计及SOC自恢复的混合储能平抑风电功率波动控制

混合储能系统能够较好地应对复杂的风电波动,有效地提高电网的稳定性和安全性。在混合储能平抑风电功率波动的典型应用场景下,该文首先提出一种计及荷电状态(SOC)自恢复的混合储能平抑风电功率波动控制方法,在满足风电平抑需求的情况下,通过模型预测控制快速调节储能在平抑功率过程中的荷电状态,提高储能持续稳定运行能力;然后,为提高混合储能系统协调运行能力,设计了加权滑动平均(WMA)-模糊控制策略对超级电容和蓄电池功率进行动态分配;最后,结合实际风电功率数据,通过仿真验证了所提策略能有效平衡储能寿命和平抑风电波动的矛盾,能充分考虑两种储能设备的特性差异并提高功率分配的合理性。

一种靶弹多功能控制器设计与实现

靶弹是模拟敌方来袭导弹技战术特性的实体空中靶标;针对退役导弹改装靶弹中面临的改装线路复杂、对动目标供靶精度不足等实际问题,对靶弹飞行控制规律和改装设计方法进行了研究探索,创新了靶弹制导控制方法,综合采用靶弹飞行控制回路状态转换、动目标供靶航路精确控制、靶弹功能扩展等关键技术,设计研制了集电气改装、接口转换、目标导引、安全控制等功能于一体的靶弹多功能控制器,实现了退役飞航导弹到多用途靶弹的通用化、标准化改装,探索了一种经济而有效的靶弹开发方法;试验结果表明,该多功能控制器具备简便可靠、工作量小、通用性好、弹道控制灵活等突出特点,较好地解决了靶弹改装难题,满足了防空武器系统试验训练的需要。

考虑滑块动态特性的变质心四旋翼无人机双回路控制

针对滑块动态特性引入的附加干扰力矩造成系统姿态抖动强烈的问题,开展变质心四旋翼无人机滑块参数设计与姿态/伺服双回路控制研究。通过建立双滑块变质心四旋翼无人机八自由度运动模型,明确了滑块的引入对系统的影响,给出了与滑块动态特性相关的各项附加干扰力矩;分析并设计了滑块的安装位置、质量以及行程等参数,降低滑块对系统的耦合与干扰;最后以滑块驱动力作为控制量,设计了姿态/伺服双回路动态滑模控制器,同时利用非线性扰动观测器对复合扰动进行估计和补偿,并进行了仿真试验。仿真结果表明,在考虑滑块动态特性的情况下,所设计的控制器能够实现对变质心四旋翼无人机的姿态控制,并具有良好的抗干扰性能与鲁棒性。

弯管内可控万向铰接柔性管动力学特性研究

针对弯管内可控万向铰接柔性管随机动态接触问题,以弯管和可控铰接柔性管为研究对象,采用哈密顿原理结合多体系统动力学理论,引入刚体运动坐标系描述可控铰的运动约束,以管-管接触模型描述可控万向铰接管和弯管的动态接触,建立了弯管内可控万向铰接柔性管多体系统接触非线性动力学的数值计算方法。以超短半径水平井造斜段柔性钻具为例,根据贝克休斯公司的钻具动力学特性标准,对柔性钻杆的振动特性进行了评价,研究了不同转速和不同钻压对柔性钻杆动力学特性的影响。研究结果表明:横向振动是导致柔性钻具可能失效的主要因素;柔性钻杆的横向振动剧烈程度随着转速的增加而减小,随着钻压的增加而增大。

智能电网用电异常诊断和调控策略

为了针对智能电网不同异常用电的原因制定分类调整方法,提出了基于二次根式函数电价调整和计算定界的策略,该策略基于自动过程控制和模糊综合评价进行监控、诊断及分类调整。首先,通过指数加权移动平均值作为自动过程控制的控制变量并确定上下界来监控用电量,建立监控模型;其次,用模糊综合评价法诊断异常用电原因;最后,根据不同原因制定分类调整策略,建立电价需求响应调整模型。算例仿真结果表明,提出的基于二次根式函数电价调整策略在调整频次、残差标准误差、全社会福利和电力公司利润等方面均优于线性函数调整。应用模糊综合评价方法能有效分析异常用电原因,制定分类调整策略能消除异常并获得平稳波动用电量。

球形机器人水上运动动力学建模及控制设计

针对双轮驱动的球形机器人,研究其在水上的动力学建模与控制设计。选择球内驱动体摆角、球体转角和球体平动位移作为广义坐标,通过将水阻力分解为阻碍球形机器人平动的压差阻力和阻碍球形机器人转动的水面粘滞摩擦力,求得广义坐标对应的广义力,利用拉格朗日方程建立球形机器人水上运动的动力学模型。进一步,将得到的水上动力学模型线性化并推导出球体平动速度相对于输入转矩的传递函数,设计速度闭环PID控制器来实现球形机器人水面运动的恒速控制。最后,通过仿真和实验验证了动力学模型的正确性和所设计控制器的有效性。

基于收缩移动块的固定翼与飞行平台交会轨迹滚动时域规划

针对一类固定翼与飞行平台组合系统的交会轨迹规划问题,提出一种基于收缩移动块的滚动时域规划算法。首先,建立固定翼无人机与飞行平台的交会动态模型,再将交会轨迹规划问题转化为一类以累加型能耗性能指标、固定终端时域、终端状态的收缩时域滚动优化问题。其次,引入收缩移动块策略压缩轨迹规划问题的决策变量数,从而保证算法的实时性。在此基础上,建立算法的递推可行性和可转移性结果。最后,仿真比较结果验证了本文算法在交会过程节能、准时和实时计算等方面的优势。

迈步式自移机尾的运动规划及液压控制系统设计

为适应现代煤矿安全高效快速掘进的发展需要,研发了迈步式自移机尾。对迈步式自移机尾的运动进行了规划,采用调高液压缸、推移液压缸、侧移液压缸实现其调高、前移、侧移、调平和调偏。完成了迈步式自移机尾的液压控制系统设计,以高压乳化液为工作动力,选用BRW125系列乳化液泵和XR125/10型乳化液箱组成乳化液泵站系统。每个液压缸都装有液压锁,确保迈步式自移机尾不会因自重自行滑落。迈步式自移机尾结构合理、适用性强,液压控制系统具备就地、遥控、远控3种模式,提高了其使用安全性能和煤矿开采效率。

一种带式输送机与皮带自移机尾一体控制系统

探讨了一种带式输送机与皮带自移机尾一体控制系统,主要提高实际生产工作中带式输送机和皮带机之间配合时畅通性和高效性。

综掘巷道迈步式自移机尾智能控制技术研究

针对现有综掘巷道迈步式自移机尾设备智能化水平低,智能控制技术研究不足等问题,阐释了自移机尾工作原理,分析了智能化煤矿验收办法中针对带式输送机自移机尾智能化的要求,提出自移机尾控制系统的总体设计方案,设计了一键自移控制、多机联动控制和人员接近识别与闯入预警软硬件系统。在此基础上,在神华集团神东煤炭有限责任公司哈拉沟煤矿31107运输巷掘进工作面自移机尾应用该智能控制系统,现场试验结果表明:该智能控制系统可实现自移机尾的一键自移控制;人员接近识别与闯入预警系统可以对自移机尾周边人员进行精准定位,并且能够在人员进入危险区域后进行识别,提高了自移机尾设备使用的安全性。

液压支架液控系统的动态特性分析

为提升液压支架液压系统工作效率,应用AMESim仿真软件分析支架立柱液控系统动态特性,表明增大泵站流量可明显提升升柱速度,对降柱速度影响小;缩短伸缩杠位移,可缩短升降柱时间;增大液控单向阀直径、供液管路直径,可提升升降柱速度,并在液控系统最优参数组合下,升柱时间为3.5 s,提升约17%;立柱降柱时间为2.1 s,提升约16%,提升液压支架立柱控制系统效率.

掘进工作面自移设备列车研制与应用

针对掘进工作面动力设备、临时料场的跟机前移主要靠人工搬运、劳动强度大、安全隐患突出、与快速掘进系统不匹配、影响掘进效率的问题,研制了适用于掘进工作面的自移设备列车。设计了智能控制系统,实现了设备列车与掘进成套装备的协同控制,提高了设备列车在复杂顶底板条件下的适应性。实际应用表明:自移设备列车将掘进工作面辅助作业装备集中管理,大大提高了作业的安全性和工作效率。

基于LightGBM的集中供热系统预测控制策略研究

针对城市集中供热系统大时滞非线性、换热站负荷预测与调控过度依赖人工经验、系统预测及调控过程不精细、不及时以及系统能耗偏高等现状,提出了一种基于轻梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine,LightGBM)的集中供热系统预测控制策略。首先,结合供热系统气候补偿工艺原理,建立了基于LightGBM换热站回水温度预测模型,用以确保回水温度预测目标的及时性与可靠性;其次,设计了基于移动加权平均算法的预测函数,结合PID控制算法实现了集中供热系统的精准负荷预测与高性能调控。实践结果表明,所提出的基于LightGBM的集中供热系统预测控制策略,可及时精准地预测换热站运行负荷且具有更好的超前控制效果,有效地提高了集中供热控制系统的可靠稳定性能。

基于改进移动回归滤波的储能实时平抑功率波动

为提高储能系统平抑风功率波动的经济性,提出了一种基于改进移动回归滤波的电池集成储能双层控制策略。上层控制中,基于改进的移动回归滤波风功率平滑策略,引入权重机制来减小控制过程中的相位滞后,并推导出基于加权回归的风功率平滑模型,使并网功率与风功率相位接近,以减少储能额定功率需求和运行负担,通过移动数据窗实现实时控制;下层控制中,将电池储能系统划分为充放电特性不同的两部分独立跟踪功率,以减小频繁充放电对电池寿命的影响,并根据荷电状态(state of charge,SOC)反馈信号判断其是否达到充/放电限值,而后切换2组储能充放电模式转换,并构建基于雨流计数法的寿命评估模型评估电池储能实际运行寿命。通过实际风电池数据对所提策略的进行验证,结果表明:所提方法可有效减少并网功率相位滞后,降低电池储能系统额定功率需求和运行负担,相较单电池储能控制,电池寿命提升了数倍。

基于混合滤波与多环控制的无人机跟降方法

针对无人机在复杂环境下,利用传统的单环控制与卡尔曼滤波进行目标跟踪与降落任务时,出现跟踪目标丢失、降落精确性不足的问题,提出一种基于混合滤波和多环控制的状态估计与控制算法。利用卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波的混合滤波方法对移动降落平台进行状态估计,同时通过速度PI控制环、姿态PID控制环、位置PID控制环及加速度PID控制环来完成无人机的跟踪与降落任务。仿真试验结果表明,在面对简易或复杂的环境时,该方法都具有较好的跟踪性能和更高的降落精度,并能够应用在多种环境下的无人机自主追踪和降落作业中。

船用水下航行器移动轨迹自动跟踪研究

针对复杂运行环境扰动导致水下航行器轨迹跟踪结果产生偏差的问题,研究船用水下航行器移动轨迹自动跟踪方法。构建船用水下航行器空间运动模型(包含运动学模型与动力学模型),设计船用水下航行器移动轨迹自动跟踪控制器,其中主要包含自适应可变参滑模控制器与扰动观测器两部分,利用扰动观测器在复杂运行环境下未知扰动的准确观测;在扰动观测器的基础上,设计自适应可变参滑模控制器,滑模控制器构建误差滑模面的同时,在当前水下环境未知扰动估计结果的影响下获取预期的虚拟控制,并针对指数项趋近系数造成的周期振动问题,将指数项趋近系数转换为自适应可变参。实验结果显示,该方法能够有效实现船用水下航行器移动轨迹自动跟踪过程中位置与速度的准确跟踪。

沿空留巷Y型通风瓦斯运移规律及风量调控研究

沿空留巷Y型通风“两进一回”工作面和采空区尾巷存在瓦斯涌出问题,当瓦斯超限时,易诱发瓦斯爆炸等灾害。以山西东瑞煤矿沿空留巷工作面为研究对象,利用Fluent数值模拟软件,模拟沿空留巷Y型通风瓦斯运移基本规律,分析不同通风条件对瓦斯浓度分布的影响。结果表明:增加运输巷道风量使沿空留巷瓦斯浓度降低,增加辅运巷道风量使工作面瓦斯浓度降低;当总风量不变时,2条进风巷道的风量配比对工作面瓦斯浓度影响较大,对采空区瓦斯浓度影响相对较小。随着采煤工作面推进距离的增加,沿空留巷和工作面的瓦斯治理难度上升,最佳通风配比量由运输巷道向辅运巷道倾斜。在煤矿开采过程中,应不断调节进风巷风量配比来预防工作面和尾巷的瓦斯浓度升高,同时,还应提高采空区密闭程度、加强采空区的漏风管理。

H∞ Output Feedback Control of Constrained Systems via Moving Horizon Strategy

这份报纸与致动器浸透为分离时间的系统处理 H 产量反馈控制问题。开始，一条抑制 H 输出反馈控制途径在线性矩阵不平等(LMI ) 的框架被介绍优化。在骚乱精力界限上的某些假设下面，靠近环的 H 性能被完成。而且，动人的地平线策略被用于控制性能的一个联机管理以便靠近环的系统能在意外大骚乱的情况中满足控制限制。驱散限制被导出完成动人的地平线靠近环的系统消散。模拟结果证明抑制 H 控制器在骚乱假设下面有效地工作并且动人的地平线 H 控制器罐头交易自动地在令人满意的控制限制和提高的性能之间。

基于PLC的循迹搬运小车实训装置设计

随着物流行业的飞速发展,人民生活水平的不断提高,传统的人工搬运方式会浪费大量人力物力。文章基于当前的物流搬运发展现状,采用PLC控制系统,设计了智能化货物搬运小车控制系统,以实现无人工干预的货物搬运,其搬运过程非常省时省力,且具有很高的实际应用价值。文章以S7-1200PLC为控制核心对循迹搬运小车进行控制,通过HMI触摸屏与WINCC进行画面设置,最终实现循迹搬运小车的智能化运行。该系统可以很大程度上减少人力成本,提升物流公司工作效率,为物流行业及社会经济发展起到推动作用。

钢箱梁大节段整孔吊装线形控制技术

某跨海大桥部分连续钢箱梁采用大节段整孔吊装。钢箱梁大节段由小节段接长而成,在制造阶段考虑钢箱梁预拱度设置;为确保接长后钢箱梁制造误差满足要求,钢箱梁小节段出胎前进行预拼装,检查几何尺寸,并设置线形控制点;大节段组拼时通过线形控制点定位,并对焊接完成后的几何尺寸及线形进行复核。在架设阶段,建立大节段线形调整流程,将大节段调整到指定位置确定环切量;针对大节段架设存在梁端夹角的问题,利用墩顶千斤顶顶落大节段做刚体旋转调整其夹角,使得钢梁顺接。钢箱梁大节段安装成联后,高程和平面线形偏差总体均在10 mm以内,线形控制效果总体良好。