虚拟轨道列车网络控制系统的构建研究

虚拟轨道列车是一款胶轮承载、双端驾驶的多编组道路列车,多编组与双端驾驶符合轨道交通电气控制系统的特点,胶轮承载及道路运营符合道路交通车辆的特性。文章通过对比分析轨道交通与道路交通领域的网络标准及总线特点,并基于某典型新能源商用车与某有轨电车的网络拓扑,提出了一种适用于虚拟轨道列车的分网段冗余的控制器局域网(CAN)网络拓扑。该网络拓扑采用分布式输入输出模块(IOU)设计,以及通道复用、车辆控制单元(VCU)冗余控制、IOU点位冗余、故障诊断等可靠性设计。通过对超级虚拟轨道列车(SRT)网络控制系统的性能测试与示范运营,证明该网络控制系统可满足虚拟轨道列车的控制需求。

具有执行器故障的网络控制系统的非脆弱保性能控制

对短时变时延下具有执行器故障的网络控制系统的鲁棒非脆弱保性能控制问题进行研究。为了降低保守性,利用标称点方法对系统进行建模,并结合时变故障矩阵与非脆弱控制,将连续时间系统模型转变为具有范数有界不确定参数的时变离散时间模型。根据Lyapunov对离散系统的稳定性判据以及线性矩阵不等式技术,给出保性能控制器的设计策略和相应的二次性能指标的求解方法,并通过算例验证了所提策略的正确性。

深圳港妈湾港区轮胎式集装箱门式起重机远程控制系统网络规划

为了解决深圳港妈湾港区轮胎式集装箱门式起重机远程控制系统内部通信及与外部信息交互问题,从多维度分析远程控制系统需求,并提出系统网络规划设计。通过应用虚拟局域网技术,结合服务器、交换机、通信模块等网络硬件的分布情况,提出标准化网络规划,并实现工业应用,完成核心交换机配置和网络布线设计。

基于通信网络的列车控制系统

自动组网(初运行)是列车控制与管理系统(TCMS)的重要特征,通过初运行,确定列车通信网络(TCN)内的节点组成、节点之间的顺序、总线主以及各个节点相对总线主的朝向,这是TCMS对列车进行控制与管理的基础。对于基于无线通信的TCMS,由于无线列车骨干网(WLTB)的网络节点之间没有通信线缆的物理连接,以传统的方式实现自动初运行十分困难,因此实际工程中采用人工设置参数的方式来组网。同样,在虚拟联挂(VC)系统中,多列列车通过WLTB组成列车编队,也存在动态自动组网的问题。在VC系统中,由于跟随列车处于自动驾驶模式,通过人工设置参数来组网的方式也不可行。文章分析了TCN、WLTB的初运行和VC列车编队/解编,探讨了基于无线通信的列车编组初运行或编队动态组网问题的实质与根源,提出通过引入一个更大的网络系统、融合TCMS和信号系统来解决自动组网问题的方法,基于列车控制的视角给出了面向列车全自动运行的基于通信网络的列车控制(NBTC)系统自动组网方法、分层次功能和系统架构,并提出了与NBTC相关的研究方向。

基于双边闭环函数的网络化采样控制系统稳定性分析

考虑数据通信时延不确定环境下网络化采样控制系统的稳定性问题.首先基于输入时滞方法,建立包含采样周期信息的网络化采样控制系统的数学模型,在此基础上,采用双边闭环函数方法和自由矩阵积分不等式技术,得到网络传输时滞变化区间依赖稳定性新准则,并进一步讨论了网络化采样控制系统中网络时延与采样周期之间的关系.仿真结果表明减小采周期可以增强网络控制系统对网络通信时延的鲁棒性.

短时延广义网络控制系统的最优指数H_(∞)控制

本文基于标称点方法,研究了广义网络控制系统在短时变时延条件下的最优指数H_(∞)控制问题.为了减小网络诱导时延对系统保守性的影响,系统首先被建模为一个具有范数有界不确定项的离散时间系统.然后基于线性矩阵不等式技术和李雅普诺夫稳定性判据,给出使得系统指数稳定的一般和最优H_(∞)状态反馈控制器的存在条件和设计方法.最后通过3个算例证明了本文工作的有效性.

随机延迟网络控制系统中的分段时戳动态矩阵控制

针对网络控制系统中小于一个采样周期的随机延迟,引入了分段时戳动态矩阵控制算法.通过时戳方法测量网络延迟,在线校正系统的阶跃响应系数向量和控制系数向量,并采用分段算法来减少所需的在线计算量.给出了算法的推导过程和程序实现方法,并基于实时控制系统仿真平台TrueTime进行仿真研究.应用该算法对共享以太网中直流电机进行控制,取得了比标准动态矩阵控制算法更好的控制品质.

网络化系统控制器设计的矩阵分解方法

研究了一类包含网络诱导时滞、数据丢包以及错序等非理想网络模型的控制器设计问题。针对以往控制器设计方法保守性较强的缺点,通过连接权矩阵分解,利用离散形式的牛顿-莱布尼兹变换公式,提出了一种新的控制器设计方法。与以往文献中的方法相比,新方法具有较弱的保守性。数值仿真例子表明,新方法是有效的。

基于虚拟仪器的网络控制系统在加速器中的设计实现

为了提高加速器控制领域的自动化程度,设计并实现了加速器控制领域中基于虚拟仪器的负离子注入器网络控制系统。经过实际运行表明,该系统不仅达到了预期功能指标,而且也为以后系统升级改造提供了良好的可扩充性。

控制系统网络虚拟实验室方案设计

该文介绍了一种基于JavaApplet及Matlab/Simulink构建网络虚拟实验室的方法,该方法采用客户/服务器模式。在浏览器上运行JavaApplet客户程序构成虚拟实验室的操作界面。利用WEB服务器、专用服务器(VLabServer)及Matlab/Simulink构成强大的信息服务和实验对象仿真平台。该文提供了一个实现该方法的具体实例。

网络化控制系统鲁棒动态矩阵控制

针对前向通道和反馈通道都存在不确定有界长时延的网络控制系统,研究动态矩阵控制(DMC)算法的设计和算法鲁棒稳定性分析问题.首先基于一类线性离散系统的状态空间模型,通过缓冲技术把不确定的有界网络长时延转化为其确定的时延上界,导出当系统通信信道上存在大于一个采样周期的有界随机网络诱导时延时DMC策略的设计方法;其次,利用李雅普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法分析该网络化DMC算法的鲁棒稳定性,并将鲁棒稳定性问题转化为求解一类LMI解问题,得到网络化DMC算法鲁棒稳定的充分条件.最后,通过一个对倒立摆模型的仿真实验验证了结论的有效性.

基于动态矩阵的随机时延丢包网络控制系统

针对网络控制系统(NCS)中存在的时延可能大于一个采样周期,以及网络传输存在丢包可能的情况,提出了改进的动态矩阵控制(DMC)算法,通过在线纠正系统的阶跃响应系数来处理时延造成的系统误差,并通过建立缓存器,当数据传输过程中出现丢包时利用动态矩阵算法计算控制量及未来输出预测值的冗余信息来替代丢失的实时信息,减少丢包对系统性能的影响.最后通过基于TrueTime的实时仿真系统研究,对比了不同时延及丢包率情况下改进算法与传统动态矩阵控制算法的效果,表明随着时延和丢包率的增大,改进动态矩阵算法的优势明显,从而验证了该方法的有效性.

网络系统中动态矩阵控制的稳定性条件

网络控制系统中的时滞和丢包会影响控制器的稳定性;因此,传统的动态矩阵控制器设计方法无法适应网络化环境.本文针对这一问题设计了一种改进型动态矩阵控制器.通过建立缓存器将不确定时滞转化为固定时滞;并提出了一种更新系统单位阶跃响应系数的方法,用来处理时滞对控制器的影响.采用一次性传输整个控制序列的方法,避免了丢包时需要更新控制量的问题.此外,进一步分析了该控制系统的稳定性问题,给出了考虑时滞和丢包信息的系统稳定性充分条件.最后通过实时仿真软件示范了如何确定允许的最大时滞和丢包.验证了该方法的有效性.

基于Hopfield网络的多变量动态矩阵控制及其在精馏塔系统中的应用

利用Hopfield网络的优化计算功能求解有约束多变量动态矩阵控制问题 ,算法简单 ,收敛性好 ,既可以用硬件实时实现 ,也可用数值积分求解 .对Wood

基于网络的电力拖动自动控制系统虚拟实验室建设的探索与实践

电力拖动自动控制系统虚拟实验室 ,就是利用网络技术在 Web中创建出一个可视化的虚拟实验操作环境 ,通过操作 MATL AB中的虚拟实验仪器 ,可进行各种高速系统的仿真实验。这种虚拟实验室具有一系列优点 :首先可以给学生提供丰富的实验资源 ,解决实物实验室设备少 ,投资多的问题 ;其次可以为实际的科研项目和工程提供仿真平台 ,提高科研的效率和质量 ;第三是可以在线联接相关的企业和院校的网站 ,促进基础知识与最新技术的融合。

基于动态矩阵控制的网络控制系统时延补偿策略

针对网络控制系统中的网络时延问题,根据预测控制中动态矩阵控制的特点,提出了一种基于动态矩阵控制的网络时延补偿策略。利用动态矩阵控制算法对网络控制系统中的时延信号的未来情况进行预测,用来补偿其在网络传输中的时延,并结合具体的实例进行仿真实验,通过与传统PID控制的比较,进一步验证了该策略的有效性和优越性。

基于虚拟电阻的复杂直流网络P-V下垂控制方法

对于复杂直流网络控制困难的问题,现有研究很少有基于虚拟电阻的下垂系数计算方法,设计了一种将复杂电网等效为简单放射状网络的方法,并提出一种基于虚拟电阻的功率-电压(P-V)下垂控制方法。首先,定义虚拟母线及虚拟节点,将节点分为3类并分别处理,得到一个等效的放射状电网拓扑结构。然后,根据简化结果推导出P-V下垂系数的计算公式,得出控制策略。仿真结果表明了所提电网等效方法和基于虚拟电阻的P-V下垂控制策略的有效性和可行性。

执行器受限下离散网络控制系统容错控制

随着自动控制、计算机科学以及通讯技术等飞速发展,近十年来网络控制系统(NCSs)已经在工业控制、航空航天以及物联网等领域得到广泛的应用;由于实际中的离散网络控制系统多具有执行器饱和与故障的情况,同时存在网络诱导时延和参数不确定等影响,因此针对存在执行器饱和与故障情况的离散网络控制系统,如何设计控制器使得系统稳定是一个难题;针对存在执行器饱和与故障、网络诱导时延以及系统不确定的离散网络控制系统,提出了一种容错控制器设计方法,将被控系统转化为一类存在扇形有界不确定性和非线性项的闭环控制系统,利用Lyapunov稳定性理论和时延上界信息进行泛函构造并利用Jenson不等式放大技术估计泛函差分更紧上界,得到确保闭环系统渐近稳定的充分性条件,再基于线性矩阵不等式(LMI)技术得到控制器增益设计,最后利用对比仿真验证了方法是有效的且具有更小的保守性。

基于DFNN的动态矩阵网络控制系统的应用研究

针对网络控制系统中的随机时延,提出一种基于动态模糊神经网络的动态矩阵网络控制系统。利用动态模糊神经网络的特点,提高系统动态响应性能。在以太网的网络环境下,通过实验仿真结果表明,该方法响应快,提高了系统的跟踪精度,具有更理想的控制效果。

基于卷积神经网络的室内虚拟控制系统设计

为了能够实现在智能家居背景下的远程虚拟控制,解决传统家居安防系统中所存在的资源浪费,无法高效率控制的技术弊端,文中提出一种基于卷积神经网络的室内虚拟控制系统设计思路。将RaspberryPi3b+和CIS摄像头连用作为设计的硬件配置构成,通过摄像头获取室内的相关图像数据,并运用计算机系统对图像数据进行判断,根据判断结果实现对室内虚拟控制。文中首先概述了室内虚拟控制采用的机器人抓取卷积神经网络模型,并说明此次室内虚拟控制系统设计的软硬件系统配置。在系统硬件配置部分选用STM32F103C8T6型号作为系统的主控制器,设计语音控制功能模块和串口屏用于存储控制代码、图片、字库等内容。在系统软件部分设计行人检测,对人脸识别的图像进行预处理、特征提取、匹配识别。实验结果表明,所提系统能够提高室内虚拟控制移位抓取的精准度,提高控制操作简便性。