基于bang-bang控制平滑正则化的动力制动轨迹优化

针对行星定点软着陆实时在线制导的任务需求,结合行星着陆轨迹优化技术在动力学特征、约束条件、不确定环境方面的特点,以燃料最优为性能指标,提出了一种平滑正则化处理不连续切换点的方法。而以燃料最优为性能指标的着陆问题,其推力或推力加速度大小为最多切换两次的bang-bang控制,用间接法将其转化为一个两点边值问题会带来对初值敏感、算法复杂度高且依赖于导数的数值算法无法求解的问题。为此,对比了以末端高度为性能指标的气动制动和以燃料最优为性能指标的动力制动,对动力制动中的推力bang-bang控制问题,通过对切换函数的分析将其控制形式分解为3种情形,进而引入偏差参数,对bang-bang控制的不连续切换点进行平滑处理,使其转化为可以直接用数值算法求解的连续可导函数,并通过数值仿真验证了该方法的可靠性、快速性和精确性。结果表明:相较于直接法中的伪谱法,该方法对初始值不敏感,降低了算法复杂度,收敛性好且终端误差较小,解决了模型对初始值敏感、数值算法无法直接求解bang-bang控制的难题。

Bang-Bang型电推进氙贮供系统两相流仿真研究与开闭周期优化

针对某Bang-Bang型电推进氙贮供系统,基于Amesim仿真平台搭建起流动、传热动态数值模型进行两相流仿真研究,采用MBWR状态方程准确揭示氙工质相态变化。仿真模型与试验数据对比验证后,对Bang-Bang阀开闭周期进行参数敏感性分析来优化系统设计。结果表明:系统各工作阶段Bang-Bang阀下游缓冲罐压强以及各极流量仿真结果与试验数据或额定值误差在1.76%以内。Bang-Bang阀在异步工作周期中,中间小气容由于焦汤效应而温度瞬间下降,氙工质由气态转变为两相态并持续0.315s。采用适中的开闭周期可以在缩短缓冲罐建压响应时间的同时实现Bang-Bang阀的长寿命使用。

基于Bang-Bang+前馈策略的磁轴承执行器失效故障容错控制

对于传统磁轴承系统,发生单个下执行器失效故障后,悬浮的转子通常会与保护轴承发生碰撞,影响运行稳定性,甚至导致悬浮系统失稳,危害系统安全运行。在不改变磁轴承硬件架构的基础上,通过容错控制可以避免该碰撞,对于提高系统可靠性具有重要意义。为此,该文首先建立考虑部分执行器故障的两自由度转子动力学模型,提出针对上执行器的Bang-Bang控制算法,实现了故障磁轴承侧转子回到平衡位置的时间最优控制,并结合前馈控制使转子在BangBang控制结束后直接达到稳定状态。仿真和实验结果表明,在全转速范围内故障侧最大位移幅值与转子正常轴振幅值相差不超过0.04mm,且转子在0.2s内恢复至稳定悬浮,故障侧轴承座振动加速度在0.03s内恢复到正常幅值,避免了定转子碰撞,证明了该算法的有效性。

Bang-Bang阀调节的开关型贮供系统压力控制特性

针对某射频离子电推进氙气贮供系统长期在轨、高精度减压的技术难点,提出了一种基于双无摩擦电磁阀Bang-Bang控制的开关型贮供系统方案。建立了开关型贮供系统减压模块的气动-控制-电磁-机械动态数学模型,基于AMESim平台搭建了贮供系统的工作特性仿真模型,对贮供系统减压模块中缓冲罐输出压力随时间的变化情况进行了仿真研究,分析了入口压力、缓冲罐容积和中间腔容积对压力控制特性的影响。计算结果表明:通过控制器特定的分布开关控制方式,使Bang-Bang阀组件在一个减压周期内只向缓冲罐补充极少量气体,保证了缓冲罐输出压力能够持续稳定在设定的压力上下限范围内,实现了氙气工质从550 kPa到60 kPa的长时间、高精度减压要求;入口压力对减压模块调节性能的影响较大,入口压力越大,贮供系统的压力控制精度越低;贮供系统减压模块的仿真结果与试验结果基本一致,验证了仿真模型和仿真结果的正确性。

基于Bang-Bang控制的智能开关预测控制算法

为解决Bang-Bang控制原理具体应用中存在的如何纳入状态变量的附加约束条件、开关曲线的求取和最优轨线的确立等复杂问题,提出了一种智能开关预测控制方法.该方法根据离散卷积定理提炼出一组新的控制信号集,然后设计新的切换方程和减速规律,并在开关控制框架下,实施有阈值信号制约的最小拍增量控制.本文所提出的方法全面改善了预测控制的策略和算法,使控制系统动态性能良好,过渡过程时间小于理想开关控制过渡过程,且单调衰减,原理上稳态无静差,系统反应时间短,定位精度高,对输出扰动具有一定的鲁棒性,而且适用范围更加广泛.仿真结果表明了该控制算法的有效性.

Bang-Bang+模糊PID煤湿度控制器设计与实现

介绍了湖南湘潭钢铁集团有限公司煤湿度控制系统,采用Bang-Bang与模糊PID相结合的控制策略,利用模糊控制技术在线调整PID的参数来优化PID性能,使系统在静态、动态都有比较理想的性能指标。选用ARM7 LPC2131作为控制器,给出了控制系统的结构图和模糊规则表,并对控制器硬、软件进行了设计。实际运行结果表明控制系统具有较好的控制性能。

汽车坡起中EPB的Bang-Bang控制研究

针对车辆坡道起步问题,提出了基于Bang-Bang控制的气压式EPB控制策略.分析了坡道起步过程中的受力变化以及气压式EPB工作原理,研究了电磁阀的工作特性,提出了EPB电磁阀的脉宽调制(PWM)和脉频调制(PFM)的结合控制方式.研究了坡道起步过程中驱动力矩与制动力之间的对应关系,提出了坡道起步需求气压理想控制目标,采用Bang-Bang控制算法作为系统控制策略核心算法控制EPB电磁阀.在试验车上进行了坡道起步试验,起步平稳无溜车,控制效果良好,证明了控制策略的可行性.

基于Bang-Bang控制的直流大信号暂态稳定控制器研制

为了利用直流大功率快速可控的特性来提高电力系统暂态稳定性,设计了基于Bang-Bang控制的直流大信号暂态稳定控制器,包括控制策略的设计和关键参数的选择。详细分析了暂态过程中换流母线电压和系统短路比对直流功率提升能力的影响,提出了直流暂态稳定控制的功率阈值选取原则。在三机系统模型中研究了直流功率控制的上升/回降速率和死区阈值的选择对控制性能的影响。在南方电网直流控制保护详细模型中测试了暂态稳定控制器的控制效果,结果表明:同一运行条件下,当无控制器投入时,系统会出现暂态功角失稳;当在±800 k V楚穗直流中加入控制器后,系统能保持暂态功角稳定,验证了控制器能有效提高系统的暂态稳定性。

高压气动体积减压系统的Bang-Bang控制研究

研究了高压气动体积减压系统的建模方法 ,推导了体积减压系统的数学模型 ;建立了体积减压系统的Bang Bang控制仿真模型 ;系统控制的仿真结果与实验结果比较 ,证明了文中提出的理论方法的正确性 ,可用于指导气动压力控制系统的设计和应用。

基于Bang-Bang控制的宽量程电流互感器

当一次工作电流大范围变化时,电流互感器的测量误差也将发生较大变化。该文在分析造成互感器误差变化原因的基础上提出采用双级互感器的手段,通过Bang-Bang控制对互感器的误差曲线进行平滑改造。该方法利用Bang—Bang控制的快速响应特性,可以有效提高互感器的测量准确度,拓宽互感器的量程。实验证明,一次电流从额定值的2％变化到120％,该电流互感器的测量误差不超过一次电流额定值100％时准确度为0.1级的测量标准。

用于Bang-Bang模式开关电源的高速比较器的设计

比较器是Bang-Bang控制模式开关电源的核心模块。由于Bang-Bang控制模式开关电源的开关频率很高,因此对比较器的速度要求很高。通过对输入信号进行预放大,采用轨对轨的结构,实现了对比较器时延的优化。基于0.18μm工艺,利用Cadence软件,对比较器电路进行仿真验证及版图设计,上升和下降时延都小于2ns,性能较好。

基于Bang-Bang控制思想的迭代学习控制算法研究

根据迭代学习控制基本原理,吸取了Bang-Bang控制的思想,提出了新的迭代学习控制算法。与常用的利用迭代误差或误差变化率进行控制率计算的算法相比,该算法只需根据迭代误差的符号即可计算控制率,不仅大大减小了计算工作量,而且增强了系统的抗干扰能力。给出了算法表达式和控制结构图,进行算法收敛性分析。仿真结果表明该算法的有效性和收敛性。

分段变结构Bang-Bang控制器在气动脉宽调制位置伺服系统中的研究

本文提出了一种分段变结构 Bang- Bang控制方法 ,并应用于气动脉宽调制高速开关阀控气缸位置伺服系统 ,使得控制性能得到了明显改善 。

基于Bang-Bang控制的倒立摆系统摆起和镇定

针对一级直线型倒立摆对象 ,基于Bang-Bang控制和线性二次型最优状态反馈控制 ,提出了一种基于状态的切换控制策略 ,实现了倒立摆的快速摆起和镇定。最后通过仿真实验表明 。

改进bang-bang控制的磁流变阻尼钢弹簧浮置板轨道基频的减振效果

为了应用磁流变阻尼器解决钢弹簧浮置板轨道基频振动放大的问题,首先应用修正的Dahl模型表征磁流变阻尼器的非线性动力响应,其次建立磁流变阻尼器隔振钢弹簧浮置板轨道模型,并结合改进的bang-bang控制算法,仿真分析地铁车辆-轨道-磁流变阻尼器隔振钢弹簧浮置板轨道垂向耦合系统的动力响应特征。研究结果表明:1)磁流变阻尼器对钢轨和浮置板道床的最大位移基本无影响,但可有效减小列车到来和离开时刻钢轨和浮置板道床的振动位移;2)磁流变阻尼器能够显著降低钢弹簧浮置板轨道基频处支点反力幅值,但在中高频范围内幅值会被放大;3)运用改进bang-bang控制算法后,磁流变阻尼器不仅可有效减小基频处支点反力幅值,同时还可解决中高频范围内支点反力放大的问题;4)运用改进bang-bang控制算法后,磁流变阻尼器可减小浮置板轨道2.5Hz以上范围内的垂向振动加速度振级。

变切换线Bang-Bang变结构控制及在调平系统中的应用

为满足调平系统对快速性和准确性的要求,提出了应用于调平系统的Bang-Bang变结构控制算法,同时给出了切换线参数的配置原则;针对固定切换线的Bang-Bang控制对变化的负载控制能力弱的特点,提出了模糊自适应变切换系数的方法,降低了系统在切换线附近的抖振,同时提高了系统的调平速度。对比调平系统中普遍采用的PID控制方法,该方法仅需调节一个参数,降低了参数整定的难度。仿真和实验测试表明该方法是稳定的、简单的和有效的。

基于S7-200改进Bang-Bang控制算法在温度控制中的应用

针对硬胶囊生产对风干区温度控制的要求,在研究了Bang-Bang控制算法的基础上,提出一种改进的Bang-Bang控制算法,该算法不但有效抑制了温度超调、克服了温度惯性,而且提高了控制精度。经实际应用表明,该算法控制策略简单,控制精度高,具有较高的实用价值。

用Bang-Bang控制策略实现快速定位最优系统

提出了一种基于Bang Bang控制策略、采用廉价编码盘所实现的高性能快速定位最优系统。同时给出了完整的实验波形分析和基本算法。

提高自动化控制水平降低石灰窑煤耗

根据石灰窑特性和工艺特点,用模糊控制理论建立模糊控制规则,通过模糊推理获得模糊控制决策,进而对石灰窑进行温度模糊控制,提高炉窑温度控制精度。通过Bang-Bang控制器解决了炉窑温度控制调节时间长的问题通过案例推理优化空煤比,降低煤耗。

空间小推力轨道最优Bang-Bang控制的两类延拓解法综述

介绍了空间小推力轨道优化问题中的最优Bang-Bang控制问题,对两类延拓解法给出了描述:第一类解法首先求解能量最优解,然后采用能量–燃耗同伦得到最优Bang-Bang控制;第二类解法引入推力开关切换准则,以双脉冲解作为初解,通过参数延拓得到最优Bang-Bang控制。对两类延拓解法进行了比较,指出了各自的优势与特点。对延拓方法应用于求解更加复杂的小推力轨道设计问题进行了展望,提出了包含初解、延拓与拼接三要素的人工智能轨道优化概念。