ML组合的CYGNSS海面风速反演质量控制模型

卷积神经网络(CNN)可用于气旋全球导航卫星系统(CYGNSS)的海面风速反演。虽然在模型训练前设置了质量控制指标来检测和削弱CYGNSS的异常观测数据,但CYGNSS观测数据中仍存在异常值导致模型反演精度降低,甚至出现错误反演结果。因此,提出一种基于机器学习(ML)组合的海面风速反演模型。在基于CNN回归模型的CYGNSS反演海面风速基础上,ML分类模型生成CNN回归结果的质量标志位,该标志位可以检测并删除CNN回归结果的异常值,进一步提高风速反演结果的数据质量,ML分类模型能够更好地考虑各种数据误差之间的相互作用,而不是单独使用每个条件的阈值,以达到更优的海面风速反演精度的效果。实验对比了Logistic回归(LR)、决策树(DT)、朴素贝叶斯模型、K最邻近(KNN)算法、神经网络(NN)模型、支持向量机(SVM)算法等6个分类模型,其中,基于KNN算法的分类模型对风速反演质量控制的效果最优。所提风速反演组合模型显著提高了反演结果的精度,在0~20 m/s区间内,异常样本过滤率为81.27%,在所有被过滤的数据中,过滤正确率为86.03%;风速反演误差的均方根误差从无ML分类模型的1.7 m/s降低到有ML分类模型的1.44 m/s,其中,训练样本为0~10 m/s的反演结果精度提升效果较为明显,证明了所提风速反演组合模型对风速质量控制的有效性。

基于DCS-惯性权重组合的柔性机械臂运动轨迹控制系统研究

为了有效调控机械臂运动幅度,避免柔性机械臂实际运动轨迹与目标轨迹发生较大的偏差,设计一种基于分散控制系统(DCS)-惯性权重组合的柔性机械臂运动轨迹控制系统,它是一个集合了计算机、通信、显示和控制的计算机系统,该系统由过程控制和过程监控。通过DCS算法控制监测对象行为幅度并计算柔性机械臂惯性权重,利用DCS-惯性权重组合求解素数控制指标的具体数值,实现了对柔性机械臂运动轨迹控制系统的软件设计。实验结果表明,DCS-惯性权重组合算法作用下的机械臂末端坐标在横轴、纵轴、空间轴方向上的运动幅值均可以被控制在10个单位长度之内,并且在0.52 s内进入机械臂运动轨迹最佳控制状态,运动轨迹差值最大仅为0.01 rad,验证了该系统具备可行性和有效性。

组合式有源传感器状态监测与容错控制研究

针对传统传感器状态监测方法准确性不高的问题,提出一种组合式有源传感器状态监测与容错控制方法。该方法分为2个部分:前一部分进行传感器状态监测,包括状态信号去噪处理、小波包能量熵特征提取以及利用参数优化后的概率神经网络识别传感器健康状态3个步骤;后一部分设计容错控制模型,以状态监测结果为参考,切换控制策略,实现容错控制。实验结果表明:与其他3种传统方法相比,在该方法控制下容错控制误差在±1 r/min,波动较小,控制效果更优。

某高墩连续刚构组合桥梁施工控制研究

高墩连续刚构组合桥梁工程是我国公路建设中的一项重大工程,在目前的交通形势下,其所承担的重任日益凸显,并且随着工程的不断发展,其工程建设对技术的要求也越来越高。某高墩连续刚构桥梁施工过程中其主要结构主梁和高墩均为分节段现浇施工,其结构实际线形和施工内力受材料性能、现场施工操作等影响较多,通过建立全桥空间梁单元有限元顺序和倒序法计算与施工节段线形和内力控制,加强了施工过程控制,提高工程施工质量,实现了设计意图。

钢混组合梁斜拉桥非对称张拉施工控制的拉索索力统计敏感性分析

针对非对称张拉施工斜拉桥存在的主梁和桥塔线形控制难题,以某大跨度钢混组合梁斜拉桥施工控制为例,开展了拉索索力统计敏感性分析研究。以斜拉索索力为设计参数,综合采用均匀试验和正交试验设计方法以及多元线性回归和极差分析显著性检验方法,对成桥和施工阶段主梁和桥塔截面的内力、位移进行统计敏感性分析。结果表明:提出的索力统计敏感性分析方法可准确获得成桥和施工阶段的敏感性索力参数;对于成桥阶段,S10、MS10、S9号斜拉索索力为结构线形的敏感性参数;非对称张拉施工时,S10、MS10、S9、MS9、S8、MS8、S5、MS5号斜拉索索力为影响主梁和塔顶截面位移的敏感性参数;若采用对称张拉施工,S10、MS10、S8、MS8、S9、MS9、S7、MS7号斜拉索索力则为影响主梁和塔顶截面位移的敏感性参数。

重载组合列车自组织自动运行控制:模型,算法及验证

重载列车的自动运行控制对于提高铁路运输的安全性和效率具有重要意义。基于此,提出了一种重载列车自组织自动追踪控制方案。首先,建立了重载组合列车的信息物理模型,其中物理层模拟列车的纵向动态特性,而信息层利用图论表示列车的通信拓扑结构。其次,设计了一种自动运行控制规则,以实现速度一致性并保持相邻列车之间的安全距离。最后,仿真结果表明所提方案具有较好的跟踪效果和较高的列车运行效率。

满足全运行域振荡约束的跟网-构网组合控制及优化配置

弱电网条件下,跟网型变流器存在宽频振荡风险,而构网型变流器的振荡稳定性相对较好。随着构网型变流器在现场得到逐步应用,有必要研究两类变流器的优化配置问题。首先,提出了两种改善新能源场站弱电网振荡稳定性的跟网-构网变流器组合控制方法;其次,基于阻抗稳定性分析结果,定义了变流器并网系统的振荡安全域,并提出了基于多项式拟合的振荡安全域边界快速求解方法;然后,考虑全运行域振荡稳定约束和经济性约束,提出了跟网-构网变流器容量优化配置方法;最后,通过电磁暂态仿真进行了验证。结果表明,所提多项式拟合方法能够准确、快速地求解振荡安全域边界,所提组合控制和优化配置方法能够确保新能源场站在全运行域下保持振荡稳定。

基于BP-PID的应急救援机器人步进电机控制算法研究

应急救援机器人的应用能够有效提高应急救援能力,电机作为机器人的核心驱动装置,其控制精度的高低将直接影响机器人性能的优劣。设计BP-PID步进电机控制系统,运用MATLAB/Simulink软件仿真。结果表明,相比于PID控制,BP-PID控制超调量更小、调节时间更短,控制效果更好。

桥梁工程大跨双塔钢混组合梁施工控制技术研究

以某地区的大跨度桥梁工程双塔钢混组合梁结构为例,结合该工程实际情况分析该工程的施工控制难点,并确定施工控制原则后,进行主塔线形控制、主梁应力控制、斜拉索索力控制、钢箱梁合龙控制。对控制效果进行测试后得出:梁顶高程最大控制误差为15.6mm,斜拉索的索力控制偏差结果均在5%以内,满足桥梁工程的施工标准规范。

双层薄壳钢-混组合桥梁钢塔建造线型控制技术

以安阳至罗山高速公路黄河大桥钢塔为例,双层薄壳桥梁钢-混组合塔建造线形控制是较为复杂的过程,需从横断面的分块设计,双层薄壳单元加工的精度控制,塔节段整体组装(预拼装)精度控制,桥位安装线形采用特征点控制,混凝土时间和浇筑量分别予以控制,针对各工序的控制要点,制定行之有效的实施方案,通过该项目的实践,塔壳的线型满足设计要求,为类似结构桥梁钢塔建造线型控制提供借鉴。

GPS/SINS/偏振光组合导航的模糊控制算法研究

针对在组合导航中扩展卡尔曼滤波器(EKF)会发散的问题,采用了一种基于模糊控制的自适应卡尔曼滤波算法(FAKF)方法,通过模糊控制器来计算指数加权因子,实时对量测噪声的大小进行调整,保证滤波精度,有效抑制滤波过程的发散问题;针对GPS无法提供姿态角进行组合解算的情况,使用偏振光与SINS的组合进行姿态解算;通过对GPS/SINS/偏振光组合导航系统进行仿真,将基于模糊控制的自适应卡尔曼滤波算法(FAKF)和扩展卡尔曼滤波算法(EKF)进行对比验证,东、北、天向位置上分别提升精度56.81%、65.17%、45.99%,东、北、天向速度上分别提升精度46.99%、54.01%、43.82%,俯仰角、航向角分别提升精度58.01%、53.58%,验证了该方法的优势。

钢板-混凝土组合剪力墙裂缝控制及监测分析

以实际工程为背景,对1.7 m厚钢板-混凝土组合剪力墙的裂缝控制及监测进行分析。大体积混凝土构件,由于其水化热比较高容易产生温度裂缝,基于此首先对原材料及配合比进行优化设计,降低混凝土水化热。然后对大厚度组合剪力墙浇筑后采取合理的养护措施控制其内部温度以及对裂缝发生情况进行实测分析,最后经过一系列针对性的裂缝控制措施及监测结果表明,采用优化设计对大厚度组合剪力墙的裂缝控制优于同类工程的裂缝控制效果。

考虑推力陷阱的组合动力飞行器切换控制方法研究

针对组合动力飞行器动力切换时的推力陷阱问题,提出了一种考虑推力陷阱的组合动力飞行器切换控制方法。首先,针对组合动力飞行器正常飞行控制需求,基于超螺旋滑模控制方法,设计了正常飞行控制器,从而实现飞行器受扰动情况下的有限时间稳定跟踪参考指令;其次考虑组合动力飞行器动力切换引起的推力损失带来的控制约束,设计了输入约束控制器,实现模态转换阶段跟踪误差有限时间收敛的同时减小推力需求;然后考虑正常情况及模态转换阶段控制器的结合,设计了组合发动机软切换控制方法;最后通过仿真验证了所设计的控制器能够有效规避推力损失现象,并且能够有效保障切换控制系统的稳定性及鲁棒性。

组合故障的无人机神经网络自适应容错控制

针对四旋翼无人机在传感器偏差故障、双执行器效率损失故障和外界干扰下的容错控制问题进行研究。首先建立组合故障下的四旋翼无人机动力学模型;其次将神经网络融入到观测器的设计,构建一种新的基于神经网络的扩张状态观测器来估计不同故障类型;然后结合自适应理论来设计位置和姿态控制器,并通过权值函数来调节控制器的控制律参数;最后通过李雅普诺夫理论证明了系统的稳定性,数值仿真验证了所提出设计方法的有效性,使得无人机在组合故障下具有更好的容错控制能力。

连续梁-钢管混凝土梁拱组合桥施工控制研究

连续梁-钢管混凝土梁拱组合桥的施工内容包括梁体分段浇筑、梁体合龙、拱肋组装、管弦混凝土灌注、吊杆张拉、路面铺装等。为了提高工程质量,研究过程在连续梁的顶板和底板、拱肋的上下管弦分别布设测点,通过高精度全站仪测量标高数据,对其进行线形控制。同时设置埋入式应变传感器,获取连续梁和管弦的应力数据。结果显示,线形实测值与理论值的最大偏差仅为10mm,整体可控。应力分布及变化趋势符合理论预期,满足施工要求。

基于晶闸管的模块化组合式直流泄能装置及其协调控制策略

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)高压直流输电技术(high voltage direct current,HVDC)受端交流系统故障引起的直流过电压问题,文中提出一种基于晶闸管的模块化组合式直流泄能装置拓扑及协调控制方法。该直流泄能拓扑包括模块化分布式泄能部分、限流电抗器和集中式泄能电阻3部分,对子模块工作模式进行设计,提出可避免直流泄能装置反复投切的弹性调节泄能的协调控制策略,推导直流泄能装置功率控制及其内部电气耦合关系,给出泄能装置元件参数的设计方法。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建MMC-HVDC及所提出的直流泄能装置模型,研究单相和三相接地故障下直流泄能装置的特性及直流过电压抑制效果。结果表明,所提直流泄能装置在协调控制策略下能够分阶段弹性调节泄能功率,有效抑制直流过电压,并有利于故障后的快速恢复。

中墩预抬高耐候钢槽型钢混组合梁成桥线形控制方法研究

为保证中墩预抬高耐候钢槽型钢混组合梁节段制造过程中线形控制的质量,结合工程实例,阐述了钢混组合梁线形控制的原理及流程,从钢梁的最终线形坐标、钢梁预拼装胎架、钢混组合梁落梁体系转换技术方面对线形坐标控制方法进行研究,并对落梁的位移、应变进行监测,监测结果表明,采用本研究的控制方法能够确保钢梁安装的准确性、落梁位移量的准确性,并可保证成桥线形与设计意图一致,可为此类工程施工提供参考。

桥梁组合模板成型尺寸控制研究

介绍了桥梁组合模板在加工过程中的成型尺寸精度控制要求,涉及算料、下料、加工成型等过程。重点说明了利用CAD、Solidworks等辅助工具进行算料求解以及依靠模具进行成型控制的方法,特别针对冲压成型面板采用有限元近似求解法进行了详细的研究。通过成型尺寸精度控制,可以满足在铁路、公路、房建等工程施工中对建筑模板的精度要求,提升工程实体质量。

城市快速路高架桥钢混组合梁施工的控制策略

随着城市交通需求的日益增长,城市快速路高架桥数量持续增多,有效解决城市交通拥堵的问题,为城市发展起到重要作用。在城市快速路高架桥的建设中,钢混组合梁结构因其优异的承载能力和跨越能力,被广泛应用。然而,此类桥梁的施工环境复杂,质量要求严格,对施工技术与质量控制提出了挑战。因此,本文深入探讨了城市快速路高架桥钢混组合梁施工的特点,针对性地提出了相应的施工技术策略,并制定了有效的施工质量控制措施。旨在为桥梁钢混组合梁的施工提供技术指导和参考,确保工程质量和效益的最大化。

钢混组合梁施工安全风险分析及控制研究——以太龙公路扩容提速工程为例

公路工程桥梁项目涉及基坑施工、路基施工、混凝土浇筑施工、钢混组合梁施工等多种施工工序,施工过程复杂且施工安全风险较高,需要加强安全风险控制措施,以降低施工安全事故发生概率。为保证工程施工安全,通过太龙公路扩容提速工程施工实践,对钢混组合梁施工安全风险分析和应对措施进行了深入研究。结合太龙公路扩容提速工程的特点,介绍了钢混组合梁施工安全风险分析、估测方法以及控制措施,为同类项目施工提供有益借鉴。