空间飞行水稻pi-hit-1基因启动子功能分析

pi-hit-1基因是本实验室通过空间诱变找到的一个水稻新基因。为了对pi-hit-1基因启动子结构和功能进行研究,首先使用植物启动子分析数据库(PlantProm DB-TSSP,TFSEARCH,PLACE及PlantCARE)对该基因转录调控区序列进行预测分析,结果显示该基因上游调控区存在多个顺式元件,主要集中在翻译起始位点前300bp的区域,转录起始位点位于翻译起始位点前100bp,在转录起始位点前132bp存在TATA box元件。凝胶电泳迁移率实验(EMSA)发现翻译起始位点上游约300bp存在转录因子特异结合位点,为该基因的核心启动子,这与预测结果一致。采用系统生物学的方法研究水稻新基因pi-hit-1启动子结构,发现了该基因的核心启动子元件,为研究空间环境如何影响基因的转录调控提供了重要依据。

基于Raspberry Pi的安全帽识别系统设计与实现

为了便于施工危险区域人员的自动化识别,提出了一种基于Raspberry Pi的安全帽识别算法。该算法将摄像头采集到的原始视频图像进行滤波、形态学等处理,再对图像中的安全帽进行识别。对于彩色安全帽,将原始图像转换到HSV空间,根据不同颜色色调阈值的设定同时识别红、黄、蓝三种颜色的安全帽,并结合形状特征剔除错误目标。对于白色安全帽,将原始图像转化成B通道下的灰度图像,解决了将黄色误检为白色的问题。采用V通道直方图均衡化的方法,提升了昏暗光线条件下的图像亮度。实验结果表明:在无需提前训练的情况下,算法对于单色安全帽识别准确率超过了91%,对于多色安全帽识别率超过了90%,为施工危险区域的安全隐患排查和作业管控提供了解决方案。

一种基于PI控制器的储能变流器中点电位控制方法

针对二极管钳位型三电平变流器拓扑固有的直流母线中点电压不平衡问题,本文分析了中点电压偏移的原因,介绍了中点电压控制的思路和传统的控制方法。针对传统PI算法控制精度不够和基于电荷守恒原理的精确控制算法计算繁琐等问题,本文提出了一种改进算法,其能有效地控制中点电位,其仿真和实验结果验证了该方法的有效性。

基于SVPWM的PMSM模糊PI-DTC控制研究

为了解决在直接转矩控制(DTC)下永磁同步电机(PMSM)出现的转矩波动大、定子磁链和电流失真严重等问题,提出基于空间电压矢量控制的改进型PMSM模糊PI-DTC控制方法。用电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)代替传统DTC的开关表搜索模块,并对PI调节器引入模糊规则在线整定参数,从而得到合适的空间电压矢量,进一步改善电机性能。仿真结果表明:基于SVPWM的PMSM模糊PI-DTC控制技术使得电机启动转矩增大到28.97 N·m,电机启动速度更快,上升时刻缩短,转速跟踪的超调量减为0.51%,极大地提高了跟踪精度,并能显著改善电流畸变和抑制转矩脉动。

模糊PI控制器与干扰观测器相结合的空间柔性机械臂的转动控制策略

为了减少外部干扰对空间柔性机械臂的系统误差,提高系统的控制精度,提出了一种模糊PI控制器与干扰观测器相结合的转动控制策略。首先,采用假设模态法和拉格朗日方法,建立了含有干扰力矩的空间柔性机械臂的初始动力学模型;其次,提出了分别忽略二维变形和忽略非线性项的2种简化动力学模型,并通过仿真分析对比2种简化模型的建模精度;第三,基于极点配置方法和模糊规则设计了模糊PI控制器,并基于系统的名义模型设计了干扰观测器;最后,通过仿真分析和地面物理样机实验验证了该方法的有效性。研究结果表明:忽略非线性项的简化模型与初始模型具有相似的建模精度,极大地降低了计算难度,能够代替初始模型进行控制系统的设计;模糊PI控制器与干扰观测器相结合的转动控制策略能够实时调整控制器参数,观测并补偿干扰力矩引起的系统误差,有效提高系统的控制精度。

高频链矩阵变换器直接功率反步控制策略

针对高频链矩阵变换器(HFLMC)电路前后级耦合导致系统动态性能和鲁棒性降低的问题,提出一种基于直接功率的非线性反步控制策略(BS-DPC)。首先,建立HFLMC非线性数学模型和有功、无功功率动态模型,分析双极性电流空间矢量调制策略;然后,在考虑系统不确定性情况下引入2个解耦控制分量,设计直流输出电流和无功功率反步控制器,实现电池不同工况下输出电流参考值的快速跟踪控制;最后,根据李雅普诺夫稳定性理论证明HFLMC闭环系统全局渐进稳定性,并对比传统PI直接功率控制和BS-DPC策略。仿真和实验结果表明,所提BS-DPC策略控制HFLMC提高了输出电流的动态性能和电网波动及直流滤波电感变化下的鲁棒性,响应时间减少了约78%,网侧THD降低了0.98%。

中大型停车场车位管理系统的设计与实现

随着现代工业的快速发展,我国汽车行业迅速崛起,但停车难、停车乱以及用户停取车困难和停车场停车效率低下的问题日益凸显。针对当前中大型停车场车位管理系统软硬件协调困难、系统老旧和发展缓慢等问题,提出了一种基于物联网技术及设备的中大型车位管理系统的设计与实现方案。系统采用STM32单片机、树莓派及红外传感器等硬件组件,构建了以ZigBee为网络层的硬件系统,并结合停车场场景实时特性,利用Web系列技术开发了与之适配的操作软件。测试结果表明,该系统能够实现车位检测、车位管理以及用户高效停取车等核心功能,有效提升了停车场的管理效率和用户体验。

基于PI神经元网络的三相四开关电力有源滤波器研究

针对电力有源滤波器的应用越来越广泛,成本要求越来越高,并且容错需求也逐渐显现的情况,提出基于PI神经元网络控制器的低成本三相四开关电力有源滤波器。对PI神经元网络控制机理进行分析,设计其在三相四开关APF中的应用模型。参考经典电压空间矢量算法,对三相四开关APF电压空间矢量进行数学推算,对三相四开关APF电压空间矢量调制算法进行计算,提出确定矢量空间区间的"旋转坐标法"。最后进行仿真和实验,结果验证了所提理论的正确性。

PI控制在空间相机精密控温上的应用

以某空间相机镜筒作为控制对象,建立了热分析模型,提出了基于积分分离式比例积分(PI)主动热控制的温度控制方法。积分分离式PI算法采用增量式计算、位置式输出,将输出的加热功率值转换为一个控温周期内的加热时间。以相机镜筒的热分析模型为基础,通过Ziegler-nichols参数整定方法获取积分分离式PI算法的比例参数和积分参数,利用热分析软件Thermal Desktop对空间相机镜筒进行了热分析,获取控温算法的控温性能。结果表明:积分分离式PI控制方法响应快,消除了稳态误差,较比例(P)控制具有更好的动、静态特性,适用于有高精度控温需求的主动控温设计。

基于重复和PI复合控制的三相NPC光伏并网逆变器研究

由于三相光伏发电系统易被死区效应、非线性负载等周期性扰动影响,使输出电流波形失真;三电平NPC逆变器工作时中性点电压偏移,也会降低系统输出电能质量。针对以上问题,提出采用电流PI闭环控制以及重复控制相互结合的复合控制方法,基于内模原理的重复控制可以有效地抑制光伏系统中的周期性干扰;并且九段法SVPWM调制方法将每个采样周期分成九段,开关时序彻底对称,在每一个大区都选取同样的正小矢量首发,符合所有三电平NPC逆变器开关时序的设计要求,且通过闭环控制冗余小矢量的实时调整,使中性点电压平衡,有助于降低输出电流的谐波含量。仿真结果表明基于复合重复控制的三相光伏并网逆变器的九段法空间矢量调制可以在平衡中性点电压的同时,使得逆变器输出电流具备更好的稳定性,谐波含量更少,并网电流能够很好地跟踪电网电压,实现相同的频率和相位,使有功功率全负荷输出。

基于极点配置PI数字双环PWM逆变器的研究

本文分析了正弦波PWM逆变器的实际应用情况和数字控制的特点,在建立了逆变器及其控制系统的状态空间模型基础之上,采用了一种带输出电流前馈的PI数字双环控制方案(电感电流内环电压外环),并对控制系统直接离散化后利用极点配置的方法设计了控制系统参数,最后给出了在各种实验条件下的仿真波形。仿真结果表明,该方案设计简单可行,并能很好地达到逆变电源的各项性能指标要求。

基于SVPWM和模糊PI参数自整定的Z源逆变器并网研究

相比于传统的电压/电流型逆变器,Z源逆变器能实现升降压变换的功能,同时桥臂不需要死区时间,变换器可靠性更高。在传统SVPWM调制方法里,通过在零矢量中插入直通状态(同一桥臂同时导通),使其应用在逆变器中。Z源逆变器在实现更好交流输出的同时,实现了对直流侧电压任意倍数的升压。对于Z源逆变器传统的控制策略是采用电压外环和电流内环构成的双环PI控制,但双环PI控制无法达到较高的控制精度并且并网电流谐波畸变率较高。针对PI控制的局限性,提出了模糊PI控制器。该控制器利用模糊控制技术,根据误差大小对PI参数进行实时在线调整,从而满足最优的性能要求。通过仿真研究,试验结果证实了所提方法的有效性和正确性。

静止无功发生器动态模型和非线性逆系统-PI控制策略研究

应用状态空间平均建模法推导出静止无功发生器(SVG)的动态数学模型。基于此模型,采用双变量传统PI控制策略控制SVG系统,发现该控制策略在两个控制目标变量(无功功率和直流侧电压)的动态性能方面存在不足。依据所建立的动态数学模型推导出SVG系统的逆函数,由此进一步得出非线性逆系统-PI控制策略以提高SVG系统无功功率和直流侧电压的动态响应速度。应用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建SVG的控制系统模型,仿真结果表明了SVG动态数学模型的正确性和非线性逆系统-PI控制策略的有效性。

基于电网电压矢量定向控制的三相并网逆变器模糊PI控制策略

为提高逆变器并网的效率,降低并网电流的谐波畸变率,加快系统的动态响应速度,研究了基于电网电压定向的前馈解耦控制策略,设计了模糊PI控制器,制定模糊规则实现PI参数的整定,并在Matlab/Simulink中构建仿真模型以验证所提策略的有效性和可行性.

基于状态空间的PWH逆变器的PI数字双环控制方法研究

本文分析了正弦波PWM逆变器的实际应用情况和数字控制的特点,在建立了逆变器及其控制系统的状态空间模型基础之上,采用了一种带输出电流前馈的PI数字双环控制方案(电感电流内环输出电压外环),并对控制系统直接离散化后利用极点配置的方法设计了控制系统参数,最后给出了在各种实验条件下的仿真波形。仿真结果表明,该方案设计简单可行,并能很好地达到逆变电源的各项性能指标要求。

基于PI调节器的直接转矩控制系统的研究

基于PI调节器的直接转矩控制方法通过转矩PI调节和磁链PI调节产生电压矢量,再经坐标旋转变换后得参考电压矢量,该矢量能在一个控制周期内补偿转矩和磁链的误差。用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式控制逆变器的开关状态,能够保持逆变器开关频率恒定。基于Matlab/Simulink的PI-DTC系统仿真研究表明了该方法的有效性。

基于Fuzzy-PI控制的测试负荷力仿真系统

介绍了在电动灯光距离调节器 (调光马达 )综合性能参数的自动测试系统中应用精密FUZZY -PI实现模拟负载仿真的一种控制方案 ,具体分析了系统结构、硬件和软件设计。采用步进电机对精密负荷力进行控制加载 ,结合模糊控制和PI控制 ,构造了全数字化的仿真加载系统。现场调试和运行结果表明 ,该方案具有控制精度高、动态响应好、振荡小。

基于PSO的PMSM模糊PI速度控制器设计

为提高永磁同步电机伺服系统的控制性能,提出了一种基于自适应粒子群算法的模糊PI速度控制器的参数优化的新型方法。在模糊PI控制器中,PI参数的优化是通过自适应粒子群算法对模糊隶属函数的优化来实现的。首先引入多维变量构成新的粒子群搜索空间的粒子,其次对粒子群进行自适应粒子群算法来实现模糊隶属函数的优化。仿真结果表明,采用提出的优化方法构成的控制系统能够实现更好的动态响应。

PMSM空间矢量脉宽调制系统建模与模糊PI调速控制仿真研究

为了改善PMSM(永磁同步电机)的SVPWM(空间矢量脉宽调制)驱动系统的速度控制的效果,在传统PI控制算法中引入了模糊理论,制定了控制参数在线自调整的模糊推理规则,设计了参数自整定的模糊PI控制器,用于系统的速度环.给出了永磁同步电机在dq0坐标系下的数学模型,研究了SVPWM控制的关键技术,并在MATLAB/Simulink环境下建立了基于SVPWM的永磁同步电机驱动系统的仿真模型.在负载突变的情况下,与传统PI的控制方式进行对比仿真实验.仿真结果表明:使用参数自整定模糊PI控制器的系统其速度响应的上升时间、峰值时间、调整时间均更短;在负载扰动的情况下能更快的恢复稳定状态,鲁棒性更强,稳态误差更小.

分数阶PI^λD^μ控制器的一种状态空间实现

首先回顾了分数阶微积分、分数阶系统和分数阶PI^λD^μ控制器的数学描述，对于一类分数阶SISO被控对象，提出了一种基于整数阶微分算子的分数阶PI^λD^μ控制器的S平面状态空间实现。同时，在Matlab Simulink仿真平台实现了基于Oustaloup连续滤波器法的分数阶微分算子和该状态空间实现，并基于遗传算法整定了状态空间参数。仿真结果验证了该状态空间的有效性与正确性。