基于无模型自适应控制的半潜式平台运动性能研究

南海海域油气资源极其丰富,半潜式平台在该海域工作时常常面临着系泊失效这一重大危险情况。该研究以一艘装配有悬链式系泊系统和DP-3动力定位系统的半潜式平台为研究对象,利用AQWA软件开展系泊失效前后半潜式平台运动性能研究。同时,借助于AQWA软件二次开发功能,将无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论,以研究半潜式平台系泊失效后运动性能恢复。数值仿真模拟结果表明,采用无模型自适应控制作为动力定位系统控制理论的半潜式平台能很好地恢复系泊失效后的运动性能,有效地减小系泊失效带来的危害;基于偏格式动态线性化和全格式动态线性化的无模型自适应控制比基于紧格式动态线性化的无模型自适应控制能让半潜式平台更快地恢复运动性能。

考虑输出约束和输入饱和的弹仓自适应控制

针对存在参数不确定性和外部扰动的某链式回转弹仓的位置跟踪控制问题,提出一种自适应控制方案。该方案基于神经模糊系统(Neuro-Fuzzy System,NFS)、非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer,NDO)及障碍Lyapunov函数(Barrier Lyapunov Function,BLF),在实现高精度控制的同时满足输出约束和输入饱和的工程条件。通过BLF的设计,保证弹仓的位移跟踪误差约束在给定范围内。结合神经网络的函数逼近能力和模糊逻辑系统的推理能力,用于估计系统中的不确定性,减小对模型的依赖;两者结合的NFS作为NDO的一部分,进一步补偿估计误差和外部扰动,提高控制性能。此外,控制器设计考虑了运动过程中的执行器输入饱和问题。仿真结果表明,所设计的控制器在3种典型工况以及系统参数变化情况下均可实现弹仓的高精度位置跟踪控制,满足系统的约束条件。

航空三级式发电系统非线性建模与硬件在环实现

针对航空三级式发电系统在故障诊断与状态监控研究中进展缓慢的问题,对系统的非线性关系和信号传递逻辑进行了研究,建立了发电系统的非线性模型,构建了硬件在环测试平台。首先利用电流-磁链神经网络,拟合了电机电流-磁链的非线性关系;其次提出变参数平均值模型的改进型,准确预测了旋转整流器的输出电压降;最后分析了系统的信号传递逻辑,完成了对系统的非线性建模。结合航空三级式发电系统的非线性模型和RT-LAB实时仿真机完成了硬件在环测试平台的构建,并利用GJB 181B—2012标准对平台进行了有效性验证和控制能力的验证。验证结果表明,在小型单发飞机所需的发电系统输出功率为45 kV·A的条件下,平台输出三相交流电的稳态电压为113.0174 V、电压不平衡度为0.2532 V、电压调制幅度为2.0596 V,满足GJB 181B—2012标准对供电品质的要求,并且还可以在30~50 kV·A内跟踪任意指定输出功率。该平台利用非线性建模技术、硬件在环技术打破了传统航空发电系统研究中对于实验环境的要求,可以降低研究成本、缩短研究周期,对于航空发电系统的控制器研究以及航空发电系统的更新换代具有加速功能。

果园履带车自动导航自适应控制方法

为提高果园履带车自动导航精度和稳定性,兼顾成本和作业效率,提出一种基于模糊控制的自适应导航控制决策方法,并设计开发了一种自动导航嵌入式控制系统。首先,对果园履带车自动导航控制系统整体架构进行设计;其次,确定各关键子系统硬件和软件结构;再次,基于模糊控制与传统PID控制方法研究自适应导航控制决策方法,并基于MatLab/Simulink平台进行建模仿真;最后,将自动导航自适应嵌入式控制系统应用于果园履带车上进行性能评估,以及自适应控制和传统控制两种模式下的果园履带车自动导航过程对比试验。仿真结果表明:模糊PID控制方法的上升时间、超调量和稳态误差分别为0.17s、4.02%和±0.15%,相较于传统控制方法分别优化了5.88%、41.31%和34.78%。验证试验表明:自适应控制方式下果园履带车自动导航的横向偏差和纵向偏差平均值分别为6.24、9.65cm,相比于传统控制方式偏差平均值分别减小了33.97%和12.67%。所提出的果园履带车自动导航自适应控制方法和设计的嵌入式控制系统,不仅能够实现果园履带车自动导航过程的自适应调整,而且提高了自动导航的精度,保证了行驶的稳定性,可为果园履带车实际生产操作提供参考。

滞环非线性系统的加权自适应控制

本文通过引入一个非线性补偿环节和一个开关量函数,解决了滞环非线性系统的自适应控制问题,并分别对滞环宽度已知和未知情况,建立了大范围渐近收敛和稳定的加权自适应控制算法.这种算法具有渐近最优的控制效果,能用于非最小相位系统.仿真结果表明,该算法具有良好的动态性能.

分段式排风系统异形构件阻力特性分析及优化

铝冷轧过程产生大量油雾,危害工人健康、破坏厂房环境,分段式排风系统虽可高效捕集油雾,但因含阻力特性未知的异形构件,导致系统风量无法精确按需分配。本文针对分段式排风系统中的环吸式排风罩和缝吸式半密闭罩,通过数值模拟方法研究其阻力特性,并进行减阻优化。研究发现,影响环吸式排风罩和缝吸式半密闭罩局部阻力系数的关键因素为进出口面积比,且二者呈指数关系;针对2种构件中涡产生的主要位置,采用结构优化的方式使阻力分别降低了28.6%和22.1%。本文可为铝冷轧排风系统管路设计提供参考。

坦克全电式炮控系统自适应摩擦补偿控制研究

非线性摩擦力矩会影响坦克全电式炮控系统的低速性能,产生低速"爬行"现象。设计了基于李雅普偌夫定理的模型参考自适应控制,实现对系统摩擦补偿控制。自适应摩擦补偿控制可以计算炮控系统中摩擦模型的变化,能克服由于非线性摩擦参数的不确定性对系统造成的影响。仿真和试验表明:采用模型参考自适应控制,能够有效地改善系统速度较低时存在的"爬行"现象,提高系统的低速性能。

带负载转矩补偿的 PMSM 交流伺服系统自适应控制

设计了一个基于ＤＳＰ和ＰＭＳＭ自适应速度控制器，使用了模型参考自适应方法，具有计算量小的特点，能实时辨识系统参数，采用自适应负载转矩观测器补偿负载转矩扰动，实验表明本控制器在系统参数变化和负载转矩扰动的情况下具有良好的自适应能力。

无模型自适应预测控制器在钢球磨煤机中储式制粉系统中的应用

文章介绍了钢球磨煤机中储式制粉系统的工艺流程和特点,建立了制粉系统的数学模型,并设计了该系统的无模型自适应预测控制器。仿真结果表明,该预测控制器具有超调量小、动态性能好等特点。

基于萤火虫算法的嵌入式能耗控制算法仿真

为了有效控制嵌入式系统的能耗,提出一种嵌入式系统的能耗控制算法。考虑到嵌入式系统具有执行时限比较严格的周期性任务,通过有向无环图对嵌入式系统展开建模研究,以任务组为单位,在已知任务信息和处理器信息的情况下,将嵌入式系统最小能耗作为目标函数,建立嵌入式系统的能耗控制模型。采用萤火虫算法对能耗控制模型寻优,寻找最优个体,更新萤火虫位置,得到最佳能耗控制方案。仿真结果表明,采用所提算法可以有效降低系统能耗,提升控制效率,能够满足系统使用需求。

基于DSP的飞机环境控制器设计与实现

针对飞机飞行过程中对机内环境控制要求,为满足飞机环控系统对设定目标的跟踪控制,提出了一种以TMS320F28335为核心的嵌入式控制系统。控制系统采用模糊控制策略实现对典型飞机环境参数——温度、压力的控制。从软、硬件两个方面介绍了该嵌入式控制系统的设计和工作原理,根据系统设计完成了控制器样机研制并进行了地面试验验证。通过试验验证和对试验结果总结分析,证明所设计的控制系统具有较高的工程实践价值。

考虑弹性环变形的挤压油膜阻尼器-转子系统动力响应仿真方法

为了研究弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)对转子-支承系统动力特性的影响,基于阻尼器的流固耦合交互作用,提出了考虑弹性环变形的转子系统动力学响应仿真方法。针对流固耦合特性仿真,固体域采用有限元法计算弹性环变形,流体域采用有限差分法计算油膜压力分布。将阻尼器的动力学系数引入转子系统,采用扫频法求解系统运动方程,最终得到转子系统的稳态动力响应。研究结构参数对ERSFD阻尼系数的影响发现,油膜阻尼与偏心率、轴向长度正相关,而与凸台高度、凸台个数负相关;凸台宽度在4~12 mm内存在最优值,使得油膜阻尼最大。基于参数影响规律改进阻尼器结构,并应用到转子系统后开展仿真分析。结果表明:ERSFD能够提供较大的油膜阻尼,通过降低支承外传力使得盘处的振幅减小。改进后的ERSFD阻尼更大,盘处一阶减振幅度从28%显著提升至41%。

24平米环式烧结机的PLC控制系统

介绍了环式烧结机PLC控制系统的原理、方案及实现方法 ,它是应用PLC小规模系统实现小型烧结机控制的典型方案。

基于变维式参数估计的自适应控制算法

本文讨论了-类时变结构系统的自适应控制问题,基于变维式参数估计算法,提出了两种相应的自适应控制算法。

基于单电磁铁的悬浮系统自适应控制研究

悬浮控制是磁悬浮列车中的一项关键技术,传统的PID控制在悬浮控制中的应用很广泛,但是,这种方法不能很好地实现控制器参数的在线调整。本文研究基于单电磁铁的悬浮系统自适应控制方案,实现悬浮系统的稳定工作。根据电磁铁的动力学方程和电磁线圈的电压平衡方程,建立悬浮系统的数学模型。采用串级控制的方法,设计电流环控制器和位置环控制器,其中位置环控制器采用PD增益自适应调节的模型参考自适应控制方法。仿真结果表明,这种控制方法对有效地减少电流的滞后效应,实现控制器参数的自适应调整,具有一定的使用价值。

一种基于辅助功率环的链式混合储能系统故障容错控制策略研究

以基于辅助功率环的链式混合储能系统为研究对象,提出了一种基于双频载波移相调制的故障容错控制策略。首先介绍了基于辅助功率环的链式混合储能系统拓扑,对其工作模式进行了分析;然后提出了基于双频载波移相调制的故障冗余控制策略,并分析了故障状态下的功率输出能力以及储能系统的工作效率;最后给出了基于Matlab/Simulink的仿真结果和基于样机的实验,验证了链式混合储能系统容错控制的有效性。

基于DSP的前馈式线性功率放大器及其自适应控制技术

本文以WCDMA系统基站为背景,介绍了一种基于TMS320F240DSP的前愦式线性功率放大器,(LPA)的基本工作原理及主要模块构成,并着重讨论了其中的自适应控制技术。

一个多机自适应控制系统

本文针对一种主从式多机系统,提出了一种基于模型参考方法的计算机自适应控制系统,并按照单纯型寻优的思想设计了一种算法。用BASIC语言仿真的结果说明作者的设计是可行的。

利用嵌入式系统实现空调机组自适应室内舒适温度控制

通过计算机实施的环境控制策略是将人类热舒适研究的新知识与机械空调机组相结合的最有效途径之一。近年来,随着空调软件系统设计的迅速发展,室内最优最舒适的气温不仅仅取决于室内的环境,而且来自室外空气气温的变化,传统的温度测定方法不能直接作为设定最佳温度的方式。因为室内住户对于空气的动态温度的适应程度来自穿衣以及户外活动,所以室外气温等也越来越成为舒适温度的一个标准。此文提出了一个模拟自适应函数的算法来具体量化室内最佳最舒适气温的嵌入式原型的系统,该系统可以实现空调软件系统的实时控制。从理论角度出发,提出了一种结合灰色预测模型的自适应舒适模型,探索了基于舒适温度的空调空间控制的实际应用,证实了通过嵌入式系统对传统空调机组实现室内舒适温度适应性的可行性。

自适应滞环电流控制逆变器复合控制策略

针对传统滞环电流控制下双Buck逆变器功率管开关频率不固定导致开关管损耗大、输出电压中的谐波频率范围广的缺点,采用滞环宽度可以根据逆变器电气参数实时调整的自适应滞环电流控制策略,使得开关频率基本保持固定,且滞环宽度按照2倍输出频率余弦变化。同时在电压外环中采用数字PID控制和重复控制相结合的复合控制策略,减小波形失真,改善动态特性。仿真结果表明,该复合控制策略具有可行性和实用性。