快速发展为重点的时代背景下,有关村镇发展的内容针对性不够、指导性不强。新时期村镇空间发展呈现出收缩与扩张并存、“三生”空间矛盾突出、城乡功能一体化、村镇间联系网络化等新现象和新需求。

新工科背景下“运动控制系统”课程教学改革研究

新一代工业革命时代的到来,对工程技术人才的培养提出了更高要求,亟须加快推进工程教育改革创新。该文提出在新工科背景下对自动化专业核心课程"运动控制系统"进行教学改革研究。在分析课程特点的基础上,针对目前教学过程中存在的问题,以从"教"为中心到以"学"为中心的教育理念转变为切入点,重点从教学内容、教学模式、实践环节和考核方式等方面深入开展"运动控制系统"课程教学改革的探索和研究,以期锻炼学生的思维能力和创新能力,培养学生分析和解决实际问题的能力,为切实提高自动化专业新工科人才培养质量打下坚实基础。

县域村镇格局重构与规划治理探索

四十多年来持续快速的城镇化重塑了我国的城市体系和城乡关系,也正在深刻地影响乡村地区的转型发展。新型城镇化和乡村振兴战略背景下,村镇地区遂成为巩固拓展脱贫攻坚成果、实现共同富裕目标的主战场。随着乡村振兴战略规划的实施和新时代“三农”工作的推进,村镇发展正迎来新局面。县域村镇功能提升和空间优化。

基于类的VB.NET控件数组设计

为了解决VB.NET中控件不能象VB6.0使用数组的问题,提出了基于类的控件数组解决方案,并就类控件数组的设计原理和实现方法进行了介绍。

农户生计资本特征及对生活满意度的影响--基于中国13省25县抽样调查数据的分析

基于13省25县抽样调查数据,建立生计资本的测量指标体系,分析农户生计资本的特征,并采用有序多分类Logistic回归模型,探究农户生计资本对生活满意度的影响。结果表明:1)金融、人力、社会和物质资本是当前我国农户生计资本的主要组成部分,自然资本较低,但依然具有不可替代的保障作用;2)农户生计资本具有一定的空间异质性,东部地区农户的金融、人力、社会和物质资本高于中部和西部地区,而西部地区农户的自然资本高于中部和东部地区;3)农户各类生计资本的增加不一定都会提高农户生活满意度,物质、金融或社会资本的增加有利于提高农户生活满意度,而人力资本对农户生活满意度具有负向影响的可能性;4)不同地区,各类生计资本对农户生活满意度的影响程度或影响方向各不相同,应因地制宜地分析影响农户生活满意度的生计资本类型,从而有效地提高农户生活满意度。

融合Hough直线检测和Grab-cut的风机叶片自适应分割方法

完整的边缘信息对风力发电机叶片的边缘缺陷检测至关重要,但由于户外采集的风机叶片图像背景复杂多样,现有图像分割算法的分割精度不足,无法保证边缘缺陷的完整性。因此,提出一种基于图像边缘特征与颜色信息的自适应图像分割方法实现风机叶片边缘检测。首先,使用Hough直线检测初步定位叶片直线边缘;然后,在目标区域应用基于Otus阈值分割和形态学运算的Grab-cut算法,实现叶片图像的自适应分割。采用无人机采集多个场景的图像作为测试样本,对分割方法与其他方法进行定性和定量对比分析。结果表明,该方法能自适应且准确地实现风机叶片图像分割,并保留边缘缺陷的完整性,其边缘覆盖率(0.9717)和边界位移误差(3.0403)指标均优于其他方法,对风机叶片的边缘缺陷检测具有重大潜在应用价值。

磁编码器技术现状及发展研究

磁编码器是一类非接触式新型位置传感器,具有体积小、抗干扰能力强、成本低等优点,在工业伺服控制领域具有广泛的应用。分析了磁编码器的一般性工作原理,重点介绍了磁阻式和霍尔式两类磁编码器的技术现状及应用。讨论了标定查表法、反正切法、锁相环法等磁编码器位置解算方法,对比了它们的优缺点。剖析了磁编码器位置检测的谐波失真、幅相偏差、随机噪声等主要误差来源及其处理方法。调研了国内外市场上主流磁编码器产品的性能指标。指出磁编码器将往高分辨率、高精度、小型化、集成化、更高效的位置解算方法与误差处理技术等方向发展。以上研究与分析,为我国磁编码器的设计与研发、工业控制及智能制造等提供了参考。

基于CC2530与CC3200的室内环境监测系统设计

为了更灵活地实现室内空气温度、空气湿度、烟雾浓度值、室内人数等环境参数实时监控与存储管理,设计一种基于CC2530与CC3200的室内环境监测系统。以CC2530为核心处理单元,通过终端节点对室内环境参数进行实时采集,利用ZigBee协调端建立星型网络进行数据无线传送,并采用RS 232串口通信方式将ZigBee协调器分别与上位机和CC3200进行通信。最终上位机对接收到的数据进行实时监控与存储,CC3200对接收到的数据通过WiFi的形式上传到Web服务器,从而为用户对室内环境参数监测与存储提供更好的途径。

基于锚点的边缘检测优化算法研究

边缘检测算法广泛应用于图像分割、模式识别和缺陷检测等领域。针对传统检测算法中存在的边缘不连续、噪声多、多边缘等问题,引入图像梯度锚点对传统的边缘检测算法进行优化,提高边缘检测的精度和效率。首先通过图像高斯滤波抑制噪声干扰;进而计算图像像素点的局部梯度极大值,提取图像锚点;最后采用智能连接算法将锚点连接实现产品图像边缘的获取。实验结果表明,生成的图像边缘具有连续性好、信噪比高和定位准确等优点,而且对于Sobel、Prewitt和Scharr等不同的梯度算子具有较强的通用性。相比于Canny边缘检测,经过优化后的算法检测效率提高了10%,为提高图像分割和特征提取的技术水平提供新的手段。

人工关节磨屑的显微单视图深度估计方法研究

传统单视图三维重建方法不能满足人工关节磨屑三维信息提取要求,为提高重建精度,提出一种基于SA-UNet网络的人工关节磨屑显微单视图深度估计方法,实现从单一视图下磨屑三维信息的快速获取。该方法首先构建一个融合自注意力机制的U-Net深度估计网络,然后使用光学显微镜和激光共聚焦显微镜分别收集磨屑的二维图像和深度图,再通过图像语义分割提取目标磨屑区域,消除图像背景的干扰,最后利用透视变换使二维图像和深度图相对应,获得训练样本。采用该方法对TC4材料磨屑显微单视图进行深度估计,以激光共聚焦显微镜的三维信息作为参考。结果表明,该方法预测深度的平均相对误差为7.35%,均方根相对误差为3.93,效果优于U-Net、BTS和ACAN。