超声焊接全状态频率跟踪算法

超声金属焊接负载重且变化剧烈,易导致换能器出现无阻性点和电源频率误跟踪。基于梅森等效模型,提出一种能同时计算出谐振频率与反谐振频率,避免误跟踪的全状态频率跟踪算法。存在阻性点时,利用3个不同发波频率及其对应的相位差,算出跟踪目标频率;当换能器处于无阻性点状态时,把跟踪目标变为相位差最小点,从而实现全状态频率跟踪。通过仿真软件对算法进行仿真,算法能有效避免误跟踪。焊接试验结果表明,能较易实现谐振频率和反谐振频率的频率跟踪,在无阻性点的工况下焊接过程平稳。

车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法

研究车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法,以获得更稳定的输出电压,满足车载电源需求。分析燃料电池输出特性,揭示燃料电池输出电压、电流关系,将其作为依据并结合汽车动力系统结构,设计二次型Boost变换器,在分析其主电路结构以及工作原理的前提下,提出基于输入电压前馈的全状态双环控制策略,电流内环控制通过比较实际输出电流和期望输出电流的差值调节开关操作,以完成负载变化时燃料电池输出电流控制;电压外环控制器根据输出电压和期望电压值之间的差异调整开关状态,实现对燃料电池输出电压控制。实验结果表明:该方法可实现直流变换器控制,控制后的输出电压波形稳定、电压纹波较小、超调量低、控制效率高。

基于元动作与马尔可夫链的再制造机床全状态可靠性研究

确保再制造机床的可靠性是提升客户对再制造机床认可的有效途径。基于此,提出一种基于元动作与马尔可夫链的再制造机床全状态可靠性分析方法。引入元动作单元分解法,从零件级进行分析,建立再制造机床FMA树。针对再制造机床元动作单元系统的特点,对其进行全状态建模,将再制造机床运行过程分为元动作单元正常状态和故障状态,引入马尔可夫决策过程,将元动作单元状态和马尔可夫决策过程结合,建立再制造机床全状态模型,用解析法求解模型,并对可靠性进行评估。最后,以再制造机床数控转台为例进行分析,验证了该方法的有效性和可行性。

具有输出/全状态约束的固定时间滑模控制

本文主要解决具有约束的二阶系统的固定时间跟踪控制问题,分别讨论了具有输出约束与具有全状态约束的控制算法设计.首先,为解决输出约束下的固定时间控制问题,本文构建了具有输出约束的新型终端滑模变量,并设计了具有扰动抑制能力的固定时间滑模控制律,保证系统输出始终满足约束条件,同时跟踪误差在固定时间内收敛到原点的充分小的邻域内.进一步,为了处理具有全状态约束的控制问题,本文构建了具有全状态约束的终端滑模变量并设计了相应的固定时间滑模控制律.鉴于系统控制律的不连续性,文章采用非光滑分析及Lyapunov稳定性理论证明了闭环控制系统的稳定性.最后,在数值仿真中,将本文提出的方法与传统固定时间滑模方法进行对比,验证了所建立算法的有效性.

基于指令滤波的PMSMs全状态约束有限时间控制

针对考虑全状态约束的永磁同步电动机系统,提出了一种基于指令滤波技术的神经网络自适应有限时间位置跟踪控制方案。首先,利用有限时间控制加快系统收敛、减小跟踪误差以及有效解决系统的负载转矩扰动问题;其次,引入指令滤波技术解决传统反步控制的“计算爆炸”问题,设计有限时间误差补偿机制抑制了滤波误差的影响;最后,运用神经网络自适应技术处理系统中未知的非线性函数,引入障碍Lyapunov函数确保系统的状态量被约束在预定义的紧集内。仿真和实验结果表明,该方法可以实现对期望信号快速有效的跟踪。

基于全状态模型的自同步电压源并网系统频率稳定分析

使用自同步电压源控制方式的新能源是提升高比例新能源电力系统频率稳定的重要措施。针对自同步电压源并网系统,基于近似全状态模型,通过状态变量时域响应的解析解得到系统频率相关特征量与系统参数的量化关系。首先,将频率稳定问题转化为二次特征值问题,证明了系统惯量减小会降低系统频率惯量响应阶段的抗扰动性。其次,将自同步电压源模型与同步机模型参数进行对应,证明了调速器的作用相当于增加系统阻尼,能够减小受扰动后系统频率的稳态频率误差。然后,提出了一种满足预设频率动态安全要求的自同步电压源新能源虚拟惯量和下垂系数估计方法。最后,在10机39节点算例中验证了所提方法的正确性和有效性。

格宾堤防边坡动态水头下的浸润过程及稳定全状态函数

格宾支挡在堤防工程中起重要支护作用,长期水位变化使其出现安全性计算模糊等问题。为此,通过室内模型试验及数值模拟,对格宾支挡边坡动水浸润过程及稳定状态进行了研究。结果表明:1)格宾支挡边坡的动态水位浸润主方向表现为由坡脚向坡体内的分散辐射状,区别于素土边坡的圆弧形,且平均浸润速度仅为后者的0.3~0.5倍;2)格宾结构与坡体耦合稳定性好,动态浸润过程中无超孔隙水压和基底绕流现象;3)建立了4种工况下动水浸润边坡的稳定全状态函数,发现格宾支挡边坡(有格宾有基岩)稳定性系数随水位变化幅度最小。研究结果明晰了动水条件格宾挡墙边坡稳定性变化的浸润特征,为堤防边坡工程的施工设计及运行监控提供了理论指导。

基于预先补偿和全状态反馈控制的车-轨耦合振动抑制

以高速磁浮列车为研究对象,探讨了弹性轨道下的车-轨耦合振动问题。建立了能反映实际问题的车-轨耦合最小悬浮单元模型,并进行了开环系统稳定性和耦合振动机理分析。以弥补比例-积分-微分(PID)控制器有效信息利用不足为出发点,设计了基于预先补偿的全状态反馈控制器。通过仿真分析了反馈增益矩阵对系统跟踪性能和振动抑制能力的影响,提出了适当降低对悬浮间隙的要求换取振动抑制能力提升的思路。进一步分析了反馈系数对悬浮系统性能的影响规律,基于此得到了优化的预先补偿和全状态反馈控制框架。最后,通过实验验证了基于预先补偿的全状态反馈控制对抑制车-轨弹性耦合振动的有效性。

全状态约束切换系统的自适应神经网络控制

为了解决非线性约束切换系统的控制问题,针对一类具有非对称时变全状态约束、状态不完全可测以及未知外部干扰的切换严格反馈非线性系统进行研究,引入状态观测器、自适应神经网络和动态表面控制技术,设计了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的自适应输出反馈控制方法.通过采用非对称时变障碍李亚普洛夫函数(barrier lyapunov function,BLF)使系统的全部状态满足非对称时变约束条件,而Lyapunov方法和平均驻留时间理论则保证了闭环系统所有信号是半全局一致最终有界.最后,在所提控制律的作用下,输出跟踪误差可以减小到任意小,2个仿真实验结果也验证了所提控制算法的有效性.

基于区块链技术的低压台区全状态信息管理系统

为从台区角度解决三相不平衡等问题,将区块链技术与低压台区三相不平衡的管控系统相结合,在信息采集、传输与处理、管理与应用方面充分发挥区块链技术的优点,根据台区实时状态信息、台区负荷历史数据、台区设备台账信息的台区全状态信息数据库,实现了三相不平衡的治理、运行优化等,根据台区的诊断与管理,科学规划低压台区全状态信息采集与管理,可以长期根本性地解决三相不平衡问题。基于区块链的系统,电力部门还可以对用户入网进行规划、对不平衡台区电价进行建议、对不平衡台区结构进行优化等。

电网工程基建现场风险全状态感知系统在“两交一直”特高压工程中的应用

为降低电网工程建设中的施工风险,本文在研究分析电网工程基建现场安全风险作业的基础上,基于移动互联、物联网、人工智能等技术,构建了一种基建现场人、机、物状态信息的电网工程基建现场风险全状态感知系统,并在以雅中-江西±800 kV特高压直流输电线路工程为代表的“两交一直”特高压工程建设中进行了应用。实践表明,该系统通过安全风险管理、人员设备管控、视频智能分析告警、物联状态感知,有效提升了风险作业现场的数据采集及智能感知水平,有助于加强风险作业的数据分析及智能管控水平,进而为基建现场精细化管理提供了有效的智能化手段,进一步提高了电力工程建设综合管理能力。

基于全状态直流模型的交直流系统稳定域相图分析

交直流系统是一个切换系统,其稳定域非常复杂,相关研究几乎空白。提出包含完整直流运行状态的全状态直流模型,很好地模拟了交直流系统固有的切换特性。计算了单机无穷交直流全状态系统在不同直流运行方式下的相图,分析了单机无穷交直流全状态系统的稳定域特性以及子系统切换规律,并与单机无穷纯交流系统以及单机无穷交直流简化系统的特性作对应比较。结果表明,完整的直流运行状态以及子系统的切换特性使得单机无穷交直流全状态系统具有非常复杂的稳定域特性,研究成果可以为交直流系统稳定域研究提供一定参考,但仍需进一步的深入分析。

全状态防火墙双机热备份的设计与实现

介绍了全状态防火墙的基本概念,阐述双机热备份系统的组成和工作原理,接着详细描述全状态包过滤防火墙的双机热备份模块的设计,包括硬件框架和软件框架,防火墙系统工作状态定义和演变,最后从双机通信、双机同步、双机切换三个方面详细阐明了双机备份系统中的双机控制。

线控转向系统的全状态反馈控制策略

研究了线控转向系统的车辆全状态(质心侧偏角和横摆角速度)反馈控制策略,根据虚拟前轮侧偏刚度的概念得到横摆角速度和质心侧偏角的反馈系数,研究了虚拟前轮侧偏刚度系数对极点、频率特性等的影响。仿真表明,根据车速选择合适的虚拟侧偏刚度系数,可改变汽车的转向特性,即低速时,该系数为正,过度转向程度增大,提高转向灵敏性;高速时,该系数为负,不足转向程度增大,提高转向稳定性。因此全状态反馈控制策略可提高车辆的操纵稳定性。

全状态伪随机序列发生器的实现

对于伪随机序列发生器一直存在如何选择反馈函数和如何产生全部的反馈序列两大问题。经过推导可以得到3-12bit伪随机序列发生器的本原多项式,再根据伪随机序列信号的特性选择出较好的全状态伪随机序列发生器的非线性反馈函数,即通过修改线性移位寄存器的反馈网络将移位型计数器的全部状态加以利用,实现全状态伪随机序列信号。同时应用FPGA实现12bit全状态伪随机序列发生器并对其产生的序列进行仿真分析。

全状态移位型计数器

针对移位型计数器存在状态利用不足这一问题提出了全状态移位计数器从四位扭环移位计数器状态图中两个有效循环出发分析了四位全状态移位计数器的设计通过讨论拆环链合形成具有移位转换规律的完全状态图得到四位全状态移位计数器反馈函数卡诺图以及反馈函数表达式并给出了任意位全状态移位计数器反馈函数一般表达式

一种简化算法的航空发动机全状态数学模型

通过一种简化的燃气空间模型对某型双转子混排加力涡扇发动机各部件进行了建模和仿真计算,并给出了详细的计算流程以及数学公式.在仿真过程中结合实际工程应用经验,对涡轮处采用一个局部的小循环迭代以减小涡轮部件内燃气空间计算的时间步长,提高计算精度.与其他数值方法相比,该简化算法避免了求解非线性方程组时大范围的循环迭代,提高了全状态数学模型的计算速度.通过仿真结果与发动机实际试车数据的对比,证明该方法有足够的计算精度.

阀控非对称缸全状态反馈位置系统研究

根据非对称缸电液位置伺服系统的组成,对系统中的阀控非对称缸的数学模型进行了研究,得出基于全状态反馈的电液伺服系统的框图和仿真模型.控制器采用全维状态观测器实现状态反馈,以二阶工程最佳为优化目标.仿真结果表明:该控制器实现了液压位置伺服系统的极点配置,完成了优化目标,验证了全状态反馈控制应用在非对称缸电液伺服系统中的可行性.

基于全状态伪随机序列的BIST设计

全状态伪随机序列发生器(ASPRG)是在FSR的基础上,通过修改其反馈函数而得到,其最大的优点就是利用了移位寄存器的全部状态,序列最大长度为2n。本文首先推导得到4位和8位ASPRG的反馈网络函数,在此基础上应用ASPRG进行内建自测试(Build In Self Test)设计并优化电路结构,ASPRG既作为测试信号发生器,而它的另一种工作模式则作为特征分析使用。这样不仅简化了BIST设计,同时降低了功耗,具有较高的现实意义。

全状态跟踪非线性鲁棒自适应分散励磁控制

为解决分散励磁控制律含状态变量微分项、发电机端电压精度难以保证的问题,基于强跟踪滤波估计的方法实现了并联机组运行状态的快速计算,并在不同运行状态下采用新提出的状态跟踪非线性鲁棒自适应分散励磁控制方法,实现了多机电力系统的分散鲁棒稳定控制。四机并联的电力系统控制仿真表明,相对于传统PID-PSS控制器,所提出的方法能够有效提高各状态变量的收敛速度和电力系统的暂态稳定性。