基于IEEE802.15.4标准技术家庭控制子网关的设计与实现

随着社会经济和科学技术的发展,智能家居成为未来家居的新方向,标准化的无线家庭网络组建成为了研究热点。文章基于IEEE802.15.4标准协议并参照国家家庭控制子网通信协议规范及家庭网络设备描述文件规范等相关规范和标准,给出了家庭控制子网关软硬件设计实现方案。

cdma2000 1x专用信道复用与QoS控制子层的研究与实现

本文对cdma2000 1x空中接口专用信道复用与QoS控制子层协议进行了深入研究,并就其与上层接口的实现提出了一种“询问-再请求”的解决方案,在实际应用中,该方案使系统在QoS控制、物理信道利用率和节省功耗等方面达到了较好效果。

基于蓝牙技术的家庭网络控制子网设计与研制

在研究蓝牙SPP应用模型和我国《家庭网络平台》标准的基础上,提出了基于蓝牙技术的家庭控制子网的实现方案.该方案将家电厂商制定的家电控制协议和SPP模型承载的通用设备控制协议(UDCP)相结合,形成了符合实际应用场景的家庭控制子网通信协议体系,实现了家电终端设备的添加、登录、控制、注销及报警等功能.研制了基于单芯片方案的嵌入式家电终端和基于PC的模拟移动控制终端,分析了通信双方晶体频率偏差带来的波特率误差问题并给出了解决方法.最后就家庭网络控制子网中应用移动自组织网络等技术进行了讨论.

嵌入式系统在家居能源控制子系统中的应用

计算机和软件技术的快速发展使得嵌入式系统的研究进入了一个新的领域。本文主要介绍了嵌入式系统的主要特点,并且分析了嵌入式系统在家居能源控制系统中的应用。

城市道路交通控制子区划分策略研究

由于城市道路系统的复杂性、随机性、动态性等特点,对整个路网进行统一的交通诱导与控制显然是不现实的。因此要实现有效的交通诱导与控制,应该根据城市空间和功能的发展变化来对整个交通网络系统进行分区。本文从静态方法、动态方法阐述了交通控制子区划分的研究现状并指明其中存在的不足,给出了根据节点状态进行交通控制子区划分的原则,详细设计交通控制子区划分算法。最后运用标准测试网络Sioux Falls网络对划分算法进行验证。实例分析表明,该算法能够实现有效的交通诱导与控制,缓解交通拥堵。

抑制双馈风场MMC-HVDC系统次同步振荡子模块电容电压控制器仿真研究

针对双馈风电场并入模块化多电平换流器的高压直流输电系统,为解决模块化多电平换流器内部子模块结构相互作用时产生次同步振荡,影响系统稳定运行的问题,提出一种考虑子模块电容电压与抑制循环电流结合的控制结构。通过建立一种更精确的模块化多电平换流器直流阻抗模型,减小子模块的二阶循环电流,并利用奈奎斯特判据分析了不同控制器调节下系统稳定性以及电压和电流的变化。结果表明,所建立的新模型与实际模块化多电平换流器内部结构的匹配性更好,能够正确地预测直流系统的稳定性,验证了环流抑制器结合子模块电容电压控制后的有效性。

基于MMC子模块两级主动控制的直流短路限流方法

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)直流侧故障后短路电路急剧上升,严重影响直流电网安全。为限制故障电流,提出一种基于子模块两级主动控制的直流短路限流控制方法(submoduletwo-stage active control,STAC),通过两段故障检测判据和预设最大短路电流,构造关于直流电流的分段函数K,其输出决定减投子模比例,故障后降低直流电压抑制短路电流,同时设计适应于不同运行条件换流站MMC的控制参数,并且仅通过控制动作限流不产生额外成本。STAC不影响系统正常运行,限流过程维持功率传输。最后在四端直流电网中对STAC限流效果及其性能进行仿真分析。结果表明,所提限流方法能有效抑制故障电流,流经直流断路器故障电流降低49.7%,桥臂电流峰值降低23.15%,故障后100 ms恢复直流电压。

基于递推子空间的氧化铝浓度预测控制

为实现氧化铝浓度精确控制,基于子空间辨识及模型预测控制技术,提出一种递推子空间氧化铝浓度自适应预测控制方法.首先,采用带遗忘因子的递推子空间算法,建立氧化铝浓度的在线预测模型,自适应地根据铝电解过程工况变化准确预测氧化铝浓度;然后,应用预测控制实现氧化铝浓度的自适应控制;最后,基于某铝厂实际生产数据开展实验研究,验证所提控制方法在氧化铝浓度精确控制上的有效性和优越性.

基于LMI的分段线性系统共存吸引子转迁控制研究

以一类两自由度含间隙分段线性系统为研究对象,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)和线性反馈方法对系统共存的吸引子进行在预期目标轨道引导下的转迁控制。在状态平面上利用胞映射方法对系统随参数变化时的共存吸引子进行识别,并基于Poincaré映射和Lyapunov指数研究了系统共存吸引子的稳定性及转迁机理。基于LMI和Lyapunov理论,并利用系统的向量场信息和S-procedure,将系统施加线性反馈控制器后的稳定性和反馈增益矩阵的求解问题转化为LMI描述。利用数值方法验证了所应用的线性反馈控制器及其增益矩阵选取方法的可行性及正确性。

储能型MMC低频均压混合控制策略

针对低频工况下模块化多电平换流器(MMC)子模块电容电压幅值大幅波动问题,提出1种储能型MMC低频均压混合控制策略,将高频注入与储能型MMC超级电容相结合以有效抑制子模块电容电压的波动。首先分析了MMC低频工况下子模块电容电压波动的原因;其次阐述了高频注入和储能型MMC2种抑制低频工况下子模块电容电压的方法;然后提出储能型MMC低频均压混合控制策略,并对其环流进行公式推导。该方法相对于高频注入方法可减小桥臂电流及环流,减少器件电流应力及系统损耗,且相对于储能型MMC方法对超级电容的容值要求降低。最后,通过Matlab/Simulink对储能MMC低频均压混合控制策略进行仿真,验证了所提控制策略的有效性。

电网厂站端自动电压控制技术应用研究

自动电压控制(Automatic Voltage Control,以下简称AVC)保证电网节点电压合格率,对电网稳定提供有效支撑。笔者结合厂站端AVC子站控制原理,对厂站端AVC系统控制策略进行了分析,并进行安全约束功能设计,最后提出厂站端AVC动态与联调的调试技术要求,对抽水蓄能电站等电网厂站端AVC安全约束功能设计与AVC调试技术应用具有指导意义。

准零刚度隔振系统吸引子迁移控制研究

以准零刚度隔振系统为对象,建立动力学模型,画出分岔图研究吸引子共存现象,并利用点映射方法分析共存吸引子的吸引域。在共存吸引子的吸引域之间建立一条目标轨道,分别采用开环、闭环和开环加闭环控制方法使系统迁移至目标轨道,实现系统吸引子迁移控制。同时,对开环加闭环控制方法的稳定性和可行性进行了分析。仿真结果表明:该系统同时存在两个稳定的不同振幅的周期1吸引子,开环和闭环控制方法难以使系统迁移至目标轨道,无法实现吸引子迁移控制;开环加闭环控制可使系统沿着目标轨道在两个周期1吸引子的吸引域之间进行迁移,当其运行在较大振幅的周期1吸引子上时,可控制系统迁移至较小振幅的周期1吸引子上,从而实现减振降噪。该方法为提高非线性隔振系统的隔振效果提供了新的思路。

一种建立控制依赖子图的方法

提出一种基于GCC(GNU Compiler Collection)抽象语法树文本建立控制依赖子图的方法,消除抽象语法树文本中与分析控制流无关的信息,将消除冗余后的抽象语法树文本转化为以邻接表为存储结构的抽象语法树的算法,从而高效地完成了抽象语法树的解析。基于以邻接表为存储结构的抽象语法树建立了控制依赖子图。通过实验证明了该方法的正确性和适用性。

MMC子模块控制器设计与测试

子模块控制器(sub-module controller,SMC)的控制保护功能对模块化多电平换流器直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)的运行有着极大的影响。首先,介绍了子模块与SMC硬件架构,开发调试了基于复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)的SMC控制程序,研究了SMC与其上层控制阀基控制器(valve based controller,VBC)之间的协调控制以及子模块保护策略。最后对子模块进行了稳态的空载、带载实验以及MMC-HVDC物理模拟系统的系统实验,实验结果证明了子模块的性能良好,SMC可以与VBC进行有效通讯并可以对子模块进行有效控制保护以及稳态测试平台的有效性。

基于MMC的光伏并网逆变器子模块电压控制

模块化多电平换流器具有易级联扩展的优点,在其主电路结构中,对每个子模块电容并联一光伏组件可以有效地提高光伏并网系统的光能利用率。由于光伏组件易受光照环境影响,局部阴影会导致各组件的最大功率点电压不一致。针对此问题,提出模块电容电压与调制波信号实时解耦的子模块独立控制方法,实现每个子模块电容电压分别稳定在各自所并联光伏组件的最大功率点电压,提高了太阳能的利用率。同时设计桥臂能量控制,保证桥臂间能量不平衡时系统的正常并网运行。最后通过实验平台验证了该方法的可行性。

子空间预测控制算法在主动噪声振动中的应用

为解决主动噪声和振动控制中的执行器饱和约束条件问题,在子空间系统辨识的基础上,研究了一种新颖的子空间预测控制方法。该控制方法联合了系统辨识和控制器设计,直接由输入-输出数据得到将来时刻的输出预测值;自动校正系统中的参数,克服了传统的模型预测控制中繁琐的系统辨识环节。同时子空间预测控制允许执行器机构出现饱和现象,在考虑由饱和现象导致的约束条件时,利用线性矩阵不等式将约束优化问题转化为无约束优化问题。采用椭球优化算法迭代地产生一系列体积逐渐减小的椭球序列,最终能收敛到一个最优解。在椭球算法的基础上推导了该算法达到收敛时所需要迭代次数的一个上界,这在智能优化算法中是很难求得到的。最后以直升机悬停状态时发生的颤振为例,利用本文中的子空间预测控制和椭球优化算法设计闭环系统的反馈控制器,验证闭环系统的输出响应能较好地跟踪期望值,从而得出本文方法的有效性。

巨-子型控制结构体系风振的半主动控制研究

研究了利用磁流变阻尼器对巨-子型控制结构体系风振反应进行半主动控制的分析方法,建立了随机脉动风荷载下结构体系的振动控制方程,利用随机振动理论对脉动风荷载进行了计算机模拟,并采用基于经典最优控制理论的限界Hrovat最优半主动控制算法对结构体系风振反应的控制进行了研究.算例分析表明:采用磁流变阻尼器对巨-子型控制结构体系进行半主动控制后,主结构顶层的位移和加速度控制的减振率VAR分别为29.65%和68.09%,第2个子结构和第3个子结构顶层加速度控制的减振率VAR分别为40.18%和70.05%,有效地减小了结构体系的风振反应.

废杂铜冶炼过程子空间预测控制器的设计

针对废杂铜冶炼过程的非线性时变、动态特性突变显著等特点,提出一种基于机理分析的自适应子空间预测控制方法。该方法将机理分析与数据驱动方法相结合,通过比较预测误差在线更新预测模型,增强了控制器对非线性时变特征的适应能力,使控制器的物理意义更加明确。最后对废杂铜冶炼过程的实际运行数据进行仿真研究,验证了方法的有效性。

无人动力伞在线子空间预测控制

针对无人动力伞(UPP)的飞行具有不确定性、非线性和复杂性的特点,建立了无人动力伞6自由度非线性动力学模型,仿真分析了模型对输入信号的响应特性.提出了无人动力伞在线子空间预测控制算法.该算法能及时地克服模型失配、时变及干扰等对飞行控制系统的影响,使有约束的预测控制能够在控制时域内保持最优.仿真结果表明,该算法能有效辨识仿真模型产生的输入输出数据,表现出了较好的跟踪性能和控制精度.

故障估计下子空间预测控制的快速梯度算法

基于闭环系统观测数据,直接设计估计故障和预测控制器.在施加故障的上下限约束条件下,采用快速梯度算法估计故障.在此基础上,采用子空间预测控制策略求解一个带有线性矩阵不等式约束的优化问题.对于故障估计下子空间预测控制的最优化问题,构造了一组估计序列,以采用快速梯度算法求解.直升机悬停状态仿真实例表明,本文方法是有效的.