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。

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。

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。

GNSS多系统组合控制测量数据分析

目前的测量型GNSS接收机大都支持GPS、BDS、GLONASS、GALILEO等多种卫星系统,GNSS控制测量时采集的数据中包含了多种卫星星历数据,针对控制网数据处理时在精度最优的情况下如何选择卫星系统的问题,文中以某水库工程监测网GNSS观测数据为例,分别在单星和多种卫星系统组合情况下进行了数据处理,结果表明,包含BDS和GPS的多星组合其基线解算结果和控制网平差精度优于单星系统和其他组合,四星系统组合精度最优。

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。

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。

流动控制组合对潮流能水轮机翼型水动力学的特性影响研究

为全面提升潮流能水轮机叶片的水动力学性能,将格尼襟翼(GF)和涡流发生器(VGs)的附加件组合引入到潮流能水轮机领域,研究附加件组合对改善水轮机叶片水动力性能的作用机理。以NACA4418翼型为研究对象,分别建立加装格尼襟翼、涡流发生器和二者流动控制组合的水轮机翼型三维模型,应用数值模拟方法研究流动控制组合对水轮机叶片水动力性能的影响机理。结果表明:安装GF可有效提高翼型段的升力系数,但会降低翼型的失速角;安装VGs可抑制翼型段吸力面的流动分离、增大翼型段的失速角,但攻角越小水动力学性能改善效果越不明显;GF和VGs的流动控制组合则可将二者优势充分结合,在全面提高翼型段升力系数的同时,还可抑制翼型表面的流动分离、增大翼型的失速角,从而获得最佳的流动控制效果。

陆相页岩层系岩性组合模式及其对原油差异性富集的控制作用:以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段为例

为明确陆相页岩层系原油岩性组合模式类型及其对原油富集的影响,优选下一步勘探的有利目标,本次研究在岩心观察与测井解释的基础上,通过储层物性测试、镜下观察、地球化学分析等技术手段,对鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段烃源岩和储层叠置关系与特征进行分析,并基于不同区块油藏解剖,探讨不同岩性组合模式对原油差异性富集的控制作用。本次研究将长7段岩性组合模式划分为8种类型(A型—H型)。其中,A型—C型为重力流型,以长7段发育厚层重力流砂体和黑色页岩与暗色泥岩为主要特征,A型、C型主要分布在陇东地区,B型在全盆地均有分布。D型—G型为三角洲前缘型,以发育三角洲前缘砂和暗色泥岩为主要特征,主要分布在陕北地区。H型为页岩型,长7_(3)至长7_(1)均为泥页岩,中间夹薄层泥页岩。重力流型(A型—C型)烃源岩有机质丰度明显好于三角洲前缘型(D型—G型)烃源岩,是重力流沉积地区原油富集程度高于三角洲前缘沉积地区的主要原因。B型、G型和H型储层物性最差,导致同一沉积地区、不同区块原油富集程度存在差异。不同岩性组合模式岩性变化控制不同亚段和不同区块原油富集程度,A型岩性组合原油富集程度最高,长7_(1)和长7_(2)均有规模性油藏被发现;G型岩性组合原油富集程度最低,长7_(1)至长7_(3)油藏零星分布。

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。

顾及非视距与系统误差的UWB质量控制及其与GNSS/INS的组合定位

为提高GNSS拒止环境下定位系统的定位精度与稳定性,本文提出了顾及非视距与系统误差的UWB质量控制方法,并实现了其与GNSS/INS的组合定位。首先,综合考虑系统的稳定性与定位精度,以GNSS/INS松组合+UWB/INS紧组合的方式构建集中式卡尔曼滤波;在此基础上,针对UWB中存在的NLOS误差,设计了基于滑动窗口与滤波新息向量的两步NLOS误差识别方法;最后,采用基于滤波估计的方法实时补偿UWB中的系统误差。实验结果表明,本文提出的UWB质量控制方法能够有效减小NLOS与系统误差的影响,GNSS/UWB/INS组合算法水平定位误差在5cm以内。在UWB布局合理的情况下,该方法无需依赖过多基站也可实现较高的定位精度。

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。

钢混组合结构梁柱节点施工工艺与质量控制

研究了钢混组合结构梁柱施工节点施工工艺与质量控制措施,在掌握结构特点与节点结构类型的基础上,从焊接钢筋、穿孔钢筋结构、套筒连接、钢梁搭接钢筋等多个方面,分析了钢混组合结构梁柱节点的主要施工工艺,同时,提出了原材料、施工调查、型钢件的安装、钢筋绑扎、牛腿板加工等方面的施工质量控制措施。

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。