直升机显模型跟踪解耦控制设计

采用显模型跟踪控制方法,设计了直升机飞行控制律,并进行了仿真验证。仿真结果表明,采用显模型跟踪控制后,直升机飞行控制解耦效果良好,跟踪性能好,具有良好的鲁棒性。

基于显模型跟踪的直升机自动飞行模态设计

阐述了将已设计完成的四通道MFCS作为内回路,按自动飞行设计任务规范要求,对MFCS进行扩展,形成外回路模态:空速控制与保持、高度控制与保持及航向控制与保持.同时提出了工程简化设计方法,并对它们所具有的优良性能进行了实时物理仿真验证及性能分析.

控制阵解耦的直升机显模型跟踪飞控系统设计

以某型武装直升机为例,在电传控制方式下,从工程易实现的角度出发,仅通过对控制阵B解耦,设计直升机显模型跟踪飞控系统.重点阐述了解耦矩阵Bd的设计,主要讨论当B不为方阵时,如何从广义逆矩阵的角度设计解耦矩阵,同时还需解决内回路多变量输入输出维数不一致的问题.通过定量分析评估所设计的模型跟踪系统的性能.完成内回路设计后,采用单输入单输出经典控制方法设计外回路.仿真结果验证了内外回路单独独立设计的可行性.

显模型跟踪控制技术在舰载无人直升机姿态控制中的应用

采用基于模型逆的显模型跟踪控制方法，借鉴ADS-33要求设计了舰载无人直升机俯仰姿态控制律，并进行了仿真验证，较好地解决了舰载无人直升机姿态控制的难题。

基于响应类型的直升机悬停状态显模型跟踪控制律设计

现代战场使用环境对直升机的飞行品质要求越来越高,使用电传飞控系统可大幅改善直升机的飞行品质,本文以电传飞控系统为研究对象,进行面向特定任务的具体指标要求的控制律设计。首先,根据ADS-33E飞行品质规范要求构造出满足悬停状态下俯仰轴ACAH响应等级1要求的指令模型;其次,以该指令模型构建显模型,通过反馈补偿算法进行跟踪偏差修正的模型跟踪控制律设计,最终得到整个闭环系统俯仰姿态满足飞行品质等级1要求的控制律构型和参数。通过MATLAB仿真验证了该设计方法的合理性和有效性。

显模型跟随飞行控制律设计与仿真

以运输型直升机为研究对象,根据飞行品质规范ADS-33E的要求,设计直升机俯仰、滚转、航向和高度通道的理想模型;利用状态反馈方法,针对不同高度和速度下的飞机模型,设计显模型跟随控制律;拟合包线内的控制器参数,实现显模型跟随调参控制律。最后,系统仿真试验结果表明,采用这种控制方案可以取得良好的控制效果,验证了该方法的可行性和有效性。

无人倾转旋翼机内外回路显模型控制律设计

针对无人倾转旋翼机直升机模式的典型飞行状态,分析全机操纵舵面在该飞行模式的冗余分配策略,开展控制律结构设计以及基于内外回路的显模型解耦控制律设计方法研究。将显模型设计、一拍跟踪解耦控制律设计与倾转旋翼机的操纵特性进行综合,实现了内回路的解耦与外回路跟踪控制。通过对典型配平状态的数学模型进行数值仿真,得出结果表明:控制系统姿态控制回路的带宽大于4 rad/s,具有良好的控制品质;在参考模型摄动20%的情况下,验证了控制系统仍具有良好的稳定性和鲁棒性。

基于显模型跟踪控制系统的直升机平移速率控制律设计与仿真

本文根据国际常用飞行品质规范中对直升机平移速率控制响应类型(TRC)的要求,设计直升机纵横向平移速率控制响应指令模型,并利用直升机显模型跟踪控制系统中的控制回路设计直升机纵横向平移速率响应控制律。仿真结果表明:本文所述直升机纵横向平移速率控制律设计方法合理可行,能够指导直升机纵横向TRC控制律设计。

基于显模型跟踪控制系统的直升机姿态边界保护设计

为保证直升机在飞行包线内安全飞行,降低飞行员驾驶负担,采用主动控制技术实现姿态边界保护。给出一种基于显模型跟踪控制架构的直升机姿态边界保护控制策略,根据飞行品质规范要求模块化设计显模型跟踪控制律,基于姿态边界映射关系设计动态限幅饱和积分控制器,并融入显模型跟踪控制律的指令模型中,在不修改其他模块的前提下实现对姿态状态量的主动限制,同时能自由设置边界值和触发时机。仿真结果表明,所设计的系统能够实现姿态边界的限制和保护。

智能汽车轨迹跟踪多目标显式模型预测控制

针对现有智能汽车轨迹跟踪控制算法难以同时保证跟踪精确性、横向稳定性、舒适性以及控制实时性的问题,提出了一种基于多目标优化和显式模型预测控制理论的轨迹跟踪控制策略(MO-EMPC)。首先,建立考虑跟踪精确性、横向稳定性、舒适性的多目标函数及约束。然后,针对传统MPC控制实时性低的问题,设计基于EMPC的多目标优化轨迹跟踪控制器,通过引入多参数二次规划(MPQP)理论,将反复在线优化求解过程转化为等价的分段仿射系统(PPWA),离线计算得到最优显式控制律以供实时控制调用,减少在线运算时间。最后,基于CarSim/Simlink联合仿真方法,将所设计控制器的轨迹跟踪多目标优化效果与MPC控制效果进行对比验证。研究结果表明,所提出的轨迹跟踪策略在保证良好的跟踪精度前提下,横向稳定性、舒适性方面的表现更优于MPC控制器,且算法在线运行速度提高56.63%。

基于多目标异权重回归的冷水机组故障诊断显式模型

针对冷水机组中常见的7种故障,本文基于交叉熵损失函数和随机梯度下降算法建立了多目标异权重回归模型,进行故障诊断。该模型较常规的机器学习分类模型简单,无需迭代,计算速度快,且为显式模型(非黑箱),可直观分析各参数对每类故障的重要程度。与传统的单目标回归模型相比,故障诊断性能优势显著,在不同特征集合下,性能最低提升40.50%。对比不同文献中特征集合在本模型中的效果,并提出了新的特征集合,正常运行及7类故障的总体诊断准确率可达89.83%,局部故障的诊断准确率达到98%以上。通过可视化诊断模型中的参数权重,发现过冷度和供油温度参数对诊断制冷剂泄漏、制冷剂过充和润滑油过量3种系统性故障最为重要;供油压力、冷凝器趋近温度、蒸发器与冷凝器的水流量参数对诊断4种局部故障最为重要。

应用显式模型预测控制的永磁同步风电机组频率电压协同调节

为解决高压直流输电线路发生闭锁故障引起送端近区功率冗余、造成频率和电压升高的问题,提出了一种面向频率电压协同调节的永磁同步风电机组的显式模型预测控制(EMPC)策略。该控制策略利用了直驱式永磁同步风力发电机组具有同时调节电网频率和电压的能力。根据频率摆动方程和电压灵敏度模型建立了换流站母线电压和电网频率的状态空间模型;将永磁同步风电机组的有功输出和无功输出相结合,利用多个EMPC控制器计算代价函数下的最优输出并进行组合,计算出故障后永磁同步风电机组的参考功率输出,以实现送端近区频率和电压的协同控制。在MATLAB/Simulink平台进行仿真验证表明:当闭锁故障发生时,EMPC控制策略不仅可以降低送端近区的频率和电压的峰值与稳态值,而且与其他控制方法相比,频率峰值降低了0.089 Hz,电压峰值降低了0.012(标幺值)。该研究可为电力系统的频率电压控制提供理论及工程参考。

高性能永磁同步电机显式模型预测控制算法研究

该文提出一种应用于永磁同步电机的级联式高性能显式模型预测控制算法,基于多参数规划思想建立系统参数化模型,离线求解有约束条件下的最优解并以状态量的分段仿射函数形式保存,解决了连续控制集模型预测控制算法在线求解的算力需求问题;全面介绍了显式模型预测控制的应用思想及设计流程,分析了在永磁同步电机控制中模型失配、死区效应、数字延时等非理想因素带来的影响并给出了应对措施;与传统PI控制算法进行对比,通过仿真与实验验证了显式模型预测控制算法的有效性及优越性。

循环荷载下饱和软黏土的累积变形显式模型

显式模型是计算交通等长期动荷载引起地基沉降的实用方法。在考虑影响饱和软黏土循环荷载下轴向循环塑性累积应变的应力历史、动偏应力水平及第一次轴向循环塑性累积应变与围压归一化基础上提出了计算饱和软黏土轴向循环塑性累积应变显式模型。模型同时反映了等向、偏压固结不排水循环加载轴向循环塑性累积应变发展规律,并很好地反映了围压的影响,其主要参数有明确的物理意义且易于确定。通过上海地区第④层饱和软黏土一系列静力三轴、循环加载试验验证了模型的合理性,得到了模型相关参数。

相位高度的显函数模型及其标定

由于传统的相位轮廓术(PMP)使用的相位高度模型参数存储空间大,标定计算成本高,本文由绝对相位与深度坐标的关系推导出相位差高度模型的显函数模型,并提出了一种基于未知标定平面的灵活标定方法。该模型只需9个非共线的像素数据即可计算出模型的15个参数,降低了计算量,节约了内存空间。提出的标定方法无需精密运动台,标定板无需覆盖整个测量范围,无需知道位置姿态,降低了标定成本,提高了标定的灵活性。对提出的模型和标定方法分别进行了仿真和实验,仿真结果验证了相位高度显函数模型的正确性和标定方法的有效性。对提出的模型和标定方法在实际的结构光系统中进行了实验,用标定后的系统对实际物体进行了测量,结果表明三维曲面具有较高的质量,证明了提出方法的可行性。

焊接接头显微组织模型的研究及发展趋势

在焊接工艺中 ,焊件的质量在很大程度上取决于焊接接头的微观组织形态。模拟显微组织的形成过程、组织类型及存在状态可以对焊件的力学性能进行预测 ,实现化学成分、组织和性能的定量分析 ,从而优化工艺参数 ,提高焊件质量。阐述了建立焊件显微组织模型的主要研究内容及国内外发展动态 ,概括介绍了模拟显微组织所用的方法和手段 ,并提出了显微组织模拟的发展趋势及今后研究的主要任务。

电力系统电压崩溃的显式模型预测控制

由于电力系统不仅包含非线性动态,还包含了离散事件以及一些离散的操纵变量,因此电力系统本质上是一个复杂的混杂系统。利用混合逻辑动态(MLD)模型和分段仿射模型(PWA)描述电力系统的非线性动态特性、离散事件和变量,建立电力系统的混杂系统模型。针对电力系统的混杂模型,将显式模型预测控制技术应用于电力系统,并对电力系统的电压进行稳定控制。数值仿真研究表明,所提方法能够预测和防止电压崩溃,并对于故障情况能够迅速地做出响应,表明该方法是有效的。

基于ARM-Linux平台的显式模型预测控制算法实现

为了对显式模型预测控制算法进行实验研究,建立了基于ARM-Linux平台的显式模型预测控制实物仿真控制系统.在ARM-Linux平台上实现了显式模型预测控制算法的在线计算过程,把传统的隐式模型预测控制的反复在线优化计算问题转变为在线数据搜索过程,简化了在线计算过程,提高了在线计算速度,减少了在线计算时间.对显式模型预测控制算法的离线计算步骤、实物仿真控制系统设计的整体结构、离线计算得到的被控系统状态分区及其对应分区上的显式线性控制规律库结构、接口函数的结构和ARM-Linux环境下的控制系统结构进行了讨论.最后给出了基于ARM-Linux平台的显式模型预测控制算法控制效果.

基于内外动力耦合成因理论的新疆地质灾害气象预警显式统计模型

地质灾害气象预警是有效减轻地质灾害造成损失的重要手段,其核心是研究气象条件与地质灾害危险性的时空关系,即地质灾害气象预警模型。新疆地质构造复杂,内外动力作用强烈,是中国地质灾害发育严重的地区之一。基于地质灾害的地球内外动力耦合作用成因理论,建立了新疆地质灾害气象预警区划;利用地理信息系统(GIS)平台,优选内外动力地质作用指标,依据专家经验,确定各类要素权重,计算地质环境指标值,构建了基于内外动力耦合成因理论的新疆地质灾害气象预警乘积范式的显式统计模型;在此基础上,进行历史地质灾害点校验,获得了与实际地质灾害发生情况较为一致的地质灾害气象预警结果。

汽车悬挂系统显式模型预测控制

本文把显式模型预测控制应用于汽车悬架主动控制,以改善汽车悬架系统的控制效果,并满足系统状态性能和控制力等方面约束条件.针对汽车悬挂动力学简化模型(二维)和1/2悬挂动力学模型,并做了数值仿真计算.研究结果表明了汽车悬挂系统显式模型预测控制系统的有效性.