孤独症者的预测编码缺陷:前馈联结异常还是反馈联结异常?

依据预测编码理论,研究者提出预测缺陷是孤独症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)个体感知运动、认知学习和社交言语等多领域缺陷的基础,即孤独症的预测缺陷假说(Predictive Impairment inAutism,PIA)。在PIA中,研究者基于贝叶斯和层级性推理分别提出“低先验”和“高且不灵活的预测误差精度”两个假说,然而上述假说并未得到一致证据支持。ASD个体在不同领域中不同先验的相对权重并非普遍降低,而是具有广泛的任务或情境敏感性。关于ASD个体是否具备基于环境波动调节预测误差精度的能力,也尚存分歧。此外,关于其潜在机制,是神经调节系统异常导致的自下而上前馈联结异常,还是预测脑区功能异常导致的自上而下反馈联结异常,尚无定论。由此可见,虽然该理论为ASD提供了统一的解释框架,但仍需更多研究证据进行修正和完善,以期为早期筛查和诊断、治疗和教育实践提供指导。

提高储能VSG并网有功响应性能的暂态阻尼策略

储能虚拟同步发电机(VSG)的并网有功在有功指令与电网频率2种扰动下存在动态超调与稳态偏差。提出有功微分反馈补偿(ADFBC)和有功微分前馈补偿(ADFFC)2种暂态阻尼策略,并在分别建立典型VSG、ADFBC和ADFFC 3种策略并网有功闭环小信号模型的基础上,给出了相应的参数设计方法。仿真和实验对比结果均验证了所提ADFBC和ADFFC暂态阻尼策略可有效提高储能VSG并网有功响应,在2种扰动下其并网有功既无动态超调又无稳态偏差。

基于迟滞补偿模型的电液执行机构压力控制研究

为了提高电液执行机构压力控制系统的准确性,提出了一种基于迟滞补偿模型的电液执行机构压力前馈-反馈控制方法。通过研究电液执行机构的液压装置结构,建立电液阀系统迟滞补偿的数学模型。通过分析电液阀系统在稳态时收敛的参考曲线,建立输入电流和输出压力之间的关系表达式。设计了电液执行机构压力信号的前馈-反馈控制方法,利用反馈控制补偿由模型误差和不确定性引起的前馈误差,通过基于滞后模型的前馈控制和附加反馈控制获得所需的性能。利用数学软件Matlab对电液执行机构压力信号的跟踪误差进行仿真,对比和分析不同控制方法在不同环境中的输出效果。结果显示:在无外界波形干扰情况下,采用前馈和前馈-反馈控制方法,这2种控制方法均能较好地完成电液执行机构压力信号的跟踪任务。在有外界波形干扰情况下,采用前馈-反馈控制方法明显优于前馈控制方法,电液执行机构压力信号跟踪精度较高。所提出的前馈-反馈控制方法,对电液执行机构压力信号具有较好的控制效果。

存在声反馈的前馈有源降噪耳机设计方法

现有的前馈有源降噪耳机几乎都是采用扬声器后腔与参考传声器密封隔离的结构,该设计避免了次级声反馈,但也导致最优控制器的难以优化设计的问题。该文提出了一种新的存在声反馈的前馈有源降噪耳机结构,其中参考传声器入声孔朝向人耳且处于扬声器后腔中。针对这种新的有源降噪耳机结构,推导了最优控制器的表达式,提出采用多个级联的二阶IIR滤波器来逼近该最优控制器,将最优控制器的设计建模为一个多约束多参数优化问题,采用差分进化算法来寻找参数向量的全局最优解。实验发现,采用新结构的有源降噪耳机具有更加平滑的最优控制器频响曲线,因此需要更少的滤波器资源。测试结果表明,采用新结构的有源降噪耳机具有更宽的降噪频带和更高的降噪深度且不存在啸叫等问题。

双余度机电作动系统动态力均衡控制方法

飞机多电/全电化技术的发展使得余度机电作动系统广泛应用于飞控舵面作动系统中,但其在主动/主动工作模式下由于作动器输出不同步而造成的力纷争问题仍需解决。针对该问题,建立了系统完整的线性数学模型,分析了动态力纷争的来源和机理,研究并提出了基于速度和加速度前馈补偿控制、基于力差值反馈的PID控制联合作用的动态力均衡控制方法,并对其均衡能力及鲁棒性进行验证,结论得出所提方法不仅可以有效地减弱摩擦、间隙和指令延迟这3个因素造成的动态力纷争,还对系统中各种参数的扰动有一定的鲁棒性。

带载启动下矿用伺服电机前馈-反馈复合控制算法仿真

矿用伺服电机在煤矿井下作业过程中,带载启动等复杂工况经常干扰其位置跟踪的准确性。为解决这一问题,搭建矿用伺服电机Simulink仿真系统,提出一种基于速度与电流前馈-反馈复合控制结构,有效提高了匀速与加减速阶段位置跟踪准确性。不同负载启动情况下矿用伺服电机位置响应仿真结果表明,重载启动时在速度与电流前馈补偿下系统位置跟踪的平均误差降低了48.6%,保证了在2倍额定负载情况下伺服电机位置跟踪的稳定性。

图腾柱功率因数校正器的二自由度控制分析

TPFC一般采用一自由度输出电压控制,在负载变化时输出电压动态特性较差,且启动过程存在明显超调。本文在推导TPFC双闭环控制结构基础上,引用了负载电流前馈控制和输出电压反馈补偿控制,构成两种二自由度(2DOF)控制结构。仿真分析表明,负载电流前馈型2DOF控制可以有效抑制负载变化引起的输出电压波动,但启动过程超调明显;输出电压反馈补偿型2DOF控制可以实现输出电压无超调启动,但是抑制负载变化的能力较差;综合负载电流前馈型和输出电压反馈补偿型的2DOF控制获得满意的输出电压控制效果,表现为启动过程无超调和变载过程无波动。

锅炉给水三冲量控制系统的改进

相对于单回路反馈控制,三冲量控制系统对于锅炉汽包液位稳定有明显改善作用,为解决锅炉人工排污干扰汽包液位的问题,本文在已有蒸汽流量前馈加汽包液位和锅炉给水量串级三冲量控制基础上,再次引入锅炉汽包液位对锅炉给水量的前馈控制,形成双前馈-反馈控制算法架构,它弥补了经典三冲量控制系统给水量对锅炉液位变化不敏感的问题。采用了偏差死区技术,在汽包液位符合工艺要求前提下,尽量避免给水阀门小幅反复动作,从而延长阀门的使用寿命。现场实际应用后,汽包液位平稳,证明双前馈-反馈控制算法的有效性。

LCL型并网逆变器电网电压前馈控制策略研究

为抑制LCL型并网逆变器系统固有谐振频率,消除非线性负载带来的电网电压畸变并网电流谐波,通过电容电流反馈有源阻尼控制减小LCL固有谐振。为抑制电网电压对并网电流产生的影响,采用电网电压前馈控制策略实现,对比各种前馈控制效果,从而得到高质量的并网电流。通过MATLAB/Simulink仿真验证所提前馈控制策略有效。

新能源专用车辆的速度监控策略研究

随着环保需求的增加和新能源技术的发展,新能源专用车辆在我国得到了广泛应用。但是,新能源专用车辆的速度控制策略仍存在研究空白。本文选取新能源专用车辆为研究对象,研究其速度监控策略,首先,根据车辆的动力学模型和驾驶行为模型建立了车速预测模型;然后,设计了一种新的速度控制策略,该策略采用了混合反馈-前馈控制结构,并结合模型预测控制和滑模控制等多种控制方法;最后,在各种典型的驾驶工况下进行了仿真验证。研究结果表明,新的速度控制策略可以有效地改善车辆的速度跟踪性能和能源利用效率,同时还能保证驾驶者的舒适性。该研究为新能源专用车辆的研发和应用,特别是其控制策略的选择和优化提供了重要的参考。

驱动机械多缸液压系统协同控制方法设计

针对驱动机械的多缸液压系统,为实现各个液压缸之间的协同运动控制,提出一种基于前馈控制器的自动协同控制方法。首先分析多缸液压系统,确定每个液压缸的动态控制方程,然后将协同控制分为前馈控制器和自适应PID控制器两部分。其中,前馈控制器通过分析系统的反馈信息,预测可能存在的液压缸运动误差,并设计前期处理措施;自适应PID控制器结合自适应技术和PID控制器优点,自动识别各液压缸的实时负载情况,按需调节液压缸的输出流量,从而实现自动调整与协同控制。测试结果表明:该方法有效降低了各液压缸间的同步误差,可将误差控制在合理范围内,确保液压系统始终处于平稳的运行状态,不会出现较大的波动。

乘用车发动机电控冷却系统控制策略

针对乘用车发动机冷却系统水温控制问题.建立某车型冷却系统仿真模型,通过台架试验验证模型,在模型的基础上设计PI反馈控制和前馈-反馈综合控制的控制策略,将3种冷却系统控制方式在暖机、负荷突变情况下进行对比,并在新欧洲行驶循环(NEDC)下考虑冷却系统功耗进行综合分析.结果表明:PI反馈控制策略可将发动机冷却液出口水温波动控制在±1.5℃,而综合控制则将温度波动控制在±0.5℃,PI反馈控制和综合控制较原机减小暖机时间,相对原机系统在NEDC循环下分别降低功耗55.3%、58.0%.采用前馈-反馈的综合控制方式较PI反馈控制策略冷却液温度波动更小且冷却系统附件功耗能够进一步降低.

新型动态电压恢复器的拓扑与控制策略

为改善电能质量,提出了一种由PWM交流斩波变换器和变压器组成的动态电压恢复器电路拓扑。变压器一次侧通过固态继电器投切组与交流斩波变换器输出端相连,其二次侧与负载串联。当电网电压发生波动时,通过改变交流斩波变换器输出电压以及固态继电器组投切状态,达到调节补偿电压、保持负载电压稳定的目标。新型动态电压恢复器不需使用电池、大容量电容、电感等储能元件,能够有效补偿电网电压波动,具有体积小、成本低的特点。针对所提出拓扑,设计了基于瞬时电压的前馈反馈控制策略,并利用数字信号处理器(TMS320F2812)实现了该算法。实验结果验证了所提出方案的有效性。

基于可拓优度评价的智能汽车横向轨迹跟踪控制方法

针对复杂工况横向控制精度低、稳定性差的问题,提出了一种基于可拓优度评价的智能汽车横向轨迹跟踪控制方法,创新采用可拓优度评价控制方法,设计了两层结构的横向轨迹跟踪控制系统。上层控制器包括基于预瞄偏差的PID反馈控制和基于道路曲率的PID前馈反馈控制;下层控制器利用可拓优度评价方法来评价上层两控制器的优劣,根据实时的车辆道路系统状态,选择优度高的控制器输出值,从而实现智能汽车横向轨迹跟踪控制功能,不论是小偏差、小曲率工况,还是大偏差、大曲率工况,都能达到良好的控制效果,提升了智能汽车横向控制系统的工况适应性和可靠性。仿真结果表明,与单一PID反馈控制相比,采用优度评价控制时,横向位置偏差和航向偏差分别减小了16.67%和12%。

自动驾驶汽车横向可拓预瞄切换控制系统研究

针对曲率变化范围大的弯道混合道路工况下,自动驾驶汽车横向控制系统的适应性和控制精度不高的问题,本文中提出了一种自动驾驶汽车横向可拓预瞄切换控制方法。控制系统由上层可拓控制器和下层控制器两部分组成,实现了在经典域中反馈控制和可拓域中前馈-反馈控制策略的切换控制。Simulink仿真结果表明,该控制方法在保证小曲率道路控制精度的同时,降低了大曲率道路的控制误差,对于时变工况具有很好的适应性。

高速开关阀控液压缸的位置控制

为了研究高速开关阀在液压缸位置控制系统中的应用,在分析高速开关阀流量特性的基础上,针对高速开关阀流量控制存在的死区和饱和区,利用脉频调制（PFM）和脉宽调制（PWM）相结合的控制方式对高速开关阀进行补偿,使其流量线性化。在液压缸控制过程中,针对纯反馈的滞后性和前馈控制抗干扰性差的特点,提出了前馈-反馈的控制策略,即对高速开关阀提前给定一定频率和占空比的脉冲信号,利用模糊算法实时调整高速开关阀的工作频率和占空比,对液压缸中活塞的位移误差进行修正,以达到对液压缸中活塞位置的精确控制。利用节点容腔法建立了液压缸的进油和回油支路的流量与力学方程,并在Simulink环境下建立起仿真模型,通过FESTO液压实验平台搭建油路进行实验验证,得出了仿真与实验情况下的液压缸中活塞位移及高速开关阀的频率、占空比特性曲线。仿真与实验对比结果表明：综合运用模糊控制修正的前馈-反馈控制策略与PWM-PFM相结合的控制算法,可有效实现液压缸中活塞位置的精确控制,其误差可控制在-0.3-0.3mm内。

漂白过程温度智能控制

针对制浆工段漂白过程碱化塔、漂白塔温度控制及工艺特点 ,采用前馈 反馈控制系统结构 。

重型车辆液压辅助驱动系统的前馈+反馈复合控制

基于传统重型车辆开发了液压辅助驱动系统,可使车辆在低附着路面上从单一的机械后轮驱动变为全轮驱动,从而提高车辆的动力性.为提高整车牵引效率,文中设计了前馈+反馈控制器来调节该系统中变量泵的排量,即通过前馈环节由挡位确定泵的目标排量,再根据前后轮转速差反馈环节动态调节泵的最终排量.基于Matlab/Simulink和AMESim平台的联合仿真结果表明,在典型的低附着路面条件下,使用液压辅助驱动系统后,车辆的最大爬坡度和牵引力分别提高了14.4%17.2%和13.4%15.6%.实车测试结果表明,该策略可保证液驱系统平稳工作,仿真模型具有较高的准确性.

基于前馈反馈复合控制的盾构土压平衡控制

为使盾构土压平衡控制系统既有较高的土压力控制精度又能及时消除推进速度波动对土压力产生的干扰,在现有土压平衡控制系统基础上,提出基于推进速度前馈密封舱压力反馈的土压平衡控制系统。建立密封舱土压力数学模型,根据模型描述的推进速度、螺旋输送机转速和密封舱土压力之间的关系,通过推进速度前馈环节得到螺旋输送机转速相应的改变量,在推进速度波动对密封舱压力造成干扰之前进行补偿。同时,系统中的土压力反馈环节可以进一步消除其他干扰因素造成的土压力控制误差,提高系统稳态精度。利用在盾构实验台上采集的实验数据进行对比分析计算,验证土压力产生机理模型的有效性。结果表明,在前馈-反馈土压平衡控制系统中推进速度改变后螺旋输送机马达转速的响应时间约为0.5 s,而在反馈系统中约为2.5 s,前馈反馈系统土压力控制最大相对误差为1.54%,而反馈系统为6.52%,因此证明当推进速度波动时,采用前馈反馈控制的土压平衡控制系统具有更好的性能。

交流Buck型动态电压调节器的建模与控制

通过分析交流Buck型动态电压调节器的工作原理和电路结构,考虑电路主要元件寄生参数影响,建立了其状态空间平均模型。在此基础上,以交流电压瞬时值作为实时输入信号,设计了输入电压前馈结合输出电压反馈的实时控制方案。在输入电压发生波动或畸变情况下,所设计方案能够有效抑制电压波动,消除谐波畸变,保持输出电压稳定,动态响应速度快。以数字信号处理器DSPIC30F4011为主控芯片,设计了实验样机。仿真与实验结果验证了所提出控制方案有效性。