基于CDIO的《控制理论与工程》课程综合改革研究

针对CDIO教学模式和培养模式的要求,为增加学生对所学控制理论课程的系统性和综合性认识,并及时将其应用于实践过程中,本文对控制理论课程内容进行了修订,在教学过程中加大工程实践能力的培养,为本校CDIO试点专业的教学实践提供了重要的依据。

能力导向、一体双模、虚实协同“控制理论与工程实践”课程群建设探索

秉承工程教育OBE理念和“金课”建设要求,以“课程群”协同建设为抓手,围绕复杂工程控制系统设计能力培养,从课程体系优化、教学模式创新、实践平台虚实协同、能力目标达成评价等方面持续进行全方位改革。经过8轮次探索与实践,团队构建了层次递进、交叉互补、协同优化的能力导向体系,探索了理念、方法、途径深度融合的BPS、CPS互动探究型教学模式,改造了复杂度渐升、虚实协同的工程实践平台,形成了可溯源能力型量化评价和综合评估方法,打造出特色鲜明的能力导向、一体双模、虚实协同“控制理论与工程实践”课程群,为自动化人才毕业要求达成提供了强有力支撑。

工程教育专业认证背景下控制类课程群体系构建与实践

依据工程教育专业认证标准,结合兰州理工大学自动化专业人才培养模式,探讨控制类课程群体系构建与实践。围绕毕业要求能力达成,首先构建“控制理论与工程实践”课程群,明确各课程对毕业要求能力达成的支撑关系;进而制定更新课程群能力型课程目标;最后重组优化课程群教学内容,有机融合课程群所承载的知识、能力与素质,培养学生解决复杂工程问题的综合能力和高级思维能力。实践证明,“控制理论与工程实践”课程群对自动化专业学生能力的提升收效显著,对其他工程类专业核心课程群的构建与实施有一定的示范与推广意义。

面向控制的城市交通网络宏观动态模型

针对城市道路交通流非线性、不确定性和模糊性特点,提出了面向控制应用的城市交通网络宏观动态离散模型.基于大系统分解-协调理论,把整个城市道路大交通网络分为城市区域、城市快速公路、城市区域-城市快速公路3个子系统,分别建立了它们的宏观动态模型,并分析了这3个子系统模型之间的相互关系.对杭州市中心区域的实际交通流数据进行了仿真研究,结果表明该交通流模型较好地反映了城市路网的交通流信息,可以作为城市交通控制系统分析和设计的有力工具.

交通干线动态双向绿波带控制技术研究

在多智能体道路交通控制概念模型基础上,提出了一种全新的交通干线动态双向绿波带智能协调控制策略.通过中心协调智能体和路口控制智能体间的信息交互和协调,在确保路口绿灯时间利用率较高的前提下,实现干线双向车流不停车地通行.中心协调智能体根据一段时间内交通流信息计算公共信号周期和上下行相位差,路口控制智能体实时确定各路口的绿信比.公共信号周期依照关键路口饱和度的大小由模糊控制算法进行调整,相位差根据上下行速度和路段长度进行计算,绿信比基于历史和实时的交通数据确定.实际应用证明了该控制策略的有效性.

城市区域交通智能分散控制研究

针对城市区域交通非线性、不确定性和模糊性特点,提出了一种新颖的实时智能分散控制策略.把整个城市区域交通作为一个大系统,区域中的各交叉口作为子系统,在每个交叉口设置一个独立的控制器,该控制器根据自己和相邻交叉口的交通流信息对交叉口的相序、相位切换、信号周期和绿信比进行动态优化.每个控制器有3个模块组成:相序优化模块、绿灯判断模块和相位切换模块.对每个控制模块设计了相应的模糊优化控制算法,并用改进的BP神经网络实现算法的模糊关系.控制目标是保持区域内各交叉口前的交通畅通和车辆延误最小.仿真研究表明,在交通流量较大和流量时变的环境下,智能分散控制方法比普通单交叉口车辆感应控制方法的控制效果更好,实用性更强.

一种基于有色Petri网的DES的控制方法

通过有色Petri网来实现具有或逻辑形式约束条件的Petri网控制器是非常有效的,但以往的文献通常假设Petri网中的变迁是不能并发的。本文提出的利用有色Petri网控制离散事件系统(DES)的方法,不但实现了或逻辑形式的约束,而且允许Petri网中的所有变迁都可以并发。

基于PLC控制技术的锂电池打包机设计

电池打包机是用于将锂离子动力电池多极组以并联形式包胶带的自动打包设备。设备采用可编程控制器(PLC)控制,触摸屏显示与操作,准确性高,操作简单方便。介绍了电池极组打包机的工作流程,对PLC控制系统及程序设计方法进行了详细论述,对相关研究进行了工程化实践。

一类城市轨道交通系统的鲁棒稳定性分析

对既具有范数有界不确定扰动又含有脉冲扰动的一类城市轨道交通系统的稳定问题进行了分析。在给出该系统鲁棒稳定定义的基础上,应用李亚普诺夫函数法导出这类不确定城市轨道交通系统鲁棒渐近稳定的充分条件。最后,通过数值示例验证所得充分条件的正确性。