基于IronPython语言的牛顿迭代算法及其工程应用

本文将牛顿迭代算法应用于仿真优化设计中,提出了一种基于IronPython寻根的闭环算法,并在Ansys Workbench平台以某容器内气流混合过程为例,验证了该算法的可行性和实施效果。该方法能够找到输出特性结果性能参数所对应的输入参数设计点,实现了CAE仿真平台上的“数学求根”,即由既定的输出性能结果参数寻找对应的输入参数设计点。该方法能够快速地实现寻优,提高了工程优化设计的效率,缩短了优化工作的周期,开创了新的设计思路,对现代科技研发具有一定的参考价值。

仿生智能飞行控制算法及其虚拟仿真

文章针对无人机在各种复杂环境下飞行控制模型的不确定性问题,设计了基于闭环系统辨识算法、校正控制算法参数整定技术的智能飞行控制系统,并设计了一套虚拟样机仿真系统,保证无人机高速、高精度、高鲁棒性飞行控制性能的同时,避免调参带来的巨大工作量,同时,通过虚拟样机仿真对该算法进行了验证。

计算机数据融合算法下植保机精准化作业研究

针对我国传统的植保机在精准化作业和自动化喷洒方面存在的不足,基于计算机数据融合算法对植保机精准化作业进行了设计试验。植保机的主要组成包括控制单元模块、信息采集模块、传感器模块、数据传输模块和变量执行器模块。为了实现植保机的精准化作业,对植保机的飞行姿态调整和变量喷药过程进行了算法设计。其中,飞行姿态控制采用双闭环位置式PID控制算法,喷药过程采用改进的遗传PID控制算法进行控制。为了验证植保机精准化作业的效果,对其进行姿态控制和变量喷药试验。结果表明:植保机姿态控制良好,能够完成精准化喷药。

用闭环增益成形算法的精馏塔鲁棒控制

给出了MIMO系统的闭环增益成形算法 ,将之应用于精馏塔的控制中 ,取得了良好的控制效果和鲁棒稳定性。文献 [6 ]给出的回路成形控制器与本文的一阶闭环增益成形控制效果相同 ,文献 [6 ]评价该法的不足之处是闭环系统的鲁棒性能稍差 ,该缺点可用本文的二阶或三阶闭环增益成形控制器加以克服。该算法的优点是设计过程简单 ,物理意义明显。

闭环增益成形算法在舵阻摇系统中的应用

给出了单输入多输出(SIMO)系统即被控对象为非方阵情况下的闭环增益成形控制算法。考虑到舵阻摇系统的闭环传递函数阵一定是奇异的,以及具有1个输入控制2个输出的特点,在保证其中1个输出尽量小而另1个输出跟踪输入的前提下,将闭环传递函数阵即补灵敏度函数阵设为具有一阶惯性的奇异阵,设计出鲁棒控制器。研究并建立舵阻摇系统的非线性模型,并在Matlab中通过编写S函数来实现。用设计好的控制器对非线性模型进行仿真,运用Simulink工具箱得到仿真曲线,从仿真曲线可看出此控制器具有良好的鲁棒性能。通过分析并比较阻摇前和阻摇后的各组仿真曲线,算出减摇率在50%左右,减摇效果较好。

谐振式光纤陀螺全数字闭环方案的算法研究

谐振式光纤陀螺是一种基于光纤环形谐振腔Sagnac效应的新型惯性传感仪器。与现有的其他类型陀螺相比,具有很多性能上的优势。在此提出了一种基于DSP技术的全数字闭环方案,并为这种方案建立了数学模型。借助用z变换表示各个环节的离散传递函数,设计并优化了跟踪谐振频率的算法,并将此算法在DSP中实现。

基于FPGA的旋转变压器闭环跟踪解码算法研究

在旋转变压器传统闭环跟踪解码算法中,角位置误差计算的非线性会导致系统阶跃响应变慢以及稳态误差增大。针对这一问题,设计一种改进的闭环跟踪解码算法,该算法采用CORDIC算法预先对从旋转变压器采样的信号进行计算得到实际角位置,然后将实际角位置输入闭环解码算法中与估计角位置比较得到线性的角位置误差,这样该算法就可以继续进行闭环跟踪计算。算法采用Verilog HDL语言实现并使用Modelsim进行仿真。仿真结果显示,相比传统闭环跟踪解码算法,改进的闭环跟踪解码算法的阶跃响应更快、稳态误差更接近理论值,这证明改进的闭环跟踪解码算法的角位置误差计算具有更好的线性特性。

水面船航向最优控制与闭环增益成形算法的比较分析

将自适应最优PID控制算法与闭环增益成形算法在频域角度进行理论分析,引入船舶模型进行仿真分析比较,得出闭环增益成形理论的适应式鲁棒PID算法控制效果优于自适应最优PID控制算法理论,为水面船在选择控制算法时提供参考。

闭环增益成型算法在运动控制器中的应用

我国内河众多,海上疆域广大,蕴含着丰富的石油、天然气、可燃冰、有色金属等资源,因此,对海洋资源的开发以及海上航运业的发展成为国家的战略规划重点。舰船与海上作业平台作为主要的开发工具,其设计与制造质量具有重要意义,尤其对于高速化、大型化船舶的运动控制。船舶在海上受到的干扰力较多,本文针对船舶的运动过程建立模型,并结合闭环增益成型算法设计一种船舶运动控制器,并基于Matlab进行了船舶运动控制器的仿真试验。

一种适应于蓄电池电力工程车的速度闭环控制算法

文章介绍了一种适用于蓄电池电力工程车的速度闭环控制算法,提出了一种模糊PID控制算法的思路。控制系统通过实时地改变速度闭环的控制参数,实现了在不同工况下对机车进行精准低恒速控制的目的。

两种新的有效的多输入线性定常系统闭环极点配置算法

通过分析系统性质及矩阵Ａ、Ｂ的特点，提出了两种新的有效的多输入线性定常系统闭环极点配置的算法．

基于改进PID算法横列式双旋翼无人机系统

横列式双旋翼无人机相较于传统固定旋翼无人机具有更强的机动性与续航能力,但是传感器测量误差会影响其控制精度。针对这一问题,在理论模型方面完成了动力学模型的推导并整定了相关物理参数;在控制算法方面自主开发三轴加速度计误差补偿算法,并创新性将该算法与传统PID控制算法结合形成改进串级双闭环PID算法,可以实现对三轴加速度计测量值累积误差的抑制,同时利用Simulink进行了30次系统控制仿真,仿真结果表明:改进PID算法理论上针对y轴位移、滚转角、俯仰角与偏航角可分别降低约78%、26%、19%与44%系统超调量;在实验测控方面搭建了试验样机+测控地面站系统,最终完成10组空中悬停对比实验。实验结果表明:改进PID算法试验样机悬停高度、滚转角、俯仰角与偏航角的稳态误差较传统PID算法减少约35.68%、49.04%、2.33%与55.96%,验证了改进控制算法的精度与实际有效性。

闭环增益成形算法下的航迹保持控制

Carrot following是一种间接式航迹保持算法,它找到期望航向后只使用简单的比例控制,因此航迹保持控制效果较差,为了在保持原方法简洁性的同时改善船舶的航迹保持效果,本文通过引入闭环增益成形算法对其控制率做了改进。间接式航迹保持控制能够使相关成果简单迁移到航迹保持问题中。仿真结果表明:所提出的间接式控制方法能够实现船舶的航迹保持,仿真下的稳态误差小于5 m,而航向保持中的许多技巧在航迹保持中依然适用。本文所提方法简洁有效,具有推广价值。

高压变频器磁链闭环控制算法在密炼机上的应用

本文介绍了汇川HD71系列高压变频器在密炼机上的应用,密炼机系统经过变频改造后,克服了传统调速方案带来的启动电流大、转矩响应时间长、配方单一等缺点,大大提高了密炼机系统的效率和胶料的质量。

闭环消磁算法在扫雷艇发动机上的试验

用于反水雷舰艇的闭环消磁技术已经研究成功并在发动机上进行了试验。本系统能精确地预测并消除从无磁船体舰船上测量的船下磁场。从船上到船下的预测算法的调整过程研究已完成,并证明船上的传感器仅需配置四个单轴梯度计,就能精确地预测出实船发动机的磁场量。

基于非线性修饰和零阶保持器的船舶航向保持控制

[目的]为了解决船舶在海上航行时控制器舵角输出大、打舵频率高、控制速度较慢以及控制精度较低的问题,利用三阶闭环增益成形算法设计鲁棒控制器。[方法]首先,利用三阶闭环增益成形算法设计出线性鲁棒控制器,然后,在控制策略中加入双曲正切非线性修饰以及零阶保持器,在不同海况下对该控制器的性能进行仿真实验。[结果]仿真结果表明,相比于基于非线性修饰的传统PID控制器,在一般海况下,所提控制器在延迟时间、控制精度以及能量输出上分别改进了36%,14%和32%;在恶劣海况下,分别改进了27%,7%和16%。此外,不同海况下该控制器的仿真结果都具有稳定的舵角输出,并可以较快地稳定在临界值附近,证明了其具有较好的鲁棒性。[结论]改进的控制器符合工程实践,对于智能船舶的控制具有较好的应用参考价值。

基于2-D系统理论的D型开闭环迭代学习控制

对于具有重复运动性质的系统,迭代学习控制是一种行之有效的控制方法。开闭环迭代学习控制能同时利用系统前次运行和当前运行的信息,因而性能优于单纯的开环迭代学习控制。针对线性连续系统,设计了D(Differential)型开闭环迭代学习控制器,利用2-D(Two-Dimensional)系统理论建立系统的2-D连续—离散Roesser模型,并给出了保证控制器收敛的充分必要条件。最后通过一个仿真实例,证明了该方案的有效性。

线性多时滞系统的开闭环PID型迭代学习控制

针对线性多时滞系统讨论了开闭环PID型迭代学习控制算法的收敛性和鲁棒性0利用λ范数和Bellman-Gronwall定理,获得了算法收敛的判定条件.仿真结果表明,这种算法是有效的.同时,从仿真实例也可看出,在收敛速度方面,开闭环算法优于开环算法.

一种基于双重非线性正反馈的节能降碳航向保持控制方法

[目的]为了解决船舶航向保持过程中舵角幅值过大以及舵角变换率过高而导致能耗过大的问题,提出一种基于双重非线性正反馈的节能降碳航向保持控制方法。[方法]采用闭环增益成形算法(CGSA)设计控制器,引入双重非线性反馈算法,通过双极性S函数与反正切函数的结合降低舵角幅值与操舵频率,最后使用正反馈的方法实现整个控制系统的控制。[结果]仿真结果表明,在6级海况和8级海况下,采用所提出的双重非线性反馈控制方法,反映舵机能耗的综合节能评价指标分别改进了31.53%和18.63%。[结论]验证了双重非线性反馈在降低舵机能耗、减少船舶航行过程中碳排放方面具有较好效果,以及正反馈和负反馈的等价控制效果。所提方法为船舶航向保持控制的研究提供了较好的应用参考价值。

线性时滞系统开闭环PID型迭代学习控制

针对线性时滞系统讨论了开闭环PID型迭代学习控制算法。对于初始状态函数渐近重复的情形,给出了这类系统的极限轨迹和迭代输出收敛于该极限轨迹的较弱的充分条件。仿真结果表明,这种算法是有效的。同时,从仿真实例也可看出,在收敛速度方面,开闭环算法优于开环算法。