基于模糊自适应纯追踪模型的农业机械路径跟踪方法

为了提高农业机械自动导航控制系统的精度,提出了一种基于模糊自适应纯追踪模型的农业机械路径跟踪方法。该方法基于纯追踪模型进行农业机械路径跟踪控制,结合农业机械运动学模型来确定车轮期望转向角;采用模糊自适应控制在线自适应地确定纯追踪模型中的前视距离,提高了路径跟踪的精度。农业机械的路径跟踪实验结果表明,路径跟踪的最大误差不超过10 cm,平均误差小于5 cm,完全满足农业机械的作业要求,验证了提出方法的可行性和有效性。

WPSS输入反馈时延的自适应分段补偿设计

广域电力系统稳定器(WPSS)是抑制电力系统区间模式振荡最有效的方法之一。WPSS以相量测量单元(PMU)量测的远方同步信号为反馈输入,在将其应用到工程实际时需要着重考虑远方信号的时延问题。从长期来看,时延通常会在一定范围内呈现一定的随机分布特性。文中设计了一种自适应分段时延补偿器,将时延分为若干个区间,对每一个区间设计时延补偿。时延补偿器根据在线量测得到的实际时延自适应地调整控制器的时延补偿区间,以达到最优补偿的目的。文中重点讨论了时延分段的方法以及时延补偿器自适应调整的规则。将提出的自适应分段时延补偿器在两区四机系统中实现,不同工况下的数值仿真结果表明了补偿器的有效性和鲁棒性。RTDS实验结果进一步表明所提方法可行且有效。该方法考虑了长时期内时延的变化,符合工程实际情况,适合于现场工程应用。

电动汽车非接触充电负载自适应控制方法

在电动汽车电磁感应式非接触充电系统中,电能接收端电路需要恒定的等效负载以保证系统运行在最大效率点。为此,针对电动汽车在恒流或恒压的充电模式中充电功率实时变化导致等效电阻无法保持恒定的问题,提出一种电磁感应式非接触充电负载自适应控制方法:该方法基于恒流恒压充电方式,通过制定参数初始匹配和负载自适应调节2个阶段的控制策略,将电池的充电电压、电流以及功率进行离散化分段控制;通过改变三相整流装置输出电压,间接改变非接触充电电能转换装置的输出电压,实现充电功率的实时变化;基于直流降压电路输入端电压和电流的比值,通过实时改变占空比信号,以保持电能接收端等效负载不变。该方法在兼顾电池充电时间和安全性的基础上,确保系统工作在最大效率点。通过算例验证了所提方法的正确性和可行性。

多路视频监控信息传输中网络带宽资源利用的优化策略

针对铁路客运专线运输安全监控系统的特点,研究在网络带宽资源受限条件下的多路视频实时传输最佳策略问题,提出一种基于源端网络流量实时采集的视频流码率控制和网络拥塞避免机制。建立基于这一系统结构的流量控制模型,应用自动控制理论,推导出稳定的流量调节算法。对带宽资源分配的公平性原则进行扩展,通过设置视频源“优先级”,实现网络带宽的“按需”动态自适应调节的算法;同时引入自适应修正因子β和γ,根据调节误差对每路视频流的带宽占用率α进行动态修正。试验数据表明,这一拥塞避免策略对网络瓶颈部分的带宽利用率可达97.4%,调节时间在5 ms左右。

矿浆中和过程中基于模型预估模糊自适应控制

氢氧化镍钴矿浆用已有的中和过程闭环控制方法,在受到随机干扰影响的情况下,常会造成终点pH值偏离目标值,影响后续工艺过程的矿浆沉淀性能,降低镍钴氢氧化物的产品质量.提出模型预估与模糊自适应相结合的控制方法,通过模型预估控制尽量消除大滞后带来的影响,采用模糊自适应控制可以及时、有效地调整石灰石浆流量的设定值,采用PI控制器跟踪其设定值,从而满足pH值的工业过程控制要求.在国外某大型氢氧化镍钴冶炼厂的成功应用,表明该方法有效地解决了中和过程存在的大滞后时变等问题,使得氢氧化镍钴矿浆中和过程稳定运行,提高镍钴金属成分的回收率.

六自由度气浮台及其姿态平台自动平衡系统设计

针对卫星交会对接中相对姿态和位置的控制问题,设计一种6自由度(DOF)气浮台,并推导出描述两个气浮台模拟卫星交会对接运动的耦合6自由度(DOF)动力学模型。为解决气浮台模拟空间失重环境中的重力力矩干扰问题,设计一种基于应用新颖的快速非奇异终端滑模面的自适应有限时间控制器的自动平衡系统,估计出质心位置,通过控制三个平衡质量块补偿姿态平台质心与旋转中心之间的位置偏差。李雅普诺夫理论推导和仿真结果表明,该方法可以快速完成对姿态平台质心位置的准确估计,实现质心与旋转中心的高度重合。

FOUR WHEELS DRIVEN INDEPENDENTLY BY ONE PUMP DRIVING FOUR HYDRAULIC MOTORS

An improved Narendra model reference adaptive control (MRAC) scheme isproposed to research one variable displacement pump driving four hydraulic variable displacementmotors. This approach not only ensures the underdamped and unstable system be global uniformasymptotic stability, but also has good robustness in these aspects of modeling uncertainty,pressure fluctuation of constant pressure network, and disturbance from external load, which alsoupgrades the rapidity of system response so as to make controlled system with nicer dynamic quality.The scheme of one pump driving four motors can meet the demand on off-road mobility of engineeringvehicles and armored cars. A proof of stability about improved Narendra MRAC scheme is also given.

垃圾焚烧炉炉温加权因子自适应控制方法的研究

通过分析垃圾的焚烧处理过程可知,不稳定的垃圾焚烧状况是影响垃圾处理效果的一个主要原因。过低温度将导致大量有害污染物的生成,造成垃圾处理二次污染,过高温度又带来其他问题。控制垃圾焚烧温度、保证垃圾焚烧过程的稳定成为垃圾清洁、经济处理的关键,也是目前重要的研究方向。在分析垃圾焚烧过程的基础上,应用模糊自适应控制方法对垃圾焚烧炉温过程进行控制,并对此控制方法进行了仿真,仿真结果表明模糊自适应方法具有良好的控制效果,是解决垃圾焚烧过程炉温不稳定的有效途径。

零差速电传动履带车辆转向负载自适应控制策略研究

针对零差速电传动履带车辆,提出了一种包含转速闭环控制的自适应于转向负载的控制策略.通过对转向动力学模型进行等效线性转换,推导了适应模型参考自适应控制基本原理的电机需求转矩计算方程,综合了自适应控制律.对采用转矩控制策略、转速控制策略和自适应控制策略下的3种负载突变转向过程进行了对比仿真.所得结果说明,在应用自适应控制后,地面负载变化时,履带车辆能够获得期望的转向角速度响应.自适应控制策略保持车辆转向稳定性的控制能力优于传统的转矩控制策略和转速控制策略.

基于滑模矢量控制的三相交流调速系统的研究

在三相交流调速系统中,整流侧采用空间电压矢量控制技术可以实现整流环节网侧电流正弦化,运行于单位功率因数,且能实现能量的双向流动。整流器和逆变器均采用全控型器件,器件工作在高频状态。文中采用模型参考自适应(MRAS)技术对三相交流异步电机的转速和磁链进行观测,并采用基于指数趋近律设计方法的滑模速度控制器来代替传统的速度控制器,通过MATLAB仿真研究,加入滑模控制,增加了调速系统负载的抗干扰性,提高了系统的响应速度,使得系统运行更加稳定。

便携式旋转超声振动钻研究

为碳纤维复合材料构件的钻孔，研制出一种便携式旋转超声钻。设计了小型化超声振动系统，并对其主要性能进行了试验分析。对于超声波发生器，提出电流反馈式的搜索电流最大值来实现频率的自动跟踪。还介绍了用步进电机作为驱动元件，兼有压力检测的约束型适应控制。

基于超混沌系统自适应广义函数投影滞后同步的保密通信(英文)

研究了一种基于广义函数投影滞后同步的保密通信方案。广义函数投影滞后同步指的是驱动系统的输出滞后于响应系统,同时两者的输出信号比值是一个确定的函数比例矩阵。首先提出一种基于超混沌系统广义函数滞后同步的保密通信方案,在发送端,有用信号被调制到Iorenz-Stenflo(LS)系统的第四个状态变量上。基于自适应控制方法,设计了相应的控制器,使得Lorenz-Stenflo(LS)和Lu超混沌系统渐进同步。最后,有用信号可以从输出端提取出来。数值仿真验证了该方案的有效性。

模糊自适应控制在柔性机器人操作臂中的应用

将拉格朗日和假设模态法相结合,建立了柔性机器人操作臂的动力学方程,并提出了一种模糊自适应控制策略。在柔性操作臂末端带有不同的载荷时,分两种情况进行了控制仿真实验:定位控制和轨迹跟踪控制。与PD控制仿真实验的结果相比较,模糊自适应控制器在轨迹跟踪和振动抑制方面反映出更好的稳定和鲁棒性能。

反演设计的三维空间微重力模拟系统控制系统

针对目前做复杂运动的大中型飞行器地面微重力环境难以实现的问题,设计了新颖的模拟装置,并提出了基于反演的自适应补偿控制方法.该装置采用剪式升降系统、轴承导向系统、电机驱动系统、气悬浮系统等组合的方式来实现复杂运动的三维微重力模拟.该系统采用气悬浮方法来实现二维平面随动,采用力反馈的主动控制方法来补偿重力,实现竖直方向升降.在考虑系统精确模型难以获得及存在外界干扰的情况下,提出了基于后推的自适应控制方法保证了系统的鲁棒性,设计了自适应控制律,实现了对系统不确定模型的实时估计.试验表明,在目标重力突变的情况下,控制系统依然能达到较高模拟精度,对于复杂空间运动的飞行器微重力模拟具有重要工程价值.

捕获目标后组合体航天器抗干扰自适应控制

针对空间机器人系统捕获非合作目标后由于质量特性参数和动量突变影响导致的组合体系统失稳问题,提出了一种基于系统动力学模型的抗干扰自适应控制方法。利用拉格朗日方法对系统进行动力学建模,通过冲击动力学建模分析得到了捕获目标后组合体系统的初始状态;基于系统动力学模型设计了线性反馈控制方法,考虑组合体质量特性参数不确定性以及外在干扰不确定性,对组合体系统动力学模型进行了不确定参数线性化,设计了参数自适应线性反馈控制方法;最后以平面三关节机械臂系统捕获旋转目标为例进行了仿真计算。组合体系统的运动状态量趋于期望值,速度级状态变量误差量级控制在10^(-4)以下,位置级状态变量误差量级控制在10^(-3)以下,说明该控制方法可以很好地保持捕获目标后组合体系统的稳定。

静压检测系统模型参考自适应控制策略研究

为提高玻璃钢管道的1000h静压检测试验的精度和响应速度,实现对目标的实时跟踪,提出了一种基于广义误差的模型参考自适应控制策略。首先建立了静压检测系统的数学模型,其次根据李雅普诺夫稳定性理论,设计了基于广义误差的模型参考自适应控制器,然后建立Simulink仿真模型,通过自适应控制和PID控制比较验证了该方法的有效性,最后搭建检测系统平台,通过现场1000h的静压检测试验对控制效果进一步验证。结果表明,在自适应控制策略下,检测系统的实际压力值可以较好地跟随期望压力值,稳态误差不超过±0.03 MPa,完全满足玻璃钢管道的静压检测精度要求。

风光互补发电系统功率输出的自适应控制

针对风光互补发电系统在运行过程中出现的供电功率空缺以及直流母线电压不稳定问题,依据光伏为主力发电源,风为辅助发电源的发电方式,提出了以风力发电的输出功率补偿光伏发电的输出功率的自适应控制方案。鉴于发电系统中固有的非线性特征和运行中的参数变化,对风力发电系统采用自适应控制实现对互补发电系统中所需功率的差额实时补偿,保证直流母线电压的平稳。为实现蓄电池充电稳定性,结合蓄电池非线性充电模型设计了充电电流跟踪控制器,确保对期望充电电流的跟踪。理论分析和仿真结果均表明,在互补发电系统运行中采取的控制策略的可行性。

时变大纯滞后系统的单神经元自适应控制

阐述一种新型单神经元自适应控制器,对时变大纯滞后系统实现快速有效的实时控制。该单神经元采用一种新学习算法,并与Smith补偿、在线辨识相结合,在保留单神经元器适应性强优点的同时,改善了单神经元器的动态性能,减轻了大滞后对象控制结果不能及时反馈的不足。应用该控制策略对大滞后一阶仿真研究表明,对大滞后时变系统具有较强的适应性和鲁棒性,各种控制性能优于常规单神经元PID和常规PID。

一类带有执行器故障不确定线性系统的自适应H_∞控制

针对一类带有不匹配外部扰动、非线性参数不确定性和执行器故障的线性系统,提出一种基于自适应容错技术的H_∞控制方案。所设计的变增益容错控制器既可以对外部扰动具有良好的抑制作用,同时也可以有效补偿系统参数不确定和未知故障的影响,进而保证闭环系统具有期望的优化性能指标。飞行控制系统的数值仿真例子表明了所提出控制方法的有效性。

经编机电子横移系统的模型参考自适应控制

为解决经编机电子横移系统中存在的磁链谐波扰动、摩擦力扰动等内、外部扰动引起的参数摄动问题,使得针对精确模型的控制手段能够满足控制要求,提出了利用模型参考自适应控制策略进行控制器设计,并进行仿真实验。结果表明,与PID控制方案相比,模型参考自适应控制策略不仅能够保证闭环系统的全局稳定性以及对参考模型的精确跟踪,而且能够很好地抑制模型参数的不确定性对控制效果带来影响,验证了控制策略的有效性。