锅炉燃烧过程的Smith-Fuzzy集成控制

针对模糊控制特点和锅炉燃烧过程的纯滞后、时变、多输入多输出特性 ,进行燃烧过程控制系统的设计。提出主蒸汽压力的Smith -Fuzzy集成控制方案 ,采用具有参数自整定功能的模糊控制器 ,并将解耦原理用于多变量模糊控制系统。仿真结果证明 ,Smith -Fuzzy集成控制比Smith -PID预估控制具有更强的鲁棒性 。

集成式电液制动系统自适应压力控制

针对集成式电液制动系统(integrated electro-hydraulic brake system,IEHB)存在的复杂液压非线性特性和时变摩擦干扰,提出一种自适应压力控制策略。外环压力控制器引入液压特性的动态线性化模型并基于滑模观测器对模型参数实时辨识实现对非线性液压特性的自适应。内环伺服控制器采用基于压力的连续摩擦补偿和反步动态面控制应对传动机构摩擦阻碍。硬件在环实验结果表明,与现有的先进级联压力控制相比,设计的压力控制策略在多种工况下均表现出更高的控制精度和鲁棒性,并显著提升了IEHB在不同液压回路结构下的压力控制效果。

双绕组感应发电机交直流集成发电系统的自抗扰控制策略

针对双绕组感应发电机交直流集成发电系统,为实现简单易调、性能优越、负载适应力强的发电控制,该文提出一种基于线性自抗扰控制器的交直流电压控制策略,通过交流电压和直流电压与控制绕组和功率绕组的传递函数模型,构建交直流电压的线性扩张状态观测器,同时对交流电压有效值、直流电压和电压扰动进行观测,并利用电压和扰动观测值设计线性误差反馈控制律,对交直流电压进行控制。最后,通过仿真和实验验证该控制策略提高电压扰动抑制能力和负载适应性,同时各模块参数可独立设计、控制器结构简单,避免需要较多传感器及降低调参难度。

永磁同步电机矢量控制专用集成电路的设计

针对软件矢量控制策略因响应慢、成本高而无法满足永磁同步电机(PMSM)领域控制新需求的问题,设计一种矢量控制专用集成电路(ASIC)。采用双闭环控制结构为基础设计芯片架构,使用VerilogHDL硬件描述语言设计矢量控制、坐标旋转数字计算(CORDIC)、电流采样接口、编码器接口和串口通信等模块,通过硬件架构实现并行加速。利用ModelSim平台仿真验证所设计电路的功能,以FPGA为核心搭建芯片物理验证平台,控制PMSM的电流与速度。结果表明:所设计的ASIC输出PWM信号达到12.2 kHz,双环频率分别达到12 kHz和8 kHz,具有快速动态响应与良好的稳态特性;且能够实现高性能、低成本、可移植的电机控制,在电机控制领域具有一定的应用价值。

集成式电子液压线控制动系统建模与仿真

为了解决线控制动系统模型复杂、仿真困难等问题,文章针对一款常见的集成式电子液压线控制动(integrated electronic hydraulic brake,I-EHB)系统,推导其数学模型并进行仿真分析;在MATLAB/Simulink中搭建线控制动系统的仿真模型,设计比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)制动控制器,实现对集成式电子液压线控制动系统的压力控制。仿真结果表明:该线控制动系统在PID控制器作用下实际输出压力值能够较好地跟随理想压力值,可以提供较好的制动效果。该文的研究对于线控底盘的开发具有积极推动作用。

耦合相变储能的火电机组集成系统控制策略优化及效果分析

提升火电机组调峰调频能力是构建新型电力系统的重要举措。该文从锅炉-汽轮机能流解耦角度出发,设计抽取部分中压缸排汽进行储热的相变储能系统,与火电机组耦合后形成机-炉-储集成系统,提出重构机-炉-储三主体负荷指令的控制策略,并以某660 MW(P_(e0)=660 MW)超超临界机组为例进行效果评估。考虑中压缸排汽参数后,选取融化温度为117.7℃的赤藓糖醇为储能材料,研究抽汽比例对机组降负荷性能的影响。结果表明:当中压缸排汽的抽汽比例由0.00变为0.85时,机组等效降负荷速率由2.00%P_(e0)/min提升至5.13%P_(e0)/min,柔性明显增强;储能系统中储热量最大为118.73 GJ,储(火用)量最大为28.97 GJ;负荷指令重构后,系统瞬态过程中热效率增加,最大增加了1.85%,(火用)效率降低,最大降低了2.23%。

双离合器变速箱换挡集成学习控制器设计及分析

为了提高车辆运行的稳定性,设计了一种双离合器DCT变速箱换挡集成学习控制器。基于预测模型建立MPC控制器,以补偿转矩保障转速精准追踪。研究结果表明,在0.11 s时DCT开始出现升挡转矩相,车速整体维持稳定变化的态势,车辆冲击度的最大值是4.8 m/s^(3),有利于大大提高换挡的稳定性。相比其他控制方法,基于经验知识MPC换挡方案获得更优的平顺性控制效果,滑摩功也发生降低,可以更快完成动力响应。该研究有助于提高汽车自动控制,为后续的换挡控制奠定理论基础。

集成设备状态控制的柔性作业车间节能调度方法

柔性作业车间节能调度与设备节能控制是优化车间加工能耗和空闲能耗的两个关键步骤,但以往设备节能控制与调度通常分段进行优化,忽视了调度优化结果对设备状态控制决策过程的强约束,从而限制了车间的节能优化潜力。为此,提出一种设备状态控制与车间节能调度集成优化的方法。首先,通过分析工件排序、设备选择和设备节能控制策略变化对车间能耗的综合影响,建立集成设备状态控制的车间调度优化模型。其次,根据集成优化问题特性,设计了一种基于工件序列、机器序列和设备状态控制序列的三层式编码方式,同时,提出自适应分层策略和节能调度规则改进多目标优化算法对集成优化模型进行求解。最后,结合Brandimarte中的标准算例,通过对车间调度和设备状态控制分段式优化结果进行对比,验证所提方法的有效性。

基于SDN和集成学习的工业控制网络安全防护系统

针对工业控制网络通信信息安全与稳定问题,设计一种基于SDN和集成学习的工业控制网络安全防护系统。该系统采用SDN技术,分为物理层、现场层、转发层、控制层和应用层等5个层次。物理层包含现场终端设备;现场层通过控制模块与操作员站实现对现场终端的控制;转发层使用SDN交换机进行通信数据传输,并将数据镜像传输至应用层进行安全分析;控制层中的SDN控制器管理和控制SDN交换机,并执行应用层下发的安全防护策略;应用层利用集成学习算法对工业控制网络进行入侵行为检测,通过安全响应模块分析入侵信息并选择相应的防御机制。实验结果表明,所设计系统满足工业控制网络通信的实时性要求,能准确地实施入侵检测,从而保障工业控制网络的安全性和正常通信。

基于高精度控制的通用钻床板材集成钻孔系统研究

板材加工是现代制造业中一个重要的环节,而钻孔则是板材加工中常见且关键的工序。随着工业生产对板材钻孔质量和效率要求的不断提高,高精度控制的通用钻床板材集成钻孔系统应运而生,其融合了先进的控制技术、精密的传感器以及高效的加工工艺,为板材钻孔带来了新的突破。基于此,首先阐述高精度控制的通用钻床板材集成钻孔系统的定义和组成,其次阐述基于高精度控制的通用钻床板材集成钻孔系统应用案例,最后提出基于高精度控制的通用钻床板材集成钻孔系统应用策略。

基于3S架构的智能农机集成控制工程研究

【目的】探索基于3S架构的智能农机综合服务系统的建设。【方法】重点探讨了3S集成框架、WebGIS等相关技术在智能农业机械中的应用方法,以3S技术为核心,构建了一款基于WebGIS架构的农机一体化智能机电系统,综合分析了系统结构体系、功能模块、性能指标、工作流程和数据库设计等,并对该智能农机集成系统进行了响应时间测试。【结果】随着并发量的增加,响应时间也增加。当并发量为100时,平均响应时间为228 ms,最大响应时间为713 ms,最小响应时间为181 ms;当并发量为1000时,平均响应时间为803 ms,最大响应时间为1284 ms,最小响应时间为521 ms。【结论】该系统有效改善了农机信息服务管理和决策支持系统,加强了现代农业生产的宏观调节和微观引导,促进了农业生产和农机服务管理向智能化、数字化、科学化方向发展。

基于K-means的水下控制系统集成测试风险分析

采用危险源辨识分析(HAZID)工具对南海某水下控制系统集成测试进行风险识别,研究水下电力和通信设备的联合测试等过程存在的风险,针对HAZID技术识别的测试风险,定义风险的3个指标,包括风险发生可能性、风险后果严重程度和风险预防控制能力,将风险进行K-means聚类分析,采用SPSS软件将风险分为重大风险、高风险、中风险、低风险等4个聚类等级,识别4类共21个测试风险。在实际运用中,该方法可为水下控制系统集成测试风险制定有针对性的措施,可高效、科学和系统地指导水下控制系统集成测试工作开展。

变路径微创机器人智能化集成控制设计

针对高效精准微创困难的问题,文中重点采用“集成+局部功能”的自适应耦合控制系统,研制了变路径微创机器人的多电机宏微耦合并行运动和多尺度传感集成控制系统。利用上位机集成控制系统实现协作机器人系统、线控微细变路径机器人和内外视觉传感导航系统的集成智能化伺服控制。通过样机的功能实验,验证了该控制系统具有实现设计方案提出的高效变路径穿刺能力,功能满足设计要求。

分布式驱动电动汽车侧向稳定性集成控制策略综述

以不同控制策略协调工作效果为目标,从分布式驱动电动汽车整体结构和控制结构出发,结合汽车侧向稳定性内部耦合原理的分析,对分布式驱动电动汽车侧向稳定性集成控制策略进行综述。针对分布式驱动汽车的整体结构,总结了汽车整体结构的发展以及针对驱动电机的两种不同结构,分析了分布式驱动电动汽车常见的分散式、集中式和分层式控制结构的优缺点,整理出了分布式驱动电动汽车侧向稳定性集成控制策略实现的参数判断工作区间法、实验计算权重法和算法协调法等3种方法。最后,对分布式驱动电动汽车侧向稳定性集成控制策略进行了总结和展望。

基于规则的多轴特种车辆稳定性集成控制

为提升多轴特种车辆的主动安全性与操纵稳定性,以某重型5轴特种车辆为研究对象,基于自适应协调控制策略,设计了集成主动后轮转向(ARS)与差动制动力矩分配(DBTD)的分层稳定性集成控制策略。决策层基于规则决策出ARS与DBTD子控制系统的协调控制指令;分配层基于前馈+反馈控制策略实现主动转向轮转向角的分配;基于滑膜控制与既定规则实现车轮差动制动力矩的分配。通过Trucksim与Simulink联合仿真对所提控制策略的控制效果进行验证,对比分析了高速高附转向与低速低附转向2种极限工况下稳定性控制车辆与无控制车辆的运动状态。结果表明:在集成控制系统控制下的车辆,对于高速高附工况,车辆的横摆角速度与质心侧偏角的幅值相比于无控制车辆分别降低了46%与63%,对于低速低附工况,车辆的横摆角速度与质心侧偏角的幅值相比于无控制车辆分别降低了47%与58%,集成控制系统能有效提升车辆高速高附转向时的行驶稳定性与低速低附转向时的转向灵敏度和路径跟随性能。

考虑车辆横摆及侧倾稳定性的智能车辆纵垂向集成控制技术研究

为解决现有针对车辆某一控制需求设计的单维度控制系统无法满足高速行驶安全需求的问题,提出一种考虑车辆横摆及侧倾稳定性的智能车辆集成控制策略。分析车辆横摆稳定性边界和侧倾稳定性阈值,以横摆角速度、侧倾角速度和横向载荷转移率等参数作为车辆行驶稳定性评价指标,引入横向补偿横摆力矩和垂向控制权重分配参数,对智能车辆的纵向制动力矩及垂向主动悬架力进行分配,并通过仿真验证集成策略效果。结果表明,所设计的纵垂向集成控制策略能够实现整车横摆及侧倾稳定性的提升,并提高智能车辆在轨迹跟踪过程中的跟踪精度,有效改善车辆行驶安全性和舒适性。

智能商用汽车防侧翻轨迹跟踪集成控制器设计

针对智能商用汽车重心高、惯性大,在曲线行驶时易发生侧翻的特点,设计了一种能预测、控制防侧翻轨迹的跟踪集成控制器。基于模型预测控制原理的主动转向系统对车辆轨迹进行跟踪控制,利用模型预测控制的预测功能对车辆侧倾运动状态进行监测;以等效横向载荷转移率作为触发信号,若其小于阈值,防侧翻主动悬架控制不起作用;反之,则会启动主动悬架控制以防止侧翻发生;利用MATLAB/Simulink和Trucksim软件对车辆的典型工况进行联合仿真模拟。研究结果表明:该防侧翻轨迹跟踪系统能保证车辆的跟随精度,可有效地避免侧翻事故发生。

集成型车载充电系统并网模式模型预测控制策略

相较于传统车载充电系统,集成型车载充电系统(integrated onboard charger system,IOCS)在成本、功率密度等方面具备显著优势。文中基于六相永磁电驱系统设计了一台IOCS,并研究了模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)算法在该系统并网模式下的应用。首先,分析所提IOCS的电路拓扑并建立数学模型,同时介绍传统MPCC的实施流程。然后,针对传统MPCC计算量大、稳态性能差等不足,提出一种基于占空比优化的MPCC(MPCC based on duty cycle optimization,DCO-MPCC)策略。一方面,减少备选电压矢量数量,降低电流预测环节带来的计算负担;另一方面,提出一种占空比优化技术,改善系统稳态性能。最后,通过实验验证了所提算法的有效性与优越性。实验结果表明,DCO-MPCC策略能够显著提升系统稳态性能并减少算法计算量。充电与车网互动(vehicle to grid,V2G)工况下,网侧电流总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)分别降低6.18%与5.92%,算法运行时间减少17.54μs。

城轨列车一体化集成控制仿真测试平台方案

提出一种用于测试验证牵引、制动、网络集成控制的试验台方案,即在原有的列车控制架构基础上,将部分牵引、制动控制器的功能集成到整车控制系统中,以减少牵引、网络、制动子系统间的数据交互,缩短数据传输路径,降低数据传输延迟。本方案通过对整车电气原理图仿真、对列车受控子系统建模,并结合真实的子系统控制器,最终验证能否满足整车控制功能。

智能集成式轻小型落地抱杆的液压绞磨自动化控制

液压绞磨在铁塔组立施工中起重要作用,为此该文提出一种智能集成式轻小型落地抱杆的液压绞磨自动化控制方法。以实际牵引速度与期望牵引速度以及两者的偏差作为输入值,通过BP神经网络运算得出PID最优组合的控制参数,以实际牵引力和目标牵引力的偏差以及偏差变化率作为模糊控制的输入,通过模糊PID的计算,得到PID精确的更新参数;将两方面输出控制结果作用于执行器,进行液压绞磨参数调节,实现牵引速度和牵引力控制。实验结果表明,该方法控制的液压绞磨性能参数与目标参数吻合性高,动态性能平稳,在平衡方面控制效果也很显著。