基于迭代反馈调参的伞翼飞行器无模型自适应控制方法研究

针对伞翼飞行器强非线性特点,本文使用基于数据驱动的控制方法——基于迭代反馈调参的无模型自适应控制方法(IFT-MFAC)设计伞翼飞行器控制系统,该方法在构建过程中仅利用系统的输入和输出数据,不需要构建动力学模型。本文首先介绍了无模型自适应控制方法(MFAC)的构建过程,并进行了简洁的稳定性分析,然后采用迭代反馈调参方法对无模型自适应控制方法的两个步长因子进行迭代调参。为验证该方法的控制效果,对IFT-MFAC与PID控制、主动抗干扰控制(ADRC)和MFAC进行了一系列仿真对比,结果显示,IFT-MFAC控制器在复杂环境下的控制效果更好,尤其是在随机扰动环境下对折线轨迹的跟踪效果。

潜油电泵油嘴调参与变频调参对比分析

为适应油井产能变化,潜油电泵一般采用变频调参,但是对于排量变化范围不大或频率变化较小的机组,采用变频调参并不能取得很好的应用效果。综合分析了变频调参和井口油嘴调参的基本方法及各自的特点,对两种调参方式的一次性投入成本和生产能耗进行了对比分析。提出以负载功率为判据的能耗判断方法和采用"一变频多井用"优化组合方式,实现油田效益的最大化。对比分析结果表明,在预计的排量范围和寿命周期内,有些情况采用井口油嘴调参比变频调参更简单经济。

大飞行包线控制律的神经网络调参设计

对于具有大飞行包线的现代电传飞行控制系统,给出了一种3层BP(BackPropagation)神经网络代替传统的根据动压、高度或马赫数单一调参的控制律,解决了大飞行包线内控制参数复杂、单一调参无规律性、在全飞行包线上特别是在平衡点之间的飞行状态的稳定性无法保证等问题.通过离线训练,得出了一组隐层只有6个节点的网络结构参数,输出为各平衡点设计的最优鲁棒反馈增益.利用该网络实现了大飞行包线的根据高度和马赫数的双参数增益调参.仿真表明,利用该神经网络可以保证在所有平衡点上原设计的最优反馈增益不变,响应过程不变,同时可以细化平衡点之间的控制参数,在较大建模误差(约50%)和平衡点间也可以具有较好的控制效果.

一种飞机大包线控制律增益调参方法

针对飞行控制系统大包线控制律中控制器参数规律难以拟合的问题,提出了一种包线范围内工作点的选择方法和按动压调参的控制器参数范围设置方法,按本方法所选择的工作点在包线范围内分布均匀,控制器参数随动压单调变化,便于拟合。为证明本方法的有效性,以某型运输机为例,对纵向控制增稳系统中的参数进行了调参规律拟合。仿真结果表明,所得控制律在整个包线范围内都具有良好的动态响应。

基于切换多胞模型的变体飞行器增益调参控制

针对一类可变后掠翼的变体飞行器,研究了全包线控制器的设计与综合方法.建立了基于切换多胞系统的变体飞行器模型,所提出的框架利用Lyapunov函数方法分析系统的稳定性,能够从理论上保证变体飞行器在全包线下的飞行稳定.给出了利用小凸包算法从三维飞行包线中选取设计点的方法,并对各设计点处的线性化模型设计了最优控制律.为继承传统增益调参方法的优势,提出了一种特殊的控制器插值方法,保证变体飞行器三维包线下的控制综合过程简便实用.仿真结果表明所提出的控制方法在飞行器快速变形和参数大范围快速变化的情况下仍具有良好的控制性能.

利用C-API的基于RTW实时仿真系统在线调参

针对外部模式不足,基于实时工作箱(RTW)实时仿真系统,采用访问C文件应用程序接口(C-API),修改主程序并访问model_pt.c文件中的参数信息,可在线调整参数。其过程是:内嵌参数、生成model_pt.c文件、访问参数结构,并在目标机端主程序的仿真循环中添加代码接收数据包并解析得到参数序号和新值。

油田注水系统多点调参节电技术研究与应用

大庆油田进入特高含水开发期后,注水系统的注水量和出站压力逐年升高,注水耗电量持续上升。运用注水系统优化运行技术和前置泵变频调参技术原理,通过建立数学模型,以最优生产运行数据合理调控注水系统运行参数,在保证系统注水量要求的前提下,提高注水泵的运行效率,降低泵管压差,形成了一套投资低、经济效益好的新型油田注水系统节能技术。现场试验与生产应用结果表明,低功率前置泵多点调参注水系统运行稳定,可有效弥补单泵大功率整机变频调参运行技术的不足,已经成为大型整装注水开发油田的高效节能注水替代技术,其经济效益显著。注水系统多点调参节电技术克服了以往单站单泵运用调参节能技术节电效果难以达到最大化的局限性,具有广阔的推广应用前景。

飞行控制系统自动调参

目前飞行器的控制器设计还较多地应用传统控制方法,控制器设计过程中存在大量的、繁琐的调参工作。为了改善控制器的调参工作,提出了控制器自动调参的思想。将控制器调参工作视为控制器参数和系统响应性能之间的寻优问题,基于控制性能指标设计微粒群算法目标函数,借助于微粒群算法快速的全局寻优性能,自动寻找满足控制指标的且在误差绝对值积分最小意义上的优化的控制器参数,实现控制器调参的自动化。仿真结果表明,系统响应满足设计要求,所设计的自动调参软件实现了控制器调参的自动化。

基于PSO算法的WNN大包线增益调参控制律设计

提出了一种基于粒子群优化算法的小波神经网络大包线调参控制律设计方法。该方法用小波函数代替了Sigmoid函数作为激活函数。由于结合了小波变换良好的高频域时间精度、低频域频率精度的性质和神经网络的自学习功能,因而具有较强逼近非线性函数的能力。为了克服局部极小值问题并进一步提高对非线性函数逼近能力,利用粒子群优化算法对小波神经网络进行参数训练,并利用该网络实现了大包线增益调参。飞行仿真结果表明,所设计的小波神经网络增益调参控制器具有优良的控制性能,不仅能够保证平衡状态下的控制效果,而且在未训练的平衡状态下依然具有良好的控制性能,并且在存在20%的建模误差时,最大超调量仅为6 m,仅是使用常规增益调参方法的18%。

基于遗传算法和神经网络的调参控制律设计

飞控系统的设计一般采用调参控制器。针对目前广泛使用的调参控制律增益设计 ,提出了采用遗传算法计算 ,然后应用神经网络逼近调参曲线的方法。该方法可以克服传统方法中试凑和插值带来的缺点 。

抽油机井上调参技术界限的确定

大庆油田采油六厂三矿2001～2003年118口上调参井中无效井占24.6%,调参成功率低,因此,需对抽油机井上调参工作做了进一步的研究。建立了调参井增液量、泵效修正值、含水变化值和增油量的数学模型,分析了调前含水、泵效、功图宽窄程度对调参效果的影响,确定了调参井的最低沉没度,同时分析上调参对地面抽油机设备的影响,提出了先调整冲程后调整冲次的原则。该方法应用于2004年上调参工作,见到显著效果,为全年原油生产任务的顺利完成做出了贡献。

低渗透油田机采井量化调参方法

合理流压已成为机采井参数调整的理论依据,但无论是调大还是调小参数,还仅仅是依靠经验,因此需要一种量化调参方法指导参数调整。根据低渗透油田油井流入动态关系式可以确定n值,求出系数A,绘制出相应的流入动态曲线。在合理流压下,低渗透油田油井产能可得到最有效发挥。在井底流压保持一定的条件下,井口产量为泵的理论排量与泵效的乘积。以合理流压为理论依据进行参数调整,最终要实现的是油井产能充分发挥,即井口产量等于油井最大井底流入产量。根据该方法2009年进行参数调整136井次,其中调大参数98井次,流压由7.9MPa下降到6.1MPa,日增液0.6t/d,日增油0.2t/d;调小参数38井次,流压由2.6MPa升至4.5MPa,日增液0.2t/d,日产油由1.4t/d稳定到1.5t/d。量化调参方法突破了靠经验进行参数调整的传统方法的局限,能够确保流压调整一次到位。

水平井基于动液面变化智能调参采油技术应用

水平井蒸汽吞吐周期生产过程中,油层压力不断衰减,供液能力逐渐减弱,依靠人工监测调控机采参数的及时性差,造成油层供液能力与抽油泵排液速度不匹配、供排关系不平衡、机采系统效率低等问题。研究基于动液面变化智能调参采油技术,主要包括智能监测系统、中心监督系统、自动保护系统、自动报警系统的研究设计。该技术系统以监测动液面深度为核心,根据实时自动监测的动液面深度参数,自动识别并判断油层的供液能力情况,灵活实时自动调控抽油机的电机频率,改变抽油杆上下往复冲次,使抽油泵排液速度与油层供液能力相符合,实现产液量的供排平衡,提高机采效率。现场在水平井上试验应用效果显著,与投产初期对比抽油泵泵效提高8%,日产液量提高15t,日耗电量节约47kW·h。基于动液面的智能调参采油技术能够适合现场实际应用需求,实现智能自动调控生产,可以有效解决现场井数多、偏远分散、技术人员精力不足、管理困难等实际问题,能够有效提高机采系统工作效率,达到节能减耗、降本增效的目的。

抽油机无级调参控制装置在稠油生产中的应用

稠油生产过程中存在间抽井、空抽井耗电大、效率低、不便调参、功率因数低等弊端。JQ-2000系列抽油机无级调参控制装置可以实现最优化的控制,降低原油生产成本。

高频电磁波测井资料反演的优选调参子空间方法

提出了高频电磁波测井资料反演的一种优选调参子空间方法,给出了调参子空间的优选条件,根据每次迭代反演的计算结果可自动选择调参子空间,将高维反演化为低维反演并使这种低维子空间仍是个好的搜索空间,使迭代反演的收敛速度和精度同时得到提高。对典型地层模型的反演结果表明,优选调参子空间方法是有效的,所给出的调参子空间优选条件是可行的。

无人机俯仰角增益调参控制律设计

针对传统增益调参控制系统设计过程中离线工作量大的问题,研究设计了无人机俯仰角增益调参控制系统。首先对无人机模型进行线性化和简化处理,得到俯仰角系统模型;其次针对不同特征点处的子模型,利用根轨迹法设计得到阻尼器,利用Ziegler-Nichols以及Signal Constraint方法整定得到PID参数,得到增益调度表;然后利用sftool工具箱生成全局控制器;最后对得到的无人机俯仰角控制系统进行仿真。仿真结果表明,所设计的无人机俯仰角控制系统在全局范围内具有良好的动态响应性能。

裂变核光学模型自动调参程序ASOP及^(235)U和^(239)Pu的最佳光学模型参数

介绍裂变核光学模型参数自动调节程序ASOP以及用它寻求^(235)U和^(239)Pu两个核的最佳光学热势参数所得到的结果。计算表明由ASOP得到的最佳光学势参数优于申庆彪给出的最佳光学势参数。尤其是在10 keV至3 MeV能段,由ASOP算出的裂变截面、辐射俘获截面、去弹截面和全截面与实验值的条例程度都明显地好于由申氏参数算得的结果。

联合调参随机共振在流量计测试中的应用

改变噪声、双稳系统或输入信号的特征参数可以在新的系统协同下诱发随机共振,统称为广义调参随机共振。对于工程中的大参数信号,噪声强度不易增减,联合调节二次采样频率和系统参数可促进系统行为的有序化。在恰当的频率尺度下,这一技术可实现对归一化后新频率与最优噪声量的均衡,产生类似绝热近似条件下的双稳随机共振现象。流量计系统的振动测试,验证了联合调参随机共振在提取噪声背景下微弱信息时的实用性和有效性。

飞控调参对飞行品质的补偿作用分析

以某型机为例,分析了飞机变形导致气动导数变化后,如何利用飞行控制系统对飞行品质进行补偿的问题。仿真曲线表明,利用飞行控制系统是可以补偿飞机变形导致的飞机性能变化的。