Load Shedding Strategy Based on Combined Feed-Forward Plus Feedback Control over Data Streams

In data stream management systems (DSMSs), how to maintain the quality of queries is a difficult problem because both the processing cost and data arrival rates are highly unpredictable. When the system is overloaded, quality degrades significantly and thus load shedding becomes necessary. Unlike processing overloading in the general way which is only by a feedback control (FB) loop to obtain a good and stable performance over data streams, a feedback plus feed-forward control (FFC) strategy is introduced in DSMSs, which have a good quality of service (QoS) in the aspects of miss ratio and processing delay. In this paper, a quality adaptation framework is proposed, in which the control-theory-based techniques are leveraged to adjust the application behavior with the considerations of the current system status. Compared to previous solutions, the FFC strategy achieves a good quality with a waste of fewer resources.

面向56 Gb/s高速SerDes接收机DSP设计

高速接口芯片是高性能互连网络通信中的一款重要IP,针对56 Gb/s四脉冲幅度调制信号在高性能互连网络背板通信中,由于传输距离长信道衰减严重导致误码率高的问题,提出一种面向56 Gb/s高速Serdes接收机DSP设计。该DSP采用64路并行结构,通过16抽头前向反馈均衡器,以及1抽头预判决反馈均衡器对接收端数字化后的信号进行处理;采用基于K-均值聚类算法生成动态变化的判决电平并结合最小均方误差算法,能够处理15~35 dB不同信道衰减下的均衡问题。为了验证算法的性能,还搭建了一个基于模拟前端芯片和现场可编程门阵列的实验验证平台。实验结果表明,在信道衰减为15~35 dB@14 GHz,速率为56 Gb/s的条件下,误码率均小于5e-10。

一种适用于DC/DC变换器的双向磁反馈电路研究

针对隔离式DC/DC变换器空间辐射应用的特殊性,为了提高反馈精度和稳定性,一般采用磁隔离反馈电路。介绍了几种常用的幅值调节磁反馈电路工作原理,针对其存在的需要额外的次级供电电压问题,引入正-反激式幅值调节双向磁反馈电路,并对该电路进行改进,在实现相同功能的前提下,以双绕组变压器替代三绕组变压器,有效减小了磁芯体积,简化了电路结构。详细分析了该电路的工作原理、脉冲采样电路和磁反馈变压器设计方法,并以该种磁反馈电路为基础,搭建了一台100 W输出DC/DC变换器实验样机,仿真和实验结果证明了该磁隔离反馈电路的有效性,并为工程设计提供了理论指导。

双控制方式下带缆水下机器人轨迹跟踪与水动力响应分析

本文首先根据已有的脐带缆运动控制方程,通过引入与工作船和水下机器人连接点处边界条件和速度耦合关系,与水下机器人运动方程一同构成完整的水动力数学模型;其次提出收放脐带缆的前馈-反馈控制方法和调节螺旋桨转速的增量式PID(Proportion Integration Differentiation)算法,建立完整的带缆水下机器人系统水动力与控制模型;最后对所提出的模型进行数值模拟实验验证与运动控制操纵下的水动力分析。数值计算结果表明:本文所提出的带缆水下机器人系统水动力与控制模型是有效可靠的,垂向运动控制过程中,水下机器人纵摇角、横摇角和沉深的模拟值与实验值最大误差分别为2°、1°和-50 mm;对于PID算法,调节螺旋桨转速控制水下机器人对给定位置信息的跟踪响应效果,模拟值与实验值相差均不大;轨迹跟踪模拟计算沿水平(X轴)方向和竖直(Z轴)方向最大相对误差分别为10%和15%;水下机器人竖向(沿Z轴)运动主要由调节脐带缆长度的前馈-反馈策略决定,沿水平(X轴)方向的运动主要由调节螺旋桨转速的PID算法控制;机器人水动力载荷受其周围流场变化的影响,而流场的变化主要由机器人运动速度的改变和螺旋桨转速变化二者共同决定。

单相级联H桥整流器平方电压反馈控制算法

以单相级联H桥整流器为研究对象,对其控制策略进行了研究。首先在采用双闭环控制策略的基础上,构建了dq前馈解耦模型,并通过二阶广义积分算法改善了虚拟交流分量对系统的影响,实现了网侧电流对电压相位、频率的快速精确追踪。其次,对传统电压平衡控制算法进行了改进,通过对功率平衡关系的定义,将输出电压平方作为控制信号,增强了系统自适应能力,提高了系统在投切载时的动态性能。最后,基于MATLAB/Simulink软件进行仿真,验证了所提策略的正确性和有效性。

融合前馈及状态反馈的智能汽车模型预测控制

针对具有动力学约束的智能汽车路径精确跟踪问题,提出了一种融合前馈及状态反馈的模型预测控制(model predictive control,MPC)方法.首先,根据车辆二自由度模型建立MPC路径跟踪基础模型,然后考虑基础模型中道路曲率变化对系统产生的已建模稳态扰动,设计前馈控制器(feed-forward control,FFC)进行消除;并进一步采用比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制器进行系统误差状态反馈调节;最终形成融合前馈及状态反馈转角输入的模型预测最优调节控制律(MPC-FF-PID).最后基于MATLAB/Simulink和Carsim平台证实所提算法的有效性,并基于智能驾驶实车平台在园区低速场景下进行实车测试,最大横向和航向误差分别为0.128 7 m和0.063 9 rad,表明本文算法具备更高的跟踪精度及安全性.

面向112 Gbps PAM4串行接收机的低误码协同自适应均衡器

高速串行接口是高性能计算机和数据中心芯片之间互连的核心关键IP。随着业界单通道速率由56 Gbps向112 Gbps发展,高速串行接口的误码率急剧增加,严重影响互连性能和系统稳定性。针对112 Gbps PAM4接收机误码率高的难题,首次采取一种协同自适应均衡器构架,提出了面向3种均衡器的自适应协同均衡算法,能在高插入损耗条件下取得较低误码率;提出了基于判决反馈均衡器的盲自适应均衡算法,能缩短链路训练时间,减少硬件开销。采用12 nm CMOS工艺完成了基于协同自适应均衡器的接收机设计。仿真结果表明,针对经过36.5 dB信道的去加重112 Gbps PAM4信号,采取协同自适应均衡器的接收机误码率小于1e^(-12),收敛周期约400 ns,功耗增幅仅约2.3%。

一种适应新型电力系统的火电机组煤质在线校正方法

燃煤火电厂煤质变化不利于火电机组控制,如稳定性能下降、过程参数波动增加等,实现煤质在线校正非常重要。现有技术通过煤质在线测量,将测量结果用于煤质在线校正,但存在各种问题,难以实际运用。为此,发明一种针对前馈控制本身误差的新型在线校正方法,利用锅炉主控系统的已有信息,通过反馈控制,实现前馈控制在线校正,从本质上实现煤质在线校正。仿真实验验证了该新型在线校正方法的有效性。典型工程应用案例证明,该技术有效提高了协调控制的稳定性能,减小了过程参数的波动,奠定了火电机组良好的控制基础。

基于反馈纯跟踪的智能车路径跟随方法

为提高智能车在不同速度和载荷下的路径跟随精度和稳定性,提出一种基于反馈纯跟踪的智能车路径跟随方法。首先,基于车辆运动学模型和纯跟踪模型分析影响控制效果的因素;然后根据车辆速度和路径曲率动态调整前视距离,将横向偏差作为反馈变量对传统纯跟踪控制方法进行补偿;接着通过仿真试验选定控制参数,分析控制参数对路径跟随精度和车辆稳定性的影响;最后通过实车试验,验证该方法在实车环境中的控制性能。结果表明,该方法具有较高的路径跟随精度,在不同速度和载荷下保持良好的适应性和稳定性。

基于组态王软件的流量-液位前馈反馈控制方法研究与实现

文章从工程实践出发,设计了一个基于组态王的水箱液位前馈反馈控制系统。系统体现出扰动不被控量影响的前馈作用优势,同时克服多个扰动影响,降低系统对前馈补偿器的需求,在实际工程操作过程中能够得以实现。结合组态王中的开发组态界面,定义相应的变量和设备,实现动画连接等可视化界面的优点,采用MATLAB版本(2021b)对系统控制作用进行仿真,实现对水箱液位的监控。实验结果表明,该控制系统操作界面结构设计合理、易于操作,具有良好的行业应用前景。

三相光伏逆变器并网控制策略的研究

针对光伏逆变器转化效率低、控制技术落后等问题,采用一种改进的电导增量法与电流反馈控制和电网电压前馈补偿相结合的控制策略,来控制前级非隔离型DC/DC升压变换电路和并网逆变器的工作状态,减少并网电流中的谐波含量改善并网电能质量。建立了基于Matlab/Simulink的控制系统仿真模型,仿真结果表明,所提控制策略不仅能快速跟踪光伏阵列的最大功率点,而且能较好地改善逆变器输出电流波形。

独立变桨距控制策略研究

为解决独立变桨距控制多输入多输出信号之间的耦合问题,侧重于研究独立变桨距的多变量控制技术。建立带卡尔曼滤波器的前馈–反馈线性二次高斯函数(linear quadraticgaussian function,LQG)最优控制,并对统一变桨距控制、独立变桨距控制的标量比例积分(proportional-integral,PI)控制、独立变桨距控制的多变量LQG控制3种情况下的载荷进行对比。结果表明:LQG最优独立变桨距控制比统一变桨距控制和传统的PI独立变桨距控制具有更好的减载效果,更适合大型风力发电机组。

空气燃料比寻优技术在加热炉中的应用

分析了燃气加热炉热工特点,建立了热值前馈和烟气中氧含量反馈的空气燃料比寻优模型,并将模糊控制技术运用于所建立的空气燃料比寻优模型中.现场实际运行结果表明,使用该模型能合理地控制炉气的含氧量,提高钢坯加热质量,降低燃料消耗,取得了很好的效果.

地震波阻抗反演的蚁群算法实现

波阻抗反演属于求解最优化问题,其优化目标函数可能包含多个在一定范围上的连续变量,传统的优化手段存在有些函数难以优化,容易陷入局部解,收敛速度较慢等问题。蚁群算法具有正反馈性、分布式计算和贪婪式启发搜索的特点,克服了传统优化算法的缺陷。通过分析蚁群算法的原理,提出了地震道非线性反演中蚁群算法的实现方法。利用模型对该方法进行了检验,在无噪情况下,反演结果与模型一致;在加入5%,10%和30%噪声的情况下,反演结果与模型的相似系数分别为98.76%,97.85%和86.42%。

污水处理厂化学除磷自动控制系统优化研究

以某污水处理厂化学除磷工艺为例,设计了时序控制、流量前馈、出水浓度反馈等动态加药控制系统,并通过生产性试验比较了控制效果,发现出水反馈控制简单易行、可靠性好。总结了化学除磷自动控制系统设计的要点。

序列密码的复合攻击法

该文针对序列密码,提出了复合攻击的思想,并用相关攻击和求逆攻击复合对前馈网络进行了 分析,理论和实验结果给出了复合攻击法的计算复杂度,并与常用的攻出法进行了比较。

基于动态模糊神经网络的多余力矩抑制方法

针对负载模拟器难以准确建模,多余力矩严重影响力矩加载性能的特点,提出一种基于动态模糊神经网络抑制多余力矩的新方法.该动态模糊神经网络无须较强领域的专家知识,是系统自动建模及抽取模糊规则的网络,且模糊神经网络结构是动态变化的,其模糊规则是在学习过程中逐渐增长而形成的.设计了结合前馈反馈控制和直接逆控制的控制策略,在线更新算法,实时更新网络结构及参数以及时跟踪被控对象逆模型的变化,与其并行的PID控制器的作用在于保持系统的稳定并获得更快速的系统响应和更佳的跟踪精度.通过仿真可以看出基本消除了多余力矩,系统性能得到改善,仿真效果令人满意。

电网故障下双馈风力发电机网侧变换器的高阶滑模控制

针对电网故障下对双馈风力发电机网侧变换器的影响,本文采用滑模变结构控制方法,提出了采用增加瞬时功率前馈补偿的高阶滑模变结构控制策略,为此首先简要的分析了双馈风力发电机中双脉宽调制(PWM)型变换器的结构和控制原理,然后根据网侧变换器的数学模型,提出对网侧变换器采用电网电压定向矢量控制,以实现交流侧单位功率因数和直流环节电压控制.提出的方法提高了系统响应速度,克服参数变化和外电压波动的影响.仿真结果表明了该策略的有效性.

隔离船摇补偿新方法探究

提出了一种新的隔离船摇的方法——陀螺前馈补偿法。对自跟踪位置环、含有陀螺反馈内环的自跟踪环和含有陀螺前馈补偿的自跟踪环这三种环路的船摇隔离度进行了对比分析和计算。与传统的陀螺反馈法相比,陀螺前馈补偿法隔离船摇的效果明显提高。

基于位置和能量的水下无线传感网路由协议

为了保证水下三维无线传感器网络对监测区域的高覆盖率,并减少网络中节点数量以降低组网成本,选用体心立方格结构进行传感器节点的部署。为了将节点收集到的信息高效地传递给网络使用者,提出了一种体心立方格部署下的网络路由协议。该协议基于节点位置与能量信息计算对数据包的转发概率,在保证数据包高投递率的同时减少冲突的发生;利用后续转发节点的反馈信息检测网络空洞的出现,并通过控制发送功率来改变节点的通信范围以穿越空洞。仿真结果表明,在保证网络连通性及数据包投递率的同时,该协议能够提高网络能量利用效率、平衡节点的能量消耗。