基于NSGA-II的电动汽车复合制动多目标优化控制

为了提高电动汽车制动效果,设计了一种基于NSGA-II的电动汽车复合制动多目标优化控制策略。按照多目标优化的方式实现复合制动转矩分配并建立Pareto解集,利用改造后的理想解法实施决策确定最佳输出参数,获得与制动需求相符的转矩分配结果。设计了模糊PID控制器,并开展了控制策略转矩分配仿真分析。研究结果表明:提升制动稳定性,形成更接近I曲线的结果。进行决策分析时,考虑车辆制动过程造成的干扰,决策获得最优参数,从而完成对转矩进行分配的过程。利用这里控制策略能够回收更高比例的制动能量,促进制动回收性能的明显提升,在较低强度制动下获得更优的制动能量回收效果,相对单独的模糊控制策略具备更优综合性能,完成预期制动力的分配。该研究对提高电动汽车复合制动效率具有很好的理论支撑价值,也可以推广到其他的车辆领域。

文麻高速公路K39滑坡变形特征与防治效果分析

以文麻高速公路K39滑坡为研究对象,查明滑坡多层滑带的位置,揭示滑体运动特征及其与环境因素的关系,结合有限差分数值模拟计算方法,评价不同阶段抗滑桩工程条件下滑坡的变形和稳定性响应特征。结果表明:K39滑坡具有多期次复合滑坡特性,坡脚岩土体的开挖是导致滑坡复活的主控因素,降雨是影响滑坡稳定性的主要因素,坡脚开挖导致滑坡前缘抗滑效应显著降低;采用“抗滑桩+挡土墙”工程治理后,滑坡变形速率下降明显,但抗滑桩均仍存在缓慢变形,滑坡处于欠稳定状态;布设了第二期抗滑桩之后,稳定性系数达到1.63,满足安全系数要求,表明两期抗滑桩治理后K39滑坡稳定性很好。

考虑正常使用功能的非线性黏滞阻尼惯容系统多指标减震控制

惯容系统能够对结构进行多指标减震控制,然而,既有惯容减震结构设计方法主要针对结构单一性能指标展开。针对建筑结构在地震作用下的安全性和正常使用的功能需求,考虑工程中常用的非线性黏滞阻尼器,提出一种结合非线性黏滞阻尼的惯容减震结构多目标性能控制策略,以实现对建筑结构的层间位移角和楼面绝对加速度等关键性能指标的有效控制。通过采用主自由度方法和复合靶向控制策略,以惯容系统安装位置的相对变形为主自由度,以靶向控制模态的振型为结构变形形状,将复杂的多自由度原结构解耦为多个附加惯容的主自由度系统,对惯容减震系统的参数和安装位置进行设计,并以一个标准模型为例进行适用性验证。在设计中,非线性黏滞阻尼元件作为关键组成部分,惯容系统提高了阻尼元件的耗能能力,为实现多目标性能控制提供了支撑。研究结果表明,所提出的方法能够有效地降低建筑结构在地震作用下的位移和加速度响应,能够满足建筑的安全性和正常使用的功能要求,同时遵循规范和标准,这种多目标性能控制策略有望为实际工程结构设计提供有力指导。

氮氧化物与挥发性有机物协同催化净化进展

将垃圾焚烧、钢铁冶炼等典型行业烟气处理中的NH_(3)-SCR脱硝与VOCs净化模块耦合,发展多污染物协同控制理论和技术,协同催化净化NO_(x)与VOCs,不仅具有重要的科学意义,还具有重大的生态环境和经济效益。目前,NO_(x)与VOCs协同催化净化技术已在环境催化领域引起广泛关注,已报道相关研究主要聚焦于协同催化剂性能的考察,但该项研究仍处于初步探索阶段,尚未获得满足实际应用需求的高效协同催化剂,且相关反应机制有待深入考察。未来NO_(x)与VOCs协同净化催化剂技术的发展需解决3个关键难题:协同净化催化剂酸/氧化还原双核活性位的构建及调控、协同净化催化剂上酸/氧化还原双循环反应路径的理解、协同净化过程中催化剂的抗中毒能力提升。解决这些关键科学问题的第一步仍是设计并制备高活性、高稳定性、抗中毒的协同净化催化剂;然后探究催化剂的化学组成、结构特点和理化性质,解析催化剂双核活性位的微化学环境;进一步利用原位测试手段、表面反应技术以及理论模拟计算,解析催化剂结构与性能的构效关系,阐释催化净化过程高效协同机制和催化剂抗中毒机制,最终形成NO_(x)与VOCs协同催化净化的关键技术。该综述总结了现有NO_(x)与VOCs协同催化净化技术研究的进展,提出了该项技术面临的发展瓶颈,分析了研究中的关键科学难题,并对相应的解决策略进行了展望,以期为大气污染控制领域NO_(x)与VOCs等多污染物的协同净化提供参考。

复合运动激励下吊装多体系统振动分析与联合控制

建立了针对吊装系统在复合运动激励下的多体动力学模型,并给出了系统振动抑制的联合控制方法。以回转和变幅角速度为系统输入,分别利用做大范围运动的弹簧质量阻尼系统和空间悬吊系统描述吊臂弹性振动和吊物摆动,基于拉格朗日方程,采用递推列式法推导并给出了吊装多体系统5自由度空间运动方程。分别采用输入整形法和比例微分反馈控制法对吊物空间摆动及吊臂弹性振动进行振动控制,根据系统耦合振动特性,设计了能同时抑制吊臂振动和吊物摆动的联合控制器。系统振动分析及联合控制结果表明,所构建的动力学模型能有效分析回转和变幅复合运动激励下吊装多体系统的动力学特征,相比传统输入整形控制法,所设计的联合控制器对吊装多体系统的振动抑制效果得到较大提升。

冲击地压煤层复合多灾协同防治技术及应用

矿井深部开采过程中呈现出冲击地压、瓦斯、自然发火等多灾害共生、耦合等特点,灾害之间具有诱发、转化、耦合等关联现象,且致灾机理复杂。不同灾害的单项治理措施隶属于不同部门,导致治理措施协同效果差及治理尚缺乏针对性的技术方法。基于此,讨论了冲击地压多灾害共生及致灾的现状,提出了冲击地压复合多灾的概念及灾害复合方式,结合各灾害治理中用到的水力化措施及其时空关系,提出了冲击地压煤层“钻-割-压-抽-注”多灾害协同防治方法并在唐口煤业6304工作面进行了工业性试验。通过对顺层长钻孔顺序实施钻进、水力割缝、水力压裂、瓦斯抽采、煤层注水、压注阻化剂等技术措施,实现局部高应力的有效释放、煤岩力学性质的改变,煤层透气性的大幅度提高,煤体注水湿润半径的增大和煤体含水率的增加,降低煤炭自燃的危险性,实现了多种灾害协同防治。

新型复合式电磁直线执行器的多模式协调控制

针对常规动圈式电磁直线执行器存在的力密度不高、缺乏端部无源自保持能力等不足,提出了一种新型复合式电磁直线执行器。根据其结构特点建立数学理论模型,分析了具有高驱动能力的协同驱动模式和具有低能耗特点的单独驱动模式,结合逆系统与前馈+PI反馈算法设计了多模式协调控制器。利用MATLAB/Simulink建立仿真模型,并搭建了样机试验平台,通过仿真与试验验证了协调控制方法的有效性。结果表明:不同驱动模式下执行器动态特性良好,位移控制误差小于±0.02 mm,具备端部无源自保持力229.3 N;协同驱动模式下驱动力可达574.9 N,开启过渡时间为4.8 ms,单独驱动下开启过渡时间为6.9 ms。

基于定速比的三感应电机多频复合同步控制

针对目前工业生产中需要有多种频率的组合才能获得良好的工艺效果的机械,而且复合同步运动可以在控制同步运动的基础上节约经济成本,所以对振动系统中三台感应电机定速比多频复合同步控制问题进行了研究。多频复合同步包括自同步和多频控制同步,在自同步部分,电机1和电机2可以实现振动系统的自同步运动。在多频控制同步部分,电机3采用基于改进的主从式控制策略的模糊PID方法跟踪电机1。通过数值仿真分析了该理论的可行性,并对多频参数的任意性进行了讨论。在多频自同步中,电机1和电机2之间的零相位差以及电机1和电机3之间的多频相位差是不可能实现的,而采用基于模糊PID控制的固定频率比控制方法,在多频复合同步中可以实现上述结果。

多机构复合智能移动机器人的研制

介绍了中国科学院沈阳自动化研究所自行研制的多机构复合智能移动机器人CLIMBER的系统构成、硬件结构和软件系统 。

棉田多虫复合危害互作效应及“两红”复合防治指标应用研究

针对长江中游棉区棉花多虫复合危害问题，设计了６种害虫４种组合的复合危害系统．运用通径分析方法，定量描述了多种害虫对棉花的侵害及其间的互作效应．通过多种害虫对棉花产量和品级的直接影响效应和间接影响效应分析，认为当多虫复合危害时，害虫间的相互作用就其对作物的侵害而言，表现为增强效应和减弱效应．在此基础上，研究并制定了“两红”（棉红铃虫和朱砂叶螨）复合危害动态防治指标，经验证、示范及推广应用，取得了显著的经济、生态和社会效益．

具有谐波抑制功能的综合电能质量控制系统设计

传统电压无功装置在调节时大都不考虑谐波因素的影响,而实际工程中谐波会带来很大危害。提出了一种具有谐波抑制功能的综合电压无功电能质量调节装置,并分析了系统谐波放大产生的原因及其抑制策略。此外,采用了多目标的电压无功谐波优化控制,同时考虑电压质量、无功、网损和谐波畸变率等多个优化目标,建立了多目标优化模型,实现对电压无功谐波的最优控制策略。仿真和实验证明了该装置及所得控制策略的有效性。

复合机恒张力控制系统

张力控制技术广泛应用于卷绕类自动化控制系统中。以湿式复合机为研究对象,详细论述了复合机系统的张力控制原理;并设计了一套以SIEMENS公司的S7-300可编程序控制器为控制器,以TP27触摸屏为人机界面,以多点接口为通信方式的张力控制系统。生产运行表明,该系统运行稳定,控制精度满足要求。

高速飞行器变质心控制技术综述

基于变质心附加惯量消旋、质量矩姿控、操稳性能调控三种控制模式对变质心控制的基本原理进行了阐述。详细分析了变质心高速飞行器所面临的动力学建模、制导控制、执行机构设计研制和系统仿真评估四方面的关键控制问题。最后,对变质心高速飞行器发展趋势和未来主要研究方向进行了展望。

低效热采/水驱稠油转化学降黏复合驱技术

胜利油区稠油油藏开发以热采吞吐和水驱为主,热采中,稠油油汽比逐轮次下降,井间剩余油难以有效动用,钻新井不经济;水驱中,稠油油水流度比大,吨油操作成本增加,经济效益变差,采收率不足20%。“十三五”以来,为了提高低效稠油开发效果,立足多级调驱、化学降黏改善流度,提高采收率,确立了加合增效均衡驱替技术思路。从稠油致黏机理研究出发,深化了降黏剂的解聚、乳化等作用机制研究,开展了多级调驱、防膨及气体增溶等与化学降黏相结合的加合增效复合机理研究,研发了低聚型降黏驱油剂、黏弹性乳化调驱剂和双重功能泡沫调驱剂等关键化学剂,完善了方案优化决策调控技术,从而形成了以“强调驱、强降黏、强防膨、强活性、强增溶”为核心的稠油化学降黏复合驱技术。该技术有别于常规稀油的聚合物“二元”、“三元”复合驱以及普通稠油化学驱等技术,已成功推广应用到多轮次吞吐后、敏感性及高温高盐水驱等多种类型稠油油藏,覆盖地质储量1500×10^(4) t,预计提高采收率8%以上,有效支撑了低效稠油油藏的变革性效益开发。

特种复合加工中心盘式刀库自动换刀控制系统研究

针对自主开发的龙门式双主轴钣金刻铣与激光切割复合加工中心的顺序动作控制复杂、控制点数多且目前没有控制该特种复合加工中心的数控系统问题,提出采用自由口通讯方式实现多轴运动控制器与外挂独立型通用PLC的通信和控制,进而实现对复合加工中心的顺序动作控制以及盘式刀库自动换刀功能。对带有机械手的圆盘式刀库研究采用随机地址最优路径选刀方法,在该复合加工中心平台上实现自动化换刀功能。实验结果表明基于外挂独立型通用PLC的自由口通讯控制方式下的最优路径选刀方法可以缩短换刀时间,提高加工效率。

挠性卫星多轴指向复合控制方案研究

针对带有多个挠性附件以及天线转动机构的多体卫星,在动力学建模与分析的基础上,设计了卫星本体与天线多轴指向复合姿态控制方案。将天线运动信息作为前馈信号补偿给卫星本体,设计了“前馈+变结构”控制方案,同时用本体姿态偏差调整天线转角,最终满足本体三轴稳定,同时天线对目标高精度定向的多轴指向要求。控制算法简单,易于工程实现。系统闭环数学仿真结果表明,卫星本体指向精度优于3×10-3deg、天线指向精度优于0.1deg。验证了控制方案的有效性。与各部分独立控制比较,复合控制能够提高卫星多轴指向精度。

电子制冷预浓缩-双柱气相色谱-质谱/氢火焰检测器法测定空气中104种挥发性有机物

基于吸附剂辅助电子制冷预浓缩技术,建立了多维切割双柱气相色谱-质谱/氢火焰离子化检测器(GC-MS/FID)同时测定环境空气中104种挥发性有机物(VOCs)的方法。将采集于苏玛罐中的环境空气样品在配有吸附剂的电子制冷预浓缩系统中富集、脱附、除水、除CO_2和浓缩,然后通过GC-MS/FID的多维切割单元将C_2～C_3组分和C_4～C_(12)组分分别引入PLOT柱和InterCap-624柱进行分离。C_2～C_3组分用FID检测,以保留时间定性、外标法定量;C_4～C_(12)组分采用电子轰击离子源质谱检测,以保留时间和特征离子定性、内标法定量。考察了冷阱吸附剂种类、辅助压力控制单元压力设置、双柱切换时间切割点等参数对分析结果的影响,优化了GC-MS/FID条件,并评估了在此优化条件下的方法性能。104种VOCs在0.044 6～0.892μmol/m^3范围内线性关系良好,相关系数(r)为0.998 4～0.999 9,对0.044 6μmol/m^3和0.223μmol/m^3水平的混合标准气体重复6次进样,平均回收率为86.4%～116.1%,相对标准偏差为0.9%～11.3%;方法的检出限为0.145～1.90μg/m^3,定量限为0.435～5.70μg/m^3。该法稳定性好,灵敏度高,操作简便,可用于环境空气中104种VOCs的测定。

多段塞复合调剖工艺在火烧山裂缝油田的研究与应用

针对火烧山油田开发面临的水淹水窜问题,结合火烧山油藏的具体特征,应用油藏工程和采油工程研究方法,在室内实验的基础上,开展矿场试验,分析试验结果,不断调整并优化调剖方案。2009年在火烧山H2、H3、H42油藏采用多段塞复合调剖工艺共计24井次。实施结果表明该工艺与火烧山油藏适应性较好,能有效对大裂缝、大孔道水窜通道进行封堵,并能有效的控制油田含水上升,对油田的稳油控水起到了积极的作用。截止2009年11月底累计增油5406.9t、累计降水3451.6t。

多变量洪水风险分析方法

分析了洪水特征值的不同频率性和现行的单因素防洪风险分析方法的片面性。从组合事件的概率理论出发,利用“完全相关”与“相互独立”两种特殊情况,采用模糊集理论,建立了二参数加权组合概率模型。模型中不仅考虑了洪峰和洪量对洪水风险的共同作用,而且避免了确定条件概率分布的问题,为在现有的洪水资料的情况下,合理估计防洪风险及进行防洪水利计算,提供了一种简单可操作性方法。

煤矿井下多旋翼飞行器避障控制方法研究

多旋翼飞行器以其机械结构简单、可悬停和多方向飞行的优点,在煤矿井下生产巡检方面具有良好的应用前景。但多旋翼飞行器移动速度较快,飞行时易受外界各种因素的影响,难以建立精确的数学模型,使得飞行控制算法的设计较为复杂,现有基于激光雷达的同步定位与地图构建方法难以满足多旋翼飞行器快速飞行的实时性要求。针对上述问题,研究了一种利用虚拟远程操控技术对煤矿井下多旋翼飞行器进行避障的控制方法。构建了煤矿井下巷道多旋翼飞行器虚拟远程操控系统,根据煤矿巷道初始信息在虚拟远程操控系统中建立虚拟巷道模型及全局导航地图,获得飞行器移动过程中已知的静态障碍物信息,建立已知的静态环境模型,减少多旋翼飞行器运动过程中对环境感知建模的任务量,提高虚拟远程操控的运行效率。在巡检过程中,多旋翼飞行器通过自身携带的传感设备检测移动方向的动态障碍物信息,虚拟远程操控系统将动态障碍物信息实时重建于初始虚拟巷道模型中,对虚拟环境状态进行实时更新,为飞行器局部避障控制提供可靠的环境依据;虚拟远程操控系统通过读取障碍物与飞行器的位置数据和移动速度信息,采用复合虚拟势场(CVFF)避障控制算法进行避障路径规划,如果检测到前方障碍物对飞行器移动产生较大威胁,远程操控人员可根据规划的避障路径对飞行器进行远程干预,实现了自主避障飞行和人为远程干预控制。为提高飞行器对动态障碍物的感知效率和精度,在虚拟势场(VFF)算法的基础上引入飞行器与障碍物、目标点之间的相对速度影响,提出了一种CVFF避障控制算法。从静态和动态障碍物避障路径2个方面对CVFF避障控制算法进行仿真验证,结果表明:静态情况下,相比VFF算法,CVFF避障控制算法在减少了迭代次数的同时,也缩短了飞行器的轨迹长度;动态情况下,飞行器成功避开了提前设定的2个动态障碍物,顺利到达设定目标点,验证了采用CVFF算法的煤矿井下多旋翼飞行器避障控制方法的有效性。