填埋场振动台试验及渐进式损伤能量识别

为了探讨地震作用下含导排衬垫层填埋场的损伤变形特性,开展了含导排衬垫层的填埋场边坡的大型振动台试验,并根据填埋场各处动态响应规律,提出了一种基于希尔伯特-黄(HHT)和边际谱的能量识别方法。该方法能够用于识别填埋场整体损伤和局部损伤,并根据实测位移值对该方法的有效性进行了讨论。试验结果表明,在输入波峰值加速度为0.3g时,坡脚正位移峰值及坡中负位移峰值突变;希尔波特谱峰值(PSHEA)随着高度的增加而增加,填埋场固废层希尔伯特能量大于衬垫及导排系统;输入波峰值加速度为0.3g及0.4g时,导排衬垫界处抗剪强度低面及中老固废交界震陷,边际谱峰值(PMSA)发生突变,能量传递异常。填埋场在地震作用下的损伤主要分为3个阶段:0.1g~0.2g未发生破坏阶段,0.3g~0.4g局部损伤阶段,破坏由导排及衬垫系统开始,0.5g整体破坏阶段填埋场边坡进入塑性变化;输入波幅值达到0.3g时衬垫导排层先产生滑移,峰值时刻固废交界处发生破坏。研究成果可为填埋场在地震作用下的损伤预测及填埋场抗震减灾技术设计提供参考依据。

基于平均方法的三体绳系系统末端星体姿态控制

针对三体绳系卫星系统展开过程星体姿态稳定问题,提出了动力学分析解与控制器设计相结合的控制策略。通过对三体绳系卫星系统中子星姿态振动的动力学方程应用平均方法,获得末端星体姿态振动的解析解,为控制器设计奠定了基础。基于化简后的动力学方程设计了一种滑模控制律来抑制子星姿态振动,并利用李雅普诺夫理论证明了闭环系统的渐近稳定性。通过仿真实验验证了所提出方法的可行性和有效性,仿真结果不仅证明了理论分析解的准确性,还验证了控制器的有效性。

采用ESO的Boost变换器改进滑模控制

本文针对Boost变换器的负载电阻扰动和输入电压变化等系统不确定因素对输出电压的影响,提出了一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制算法.首先,设计扩张状态观测器对系统状态、负载电阻和输入电压值进行估计,然后基于得到的估计值采用改进滑模控制算法设计系统控制器.通过理论分析,证明了Boost变换器闭环控制系统的稳定性.仿真和实验结果表明,与传统的滑模控制算法相比,本文所提出的控制算法更好地改善了系统的跟踪性能,提升了系统的鲁棒性.

基于LSTM−Adam的刮板输送机链传动系统故障预警方法

刮板输送机链传动系统由于承受复杂载荷作用导致故障频发,然而传统的故障诊断需要大量的先验知识和主观干预,对技术人员要求高。为实现刮板输送机链传动系统故障预警的自主性、准确性与高效性,利用深度学习强大的数据挖掘能力,提出了基于LSTM−Adam的刮板输送机链传动系统故障预警方法。首先,基于组态技术搭建刮板输送机工况监测系统,采集减速器输出轴转矩及转速、中部槽中板压力、刮板竖直方向振动加速度及刮板链运行方向应变等刮板输送机实时运行数据,并对数据进行清洗和min−max归一化处理,为故障预警提供数据支撑;然后,基于LSTM搭建预测模型,并采用Adam优化算法对其进行训练和优化,得到最优LSTM−Adam预测模型;最后,将刮板输送机实时运行数据导入LSTM−Adam预测模型,得到刮板输送机运行参数预测值,使用滑动加权平均法计算预测值与真实值之间的残差,并将正常运行工况下同类数据的最大残差作为预警阈值,当残差超过预警阈值时进行预警。试验结果表明:LSTM−Adam预测模型能够准确预测出刮板链应变数据的变化趋势,并对卡链与断链故障准确做出预警。

准滑模控制开关DC-DC变换器分析

准滑模控制的滑模系数和边界层的选取因缺乏明确的关系式而难以确定,该文以相变量系统模型为基础,详细分析了准滑模控制方法的特性和在Buck变换器控制中的应用;研究了准滑模控制的边界层、滑模系数、准滑动模态区相互之间的定量数学关系,所获得的研究结果可以指导我们有效的选取滑模系数和边界层厚度。计算机仿真和实验结果表明准滑模控制器可以获得更加平滑的占空比,有利于减小输出电压的纹波,抑制系统抖振。

供水管道泄漏检测与定位技术应用研究

基于瞬时压力监测的负压波法,应用相关分析理论对供水管道进行泄漏检测与定位。以MAT-LAB和组态王为软件开发平台,对信号进行时域互相关分析,由组态王生成友好的人机交互界面,MAT-LAB完成复杂算法运算,二者采用DDE方式进行通信。对于检测到的泄漏信号中含有的大量噪声,采用滑动平均或小波分析等方法进行去噪处理。根据具体情况选择相应的去噪方法,并合理设置相关参数,可有效提高泄漏检测与定位精度。

跳变参数下柔性机械臂的切换H_∞滑模控制

探讨一类柔性机械手臂在负载跳变时的跟踪控制问题。用切换模型中的切换信号表示由负载切换带来的参数跳变,建立柔性机械臂模型。依据奇异摄动法将柔性机械臂分解为快变、慢变系统,再分别对这2个系统进行设计。为实现慢变系统对目标轨迹的跟踪,采用多李雅普诺夫函数及平均驻留时间方法为慢变系统设计切换滑模控制器。针对快变系统中的振动问题,则采用共同李雅普诺夫函数方法及参变系统设计方法设计振动抑制控制器。该方法通过柔性双连杆机械臂进行仿真,结果表明,柔性机械臂可在负载跳变下,实现目标轨迹的渐近跟踪,而且能有效地抑制弹性振动。

新型单Buck逆变器三阶积分滑模控制策略

为进一步提高逆变器滑模控制器的稳态精度,针对一种由一个双向Buck变换器和桥式换向电路组成的单Buck型逆变器进行了三阶积分滑模控制策略的研究。在其等效电路的状态空间平均法动态模型基础上,采用微分几何理论中李导数方法阐述了滑模控制器的设计,同时给出了滑模切换面系数的选取方法。分别采用传统比例微分控制策略和三阶积分滑模控制策略进行了对比实验。实验结果表明三阶积分滑模控制大幅度减小稳态终值误差,改善了系统的稳态性能,同时具有良好的动态性能,减弱控制系统的干扰和漂移。实验验证了所采用三阶积分滑模控制策略的正确性。

数字滤波技术在潮汐观测中的应用研究

潮汐是重要的海洋物理要素。瞬时变化的海面高度信息除了包含潮汐信息外,还包括波浪等高频干扰信息,因此需要对干扰信息进行滤除。如何从获取到的海面瞬时高度变化中提取出潮汐信息就成为一个关键问题。海洋学中通常是通过低通滤波来获取低频的潮汐信息。通过分析常用的3种低通数字滤波的方法,即滑动平均法、快速傅里叶变换法和小波变换法,对3种低通滤波方法应用于潮汐数据处理的效果进行了比较分析,得出滑动平均法在潮汐信息提取中具有较高应用价值的结论。

三维四向编织复合材料有效弹性模量的预测

应用细观力学方法对三维编织结构复合材料的有效弹性模量进行预测。选择平均法 (SAM)综合了刚度平均和柔度平均的特点 ,在代表单元内进行等应变、等应力假设。本文沿用并发展了这一方法 ,将其应用于三维四向编织复合材料有效弹性模量的预测。预测结果在理论解上下限内 ,并与实验值吻合很好。

反激式DC-DC变换器滑模控制研究与仿真

反激式DC-DC变换电路作为光伏逆变器的前级电路,具有转换效率高、转换开关电压应力小等特点。为进一步提高转换效率,研究一种DC-DC变换电路混杂系统建模和滑模控制策略。本文首先分析所提拓扑结构的工作原理,并根据该拓扑电路的工作方式,利用状态空间平均法建立该拓扑的系统数学模型,采用滑模变结构控制方法来控制系统状态之间的切换,最后通过Matlab/Simulink仿真和实验验证该变换器拓扑的实用性和滑模控制策略的有效性。

基于滑模控制的双向直流变换器研究

针对光伏电池本身的局限性,需要利用蓄电池来辅助对负载供电。文中所设计的双向直流变换器主要用于对蓄电池的充放电,以双向直流变换器的状态空间平均模型为基础,设计了一种新型的滑模控制器。通过实验仿真验证了基于该滑模控制器的双向直流变换器在开关管交替导通状态下能有效地减小稳态误差,且输出较稳定,能使系统具有更高的稳定性和更好的瞬时性。

基于滑模控制的矿用反激式变换器研究

分析了反激式变换器的工作原理,并根据该变换电路的工作方式,利用状态空间平均法建立了该拓扑的系统数学模型,采用滑模变结构控制方法来控制系统状态之间的切换,通过MATLAB/Simulink仿真和实验验证该变换器拓扑的实用性和滑模控制策略的有效性。

基于Pt100型铂热电阻的温度测量和控制系统

为了实现基于Pt100的温度测量和控制,该系统采用两路改进型Howland恒流源,分别将标准电阻和Pt100型铂热电阻的阻值转换为电压,通过仪用放大器差分放大后再送到MSP430单片机,运用最小二乘法拟合技术得到温度值;同时用PID算法控制PWM加热功率电阻,从而将温度控制到设定值。该系统具有控制精度高,超调量小,工作稳定,可靠的特点。

基于GM(2,1)模型的短期电力负荷预测

传统的灰色系统GM(1,1)模型只适用于呈近似指数增长趋势的原始数列,而GM(2,1)模型适用范围更广,被广泛应用于各个行业。但由于计算复杂,以及模型自身存在的问题,在电力负荷预测上鲜有人研究。现将GM(2,1)模型运用于短期的电力负荷预测中,详细列出参数的计算过程,并与传统的GM(1,1)模型进行对比,结果表明,GM(2,1)模型比GM(1,1)模型预测精度更高,并且G M(2,1)模型预测的精度基本不受数据的影响,使用范围更广。

基于全钒液流电池光储一体化波动抑制策略

弃风弃光是可再生能源发展的核心问题,以光储联合发电系统来抑制波动是研究热点.以光储联合发电系统为研究对象,研究光伏出力与储能的相互配合.采用全钒液流电池平抑光伏波动,在一阶低通滤波和滑动平均原理的基础上,使联合系统输出功率保持平滑.建立全钒液流电池的数学模型,验证钒电池能够平抑不同时间尺度下的波动.在Matlab/Simulink上对5 kW/6 h全钒液流电池进行仿真,仿真结果表明,在不同的滤波时间常数下光储系统功率输出平滑且最大功率输出降低,并计算最大功率和最大能量需求,为配置光储联合发电系统各组件容量提供依据;在电池特性上,全钒液流电池能满足深度充放电次数的要求.

滑动平均法在刚构桥施工应力预测中的应用

文章针对刚构桥施工过程中应力不确定性影响因素,介绍通过滑动平均法GM(1,1)模型对数据进行建模前预处理方法,并结合葫芦鼎大桥工程实例,验证了滑动平均法建立GM(1,1)模型在刚构桥施工应力预测中较好的适用性和较高的预测精度,也是对原始GM(1,1)模型的一种改进。

云南基底界面速度分布与浅层断裂的爆破地震研究

利用云南地区深地震测深3条剖面中经地形校正与回折波影响校正后的P_g震相资料,先用时间场法反演其界面深度变化。再以滑动平均法求出速度沿基底界面的横向分布。分析处理的结果表明,界面速度的横向变化为研究岩性横向变化提供了依据,也是判定断裂的存在及其性质的手段之一。在速度横向变化跳跃处往往存在断裂,某些大断裂在浅部还出现深度跳跃变化或等时间线分布畸变。

围框淹灌仪器法测定土壤田间持水量试验研究

田间持水量是重要的土壤水分常数之一,是开展墒情评价和旱情分析,指导科学灌溉不可缺少的基础信息。传统的土壤田间持水量测定方法操作复杂,给土壤墒情评价带来一定难度。通过将先进的无线土壤测量传感技术与传统的围框淹灌法相结合,提出了一种基于无线传感器的新方法,利用“滑动平均含水量法”和“移动平均法”计算确定土壤田间持水量,并在陕西、北京、吉林和河北不同土壤类型的农田开展验证试验。结果表明,与传统环刀法相比,围框淹灌仪器法测定结果的平均相对误差为4.89%,不同质地土壤上测定结果均比较稳定,两种方法测定的田间持水量随土层深度的变化规律一致。围框淹灌仪器法测定土壤田间持水量具有可靠性和便捷实用性,是土壤墒情监测与评价的有效方法,适宜推广应用。

基于雷达监测信号的输电线路安全预警系统

传统输电线路安全检测方法主要通过人工巡视检测完成输电线路安全预警,工作人员通过肉眼巡视检查,不能实时分辨异常情况类型及时准确预警,导致输电线路安全预警具有局限性,为此设计了基于雷达监测信号的输电线路安全预警系统。首先采用雷达监测信号获取异常情况的方位信息,上传到智能视频监控模块,远程实时监控输电线路本体和周围情况,智能预警模块对输电线路自检完成早期预警与故障报警。通过滑窗平均法对输电线路故障信息进行实时提取,根据提取结果采用二进制监测判定异常情况目标监测准则,判定异常情况类型,完成有效预警。实验结果表明,在不同信号干扰下文中系统的抗干扰系数均保持在比较高的水平,并且运用文中系统对输电线路的安全进行预警时准确率高达95%以上,说明该系统可以准确完成对输电线路的安全预警。