直流炉机组简化非线性模型及仿真应用

通过合理简化和机制分析,建立适用于直流炉机组协调控制系统控制器设计的简化非线性数学模型。建模时考虑制粉环节、减温水环节和回热加热对过程输出的影响。该模型以燃料量指令、总给水流量、汽轮机阀门开度为输入,以汽轮机功率、主蒸汽压力和汽水分离器出口焓为输出。结合某1 000 MW超超临界机组运行数据辨识得到了在50%负荷到100%负荷范围内工作的机组模型参数。对模型进行了开环阶跃扰动实验和现场运行数据对比实验。仿真结果表明,模型开环动态特性与实际机组开环特性在本质上一致,且具有一定精度,可以用来设计协调控制系统控制器。

电励磁双凸极发电机的非线性模型

电励磁双凸极发电机是一种新型的交流无刷电机,结构简单,可靠性高,在汽车和飞机发电领域有着广阔应用前景。但其磁链和电感均为激磁电流、相电流、转子位置的非线性函数无法采用常规的方法建立精确的数学模型。该文采用二维电磁场有限元法对一台12/8极电励磁双凸极发电机进行了精确分析计算,得到了电机的静态特性;利用模糊神经网络的非线性逼近能力,尝试建立了双凸极电励磁发电机的模糊神经网络非线性模型,获得了很高的模型精度,并将仿真分析结果与实验结果进行了对比,验证了所建模型的精确性、有效性及方法的可行性,为飞机直流发电系统的设计、分析建立了基础。

挖掘机电液比例控制系统非线性建模与分析

为实现挖掘机自动控制,对其加装了电液比例阀。为有效分析系统,分别建立了电液比例阀及阀控非对称液压缸的非线性模型,由此得出整个系统的非线性状态空间模型。通过仿真实验表明,系统中死区非线性会引起方波跟踪的稳态误差和正弦跟踪的滞后及平顶效应,阀控非对称缸正反向响应特性存在差异。针对系统中存在的本质非线性特性,采用了带死区补偿的分段PID控制算法。对比实验表明:该控制策略能有效地克服系统死区非线性及不对称性带来的影响。

广义记忆型神经网络射频功放数字预失真器

提出了一种基于广义记忆型神经网络（GMNN）的数字预失真器非线性模型,以更好地抑制由于射频功放动态非线性导致的带内失真以及带外频谱扩展等问题。通过引入时间上的超前项,使得功放模型的记忆效应建模能力得以扩展,通过添加高阶非线性级数,使得功放非线性建模精度进一步提高。文中使用带宽为20 MHz的4载波WCDMA信号作为测试信号,对一个中心频率为460 MHz的60W Doherty射频功放进行数字预失真线性化实验。实验结果表明,广义记忆型神经网络数字预失真器的带外抑制可达19 d B,能更有效地抑制射频功放的带外频谱扩展,相比于其他几种预失真器展现出更好的线性化效果,验证了广义记忆型神经网络数字预失真器的有效性。

电力变压器内部故障的非线性仿真模型

针对电力变压器内部故障分析和继电保护的需要,分析了现有变压器线性仿真模型中确定电感参数存在的问题。指出问题的关键是没有考虑发生内部短路故障后,变压器内部的磁场发生了变化,而且铁心存在饱和的非线性特征,因而用变压器的线性模型模拟和计算其电感参数是不准确的。为此,文中利用有限元分析法,提出了一种变压器内部故障的非线性仿真模型。该模型利用有限元分析法计算变压器内部故障后的参数,根据这些参数形成等值电路模型,并得到了需要研究的电流和电压值。为验证非线性模型的正确性,将1台模拟变压器的内部故障试验仿真数据与动模试验数据进行了比较。结果表明文中提出的变压器内部故障非线性模型是正确的。

紧急制动下车身姿态的控制研究

考虑到车辆行驶过程中遇突发状况紧急制动会引起车身姿态较大幅度地变化,同时受路面附着系数、道路条件等影响车轮也会发生抱死和侧滑。为了提高车辆在紧急制动工况下的平顺性和制动性能,改善车身姿态的变化,对非线性半车模型进行了研究,建立了包含主动悬架与制动在内的仿真模型,在主动悬架LQG控制、目标滑移率模糊控制的基础上,通过两者之间的相互影响,进一步设计了俯仰模糊控制策略来改善车身姿态。对车辆在不同控制下紧急制动进行了动力学仿真分析,结果表明,联合控制能够较好地抑制车辆俯仰角的变化,加大制动减速度,减小车身垂直加速度和制动时间,改善车辆的性能,证明设计的控制策略是有效的。

基于动力响应主分量瞬时频率和幅值的非线性模型修正

提出了一种基于动力响应主分量的瞬时频率和幅值的非线性模型修正方法。首先通过解析模式分解和希尔伯特变换提取结构动力响应主分量的瞬时频率和瞬时幅值;然后选取瞬时幅值和瞬时频率慢变部分的有限多个时间点值来反映结构的非线性特性;最后采用响应面模型,并基于试验数据和有限元模型数据之间瞬时幅值和频率的残差建立目标函数,进行结构的非线性模型修正。通过三层框架的数值模拟分析,其结果表明该方法能精确有效地修正非线性结构模型。

高速铁路线路中断条件下列车开行方案研究

为完善应急条件下列车运输组织理论,提高铁路综合服务水平,针对突发事件造成高速铁路线路中断时列车开行方案的编制问题,以快速疏散滞留旅客为优化目标,将动车组车底运用数和旅客出行时间加以限制,构建高速铁路线路中断条件下列车开行方案的非线性整数规划模型,并针对模型特点设计模拟退火求解算法。运用模型和算法对某高速铁路线路进行实例分析,结果表明,采用上述模型和算法可以在快速疏散滞留旅客的同时保证列车的虚糜度较低,有效解决高速铁路线路中断条件下列车开行方案的编制问题,对铁路部门安全快速疏散旅客具有重要参考意义。