基于奇异摄动分解的带机械臂旋翼无人机飞行稳定性研究

为了降低无人机和机械臂之间的耦合作用,提高带臂四旋翼无人机飞行过程中的稳定性,首先建立系统动力学模型,然后根据实际情况,对模型进行简化。在此基础上进行内、外环分解,外环为四旋翼位置控制和机械臂角度控制,内环为四旋翼俯仰角控制。对于外环的动力学模型,根据速度变化特点,利用奇异摄动理论对外环变量,即四旋翼线速度和机械臂角速度,进行快、慢变子系统分解,再次降低了系统间的耦合性。对于分解后的快、慢变子系统,设计非奇异终端滑模控制并引入干扰观测器,以期提高带臂四旋翼无人机飞行过程中的稳定性。最后,仿真验证了所设计算法的优越性。

无人驾驶农机装备的模糊PI-LQR转向控制算法

无人驾驶农机装备转向系统处于小流量、小角度控制时会出现非线性和时滞,这会导致转向控制超调或者控制时滞,进而导致无法快速准确地跟踪到路径预瞄点。针对这个问题,本文提出了一种模糊比例积分-线性二次型调节器(PI-LQR)数据融合的内外环控制算法。该算法以模糊PI控制为内环,基于转角误差和转角误差变化率,通过模糊逻辑运算自适应调节PI参数,进行转向角度的闭环控制。以LQR控制为外环,基于农机装备XY-横摆角控制,融合内环的转角误差,进一步提升无人驾驶农机装备转向的精准控制。Carsim和Matlab/Simulink联合仿真表明:通过100 m长的双移线路径下,最大横向误差为0.18 m,最大横向摆角误差为0.067 rad。实车测试表明:通过100 m长的双移线路径下,最大横向误差0.26 m,相较于PID纯跟踪控制算法,最大横向误差减少了0.19 m。

复杂干扰下的管沟机器人内外环滑模自抗扰控制

管沟机器人是一种运行在排水管道,公路排水渠的欠驱动差分移动机器人,针对管沟机器人在实际环境中受到的复杂环境干扰,为了使管沟机器人具有更好的运动控制性能,提出了一种内外环的滑模自抗扰控制方法;首先对管沟受到的复杂环境干扰进行分析,将管沟机器人受到的复杂环境干扰解耦成横向和纵向干扰,建立出在干扰情况下的运动学模型;依据理想运动学模型建立出外环的滑模控制器,得出理想控制律,依据干扰运动学模型建立扩张状态观测器,观测出环境干扰数值,从而建立内环的滑模控制器,利用观测值修正外环的理想控制律;同时利用Lyapunov稳定性原理对系统进行分析,最后搭建了Matlab的Simulink模型进行仿真验证,最终证明了所提出的方法具有较强的鲁棒性和运动控制性能。

基于感知哈希的能源数据安全访问控制方法研究

作为保证能源数据安全的重要步骤,访问控制过程易受数据差异性、不均衡性、冗余性等问题的干扰,导致安全访问控制时间增加、交互成功率下降以及计算开销增加。为了有效解决这一问题,提出基于感知哈希的能源数据安全访问控制方法。采用监督判别投影算法对能源数据做降维处理,以降低信息之间的冗余性。利用感知哈希算法,得到分布式存储数据。结合二元一次函数诱导算法,在分布式存储数据中生成密钥。通过内层加密与外层加密相结合的控制策略,实现数据授权访问的动态变化,完成能源数据的安全访问控制。试验结果表明,该方法的能源数据安全访问控制时间短、交互成功率高、计算开销小。该方法可为能源数据安全领域的进一步发展提供重要参考。

车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法

研究车载用燃料电池直流变换器全状态双环控制方法,以获得更稳定的输出电压,满足车载电源需求。分析燃料电池输出特性,揭示燃料电池输出电压、电流关系,将其作为依据并结合汽车动力系统结构,设计二次型Boost变换器,在分析其主电路结构以及工作原理的前提下,提出基于输入电压前馈的全状态双环控制策略,电流内环控制通过比较实际输出电流和期望输出电流的差值调节开关操作,以完成负载变化时燃料电池输出电流控制;电压外环控制器根据输出电压和期望电压值之间的差异调整开关状态,实现对燃料电池输出电压控制。实验结果表明:该方法可实现直流变换器控制,控制后的输出电压波形稳定、电压纹波较小、超调量低、控制效率高。

“双环控制”视角下的公立医院高质量发展思考

公立医院是我国医疗服务体系的主体,是全面推进健康中国建设的重要力量。2021年6月,国务院办公厅发布《关于推动公立医院高质量发展的意见》,对公立医院高质量发展作出部署和要求,标志着公立医院进入了高质量发展的新阶段。各地各医院积极探索高质量发展的实践路径,推动公立医院高质量发展工作不断走深走实。文章基于“双环控制”理念,通过准确分析公立医院高质量发展过程中存在的“内外环”因素,并且思考公立医院应该如何利用好“双环”资源,能够更好地深入探讨促进公立医院高质量发展的思路与举措,助推公立医院高质量发展,为公立医院高质量发展提供理论依据。

基于ARM处理器的四旋翼无人机自主控制系统研究

为实现四旋翼无人机的自主飞行控制,设计并搭建了四旋翼无人机的硬件飞行控制平台.该平台采用自行组装的四旋翼飞行器作为本体,航向姿态参考系统(AHRS)MTi-G单元作为主要机载传感器,ARM嵌入式系统芯片作为主控制器,AVR单片机作为超控单元.基于四旋翼无人机的非线性动态模型,采用内外环结构的PD控制算法,构造了无人机的位置与姿态跟踪控制器.实现了四旋翼无人机滚转角、俯仰角和水平纵向、横向位置共四个自由度的自动控制.实验结果表明,本文提出的机载控制系统设计取得了较好的飞行控制效果.

分布式电源并网逆变器典型控制方法综述

为提高分布式电源的工作性能,加强分布式发电系统的广泛应用,文中介绍了分布式发电系统中并网逆变器的典型控制方法,重点针对双环控制方式进行了详细的分析。总结了外环控制中的恒功率控制、恒压恒频控制和下垂控制方法,内环控制中的dq旋转坐标系下的控制、αβ静止坐标系下的控制和abc自然坐标系下的控制方法,并对各种控制方法进行了分析比较,指明目前并网逆变器控制技术亟需解决的问题,归纳其未来的发展趋势。

人眼3D肌肉控制模型

根据解剖学原理及人眼运动特征,提出了一种人眼3D肌肉控制模型·该模型由内部模型和外部模型组成,其3D运动由3类共8条肌肉控制·模型建模及驱动比较方便,并已在PC机上进行了模拟·模拟结果表明,人眼模型逼真,可较好地模拟人眼运动及表情·

四旋翼无人机目标跟踪系统设计

四旋翼无人机的地面移动目标跟踪问题涉及图像序列中的目标跟踪和无人机的飞行控制2个方面内容。针对四旋翼无人机跟踪地面移动目标过程中,出现的目标遮挡和目标从相机视野短暂消失又重新进入视野存在的跟踪失败问题,设计了基于粒子滤波结合P-N在线学习的目标跟踪算法。在此基础上,计算得到目标与无人机间的水平位移作为控制输入,设计了位置-姿态的外内环控制器,在保持无人机飞行稳定性的同时确保目标始终位于机载相机所获得的视野中心区域附近,实现对目标的有效跟踪。仿真和实验结果验证了所设计的四旋翼无人机地面目标跟踪系统的有效性。

直升机控制系统的内/外回路设计概念及其应用

提出了一种新型的内／外回路控制结构，系统地阐述了此结构在直升机控制系统中的应用。内回路主要使各个通道解耦，改善系统的稳定性，并使系统具有速率响应特性；外回路采用输出反馈，对已解耦的不同通道分别进行单回路设计。其中内回路的解耦特性是内／外回路设计概念的基础，采用特征结构配置技术有效地实现了内回路的通道解耦。采用内／外回路结构所设计的直升机控制系统具有良好的指令跟踪性能、抗干扰特性以及良好的解耦响应特性。实例研究充分展示了这些特点。

“源-储-输导系统”联控煤系气富集成藏机制——以鄂尔多斯盆地东缘为例

煤系气资源丰富,如何系统认识煤系多种非常规天然气富集成藏机制,是实现气藏有效开发的关键。从“源-储-输导系统”时空耦合配置角度,阐明煤系生烃—运聚—成藏的关键过程和主控因素,建立煤系气富集序列,丰富煤系气综合成藏内涵。稳定烃源岩是煤系气富集的基础,沉积微相宏观上控制优势储层展布,储层物性微观上决定成藏有效性,在输导体系影响下动态调整构成煤系综合含气系统。输导系统和储集系统受控于构造、沉积和成岩作用,生烃强度和生烃演化过程直接影响气体运移和聚集,输导系统转换是界定源内滞留和源外富集成藏的关键因素。输导系统转换界面之下,以煤系煤层和页岩内部发育的微纳米孔喉网络作为储集系统,煤系气在其中不运移或短距离运移;界面之上以砂体、裂缝和断层作为输导系统,煤系气就近或远距离运移。在此基础上,提出煤系气综合成藏序列,包括原位滞留型(包括太原组和山西组煤层气及页岩气)、近源充注型(包括山西组和下石盒子组致密气)和远源调整型(包括上石盒子组、石千峰组砂岩气和马家沟组灰岩气)的煤系气综合聚集模式,借此分析了华北地台煤系气富集规律和勘探方向,为煤系多气多层综合开发提供借鉴。

基于变目标控制的MMC-HVDC控制策略

针对现有柔性高压直流输电控制策略无法很好保证控制系统鲁棒性、稳定性和快速性的现状,提出了一种变目标控制策略,将控制目标值分解为多个小目标,使系统快速无超调地分步达到指定目标,并提出了加入变目标控制环节后MMC-HVDC控制系统PI参数的设置原则和变目标控制调节时间的设置方法。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建三端柔性直流输电系统模型进行仿真验证,结果表明设计的变目标控制策略能很好地解决调节速度和超调量之间的矛盾,并能扩大PI环节参数的选取范围,增强控制系统的鲁棒性和适应性。

直线电机式主动悬架内外环控制研究

为了提高直线电机式主动悬架的动态性能,设计了基于LQR和准比例谐振的悬架内外环控制策略。建立了车辆二自由度主动悬架模型和直线电机数学模型,并通过试验验证了直线电机模型的正确性;利用Matlab/simulink仿真分析了内环控制器参数对控制器性能和直线电机响应特性的影响,确定了内外环控制器参数;对内环PID控制和准比例谐振控制进行了对比仿真分析。结果表明,基于LQR和准比例谐振内外环控制主动悬架的簧载质量加速度降低了27.49%,悬架动挠度降低了24.26%,轮胎动载荷降低了17.22%。

高职教育教学质量监控评价体系刍议

随着国家对高职院校支持力度的加大,高职教育蓬勃发展,教育教学质量问题亦突显出来。高职教育教学质量保证不是高职院校一己之事,而应成为教育主管部门、社会、行业、企业以及院校等多方的合力之举,应该从内、外两方面同时打造,建立起科学、合理、客观、可操作性强乃至"量身定做"的教学质量监控评价体系。

三相VSR及其控制策略仿真研究

PWM整流器由全控型器件构成,能够使输入电流正弦化,使功率因数接近于1,并且还可实现能量双向流通,其中电压型PWM整流器(简称VSR)结构简单、损耗低、控制方便,成为PWM整流器研究的重点。分析了PWM整流器的控制策略,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件设计了电压型PWM整流器,实现了交流侧接近单位功率因数和直流侧的电压稳定。

成就动机的归因理论与教学改革

成就动机是心理活动动力系统的重要组成成分 ,是促进人产生成就行为的最直接因素。成就动机对人的成就行为有不可估量的作用。韦纳的归因效果理论、自我效能感的归因理论、习得无助的归因理论是最具代表性的成就动机的归因理论。

槽式光热发电典型热工过程控制系统设计

针对槽式光热发电系统,结合火电厂控制系统设计经验,提出了包括机组负荷-供能控制系统、蒸汽发生器水位控制系统和过热蒸汽温度控制系统的槽式光热发电典型热工过程控制系统的设计方案。为了解决机组负荷和供能之间的耦合关系,提出了光热供能跟随汽轮机、汽轮机跟随光热供能、以光热供能跟随为基础的协调控制以及以汽轮机跟随为基础的协调控制等4种负荷-供能控制方案;为了降低蒸汽发生器水位系统中"虚假水位"现象对控制性能的影响,提出了蒸汽发生器三冲量串级汽包水位控制方案;为了补偿过热汽温大惯性、大时延的特性,提出了过热蒸汽温度内外环控制方案。该研究可以为槽式光热发电控制系统设计提供参考。

超级电容储能系统中双向DC-DC变换器控制策略研究

城市轨道交通站间距较短、运行密度大,列车需要频繁的启动和制动,列车在启动时需要大量能量,导致直流牵引网电压下降;列车在再生制动时产生大量能量,导致直流牵引网电压升高,严重时还会使再生制动失效。针对这一问题,提出将双向DC-DC变换器应用于超级电容储能系统中,并设计了电压外环、电流内环的双PI控制策略。利用Matlab/Simulink搭建了双向DC-DC变换器和超级电容储能系统的仿真模型,分析了双向DC-DC变换器在Buck模式、Boost模式下的运行情况以及电压外环、电流内环的双PI控制策略的控制效果。仿真结果验证了双向DC-DC变换器能够实现能量的双向传输和控制策略的有效性。

地面水冷却循环装置的研制

依据CRH3高速动车组牵引变流器冷却循环系统技术指标,研制的地面水冷却循环装置主要由板式换热器、内循环系统、外循环系统和电控柜构成。经选型计算,采用德国萨莫威孚TL90 KCCL型板式换热器,共17片不锈钢板片,板片总面积为4.1 m2,传热功率为209.9 kW;内侧和外侧循环泵分别选用格兰富TP50—190/2型水泵和凯泉KQL65/110—2.2—2型水泵;冷却塔选用GBNL—3/20T型冷却塔;选用西门子SKB62型电动液压阀门执行器,与配置的西门子VVF45.50型调节阀构成冷却液流量调节器;选用可编程的西门子ACX32型控制器;构建了远程监控系统。该装置已应用于CRH3和CRH350牵引变流器机组出厂例行的试验和型式试验。