基于干扰观测器的波浪升沉模拟及自适应补偿策略研究

海洋装备的快速升级使得海上吊装应用广泛,但吊装设备易受风浪影响,导致系统控制精度降低。为提高海上吊装设备的控制精度,提出了基于干扰观测器的波浪升沉自适应反步补偿策略。以波浪升沉补偿系统为研究对象,对三级海况下的船舶升沉运动轨迹及其电液提升系统的非线性模型进行推导;利用波浪模拟平台模拟船舶的升沉运动,采用基于干扰观测器的自适应反步补偿策略对电液提升系统的非线性误差进行抑制;通过Lyapnov判据验证自适应反步补偿策略的稳定性,并通过仿真和试验对控制器性能进行验证。试验结果表明,相较于传统的PID（proportion integration differentiation,比例积分微分）控制策略,基于干扰观测器的波浪升沉自适应反步补偿策略具有更好的控制效果。对于海上吊装设备的控制系统,基于干扰观测器的自适应反步补偿策略可有效地抑制外界干扰及系统非线性干扰对控制器的影响,提高对海上吊装设备升沉运动的位置补偿精度。     

户式中央空调系统的变频定频综合控制技术

针对户式冷水中央空调系统目前存在的缺点,研究该系统的变频-定频综合控制技术,通过参数自调整的自适应模糊控制完成对回水温度的变频控制,并完成系统控制器的硬件设计和软件开发.     

采用遗传算法直接获取模糊控制器的查询表

在实际应用中，模糊控制器常常被转化为一个查询表，以减小实时运行中的计算量。这样的查询表仍然能够保留原模糊控制器的性能特征，但另一方面这个查询表是如何获得的对控制器来说并不是本质的，控制器的性能只取决于查询表本身。这样，在模糊控制器的结构下采用其他方法直接生成这种查询表，或许能够比采用模糊逻辑的方法更为有效。本文给出了采用遗传算法直接搜索查询表的方法，以获取性能优良的控制器，给出了查询表式下二队控制     

模糊自适应PID控制在张力控制中的应用

针对凹版印刷机张力控制系统是一个非线性、强藕合、时变的复杂系统,用普通的PID难以达到理想的控制效果,设计出一种基于模糊控制原理的自适应PID控制器,根据偏差和偏差变化率来实时调整KP、KI、KD的参数.仿真结果表明,这种模糊自适应PID比常规PID控制器在张力控制中具有更好的控制性能.     

Thermodynamic analysis of the regasification of LNG for the desalination of sea water

A net zero work system for the recovery of refrigeration available from LNG during regasification is described. The system consists of a heat engine operating between an LNG heat exchanger in which regasification takes place and a sea water heat exchanger in which sea water is cooled to 246 K. A portion of the work output from the heat engine is used to drive a heat pump operating between the atmosphere and another sea water heat exchanger in which a second sea water stream is cooled to 246 K. The remaining portion of the heat engine work is used to separate fresh water from the ice-slurry. Peak fresh water output is approximately 6.7 kg water/kg LNG.     

Effect of sea environment on interfacial delamination behavior of polymeric sandwich structures

Sandwich structures are utilized in naval craft and thereby are exposed to sea water environment and temperature fluctuations over extended periods. The sandwich layup consists of a closed cell polymeric foam layer placed between thin carbon or glass fiber reinforced polymeric composite facings. Attention in this paper is focused on sea water effects on the interfacial mechanical response between foam and facing due to sustained sea water exposure using carefully controlled laboratory conditions. Pre-cracked sandwich composite samples are soaked in sea water for extended periods and interfacial fracture behavior compared against dry specimens. Results indicate that the delamination crack propagates close to the interface in the wet case, while it stays within the foam in the dry case. Significant reduction in fracture toughness due to sea water exposure is observed and needs to be considered in the design of ship structures. The effect of sea water on values of energy release rate are determined experimentally and predicted using the J-integral concept. A good agreement between data and predictions is achieved, indicating a reduction in fracture toughness by 30% due to sustained exposure to sea water.     

直升机结构响应混合鲁棒控制研究

为解决满足控制系统的自适应性与在线计算量小的要求,本文提出了多输入、多输出直升机结构响应混合鲁棒控制决策,首先利用混合灵敏度设计方法设计出鲁棒反馈控制器,在此基础上引入基于FXLMS方法设计的自适应前馈控制器,形成自适应前馈-鲁棒反馈的混合控制,设计控制器的原始参数取自离线计算与识别,将计算工作量放在设计阶段,而只需很小的在线调整前馈控制器的计算量。进行了直升机结构模型的鲁棒控制仿真计算,与自由-自由梁的鲁棒控制与混合鲁棒控制的试验研究。结果表明本文方法的可行性与有效性。     

基于模糊自适应PID控制器的张力控制系统

针对常规PID控制在张力控制中,控制参数难以整定的问题,设计出一种基于模糊控制原理的自适应PID控制器,根据偏差和偏差变化率来实时调整Kp、Ki、Kd参数.仿真结果显示,这种模糊自适应PID控制器比常规PID控制器在张力控制中有更好的控制特性.     

复杂结构局部振动的控制

由于大型复杂结构的高维性，在对其局部振动进行控制时，常规的设计方法设计出的控制器存在着难以实现等问题。针对这一问题，本文提出了一种局部振动控制器的设计方法，它将设计过程分为局部控制器设计和局部控制器作用于复杂结构时的闭环修改两个部分。由于控制器设计是在物理空间内进行的，并且仅需要局部振动测量，因此控制器易于实现。算例中显著的减振效果表明了该方法的可行性。     

基于智能模糊控制策略的有源消声

有源消声是一种有效的低频噪声控制方法，由于空间有源消声过程具有时变性和非线性，传统的自适应算法不能进行很有效的控制。本文采用智能模糊控制策略，建立了基于智能模糊控制策略的有源消声系统，通过实验与传统自适应控制算法的消声效果作对比分析，证明智能模糊控制器不但控制速度快，易于实现，而且消声效果明显优于后者，具有较大的应用推广价值。     

基于滑模控制的可拓控制器设计

根据滑模控制概念, 提出一种新的可拓控制器。在控制策略设计上分为两个部分,第一个部分是根据系统已知部分设计滑模控制的等效控制, 另一部分为鲁棒控制以解决系统的不确定性因素及外部干扰问题。首先,构造一基本可拓控制器,用所定可拓集的关联函数作为系统状态信息的评价指针, 并在其中植入一组待调增益参数,经参数修正来综合滑模可拓控制的鲁棒控制(滑模的撞击控制),以保证系统的稳定性。最后以一个非线性控制系统的仿真为例来说明所设计的可拓控制器的控制性能。     

浅析大连港区海水源热泵的应用

介绍在我国北方沿海港口回填区内,通过打井取水发展海水源热泵,实现节能环保的目标。由于海水温度低,经试验确立海水+地温耦合式海水源热泵系统。针对工程实例在初投资和运行费用方面与集中供暖电制冷空调方案进行对比,说明海水源热泵系统具有明显节能环保的优点及在沿海地区广阔的应用前景。     

Adaptive PID control based on explicit criterion minimization

Abstract

PID control has been widely used in industry for a long time. Under certain circumstances, it is necessary to retune the PID controller to obtain good performance. Recently, the developments in modern control theories and computing techniques have made automatic tuning of the PID controller feasible which provides better performance. In this paper, an adaptive PID controller based on explicit criterion minimization having the same structure as conventional PID controller is proposed. This new controller's design is based on the method of Ljung and Trulsson. Various properties of the method are described. Simulation studies using the new method show that the performance is satisfactory for control of minimum phase and nonminimum phase systems.     

存在基础振动的物料搬运机时间最优控制

目的 探讨存在基础振动情况下,物料搬运机的时间最优定位控制问题.方法 使用第2类Lagrange方法建立系统的动力学方程,设计一种基于隐式Lyapunov函数的时间最优控制器.结合时间最优稳定性引理,采用Lyapunov理论证明了所提控制算法能使定位误差在最优时间内收敛到原点.结果 控制器增益表现为连续时变的PD型控制,当系统状态变量逐渐趋于0时,控制器增益作为系统状态变量的可微函数逐渐趋于无穷大.结论 数值仿真显示,该控制器能克服基础振动影响,使物料搬运机快速机动到指定位置,具有时间最优特性和较强的抗干扰性.     

基于RDRNN的变阻尼半主动结构控制振动试验研究

在一个1：4的五层模型刚架结构上进行了变阻尼半主动结构控制的振动台试验,应用多输入多输出分支动态递归神经网络模型RDRNN建立了神经网络控制器,利用已有的试验数据对神经网络控制器进行训练,然后应用该神经网络控制器对结构进行变阻尼半主动结构振动控制,输入了几种不同的地震波,对比分析了该神经网络控制器的控制效果。振动参试验结果表明,应用神经网络控制器对结构进行变阻尼半主动结构控制,可以达到较好的控制效果,所需控制信息较少,并且对不同的地震激励有较强的荷载适应性。     

Fatigue Behaviour of Glass Fibre Reinforced Composites for Ocean Energy Conversion Systems

The development of ocean energy conversion systems places more severe requirements on materials than similar land-based structures such as wind turbines. Intervention and maintenance at sea are very costly, so for ocean energy supply to become economically viable long term durability must be guaranteed. Cyclic loading is a common feature of most energy conversion devices and composites are widely used, but few data are available concerning the fatigue behaviour in sea water of composite materials. This paper presents the results from an experimental study to fill this gap. The fatigue behavior of composite materials reinforced with different types of glass fibre is characterized in air and in sea water; the influence of testing in sea water rather than air is shown to be small. However, sea water ageing is shown to reduce the fatigue lifetime significantly and strongly depends on matrix formulation.     

基于模糊自适应PID的加样臂位置控制

为实现快速、平稳的加样臂位置控制,将模糊控制与传统PID控制相结合,设计出基于模糊自适应PID的位置控制器.通过模糊控制在线调整位置环PID控制器的3个参数,使控制器具有较强的自适应能力和抗负载扰动能力,同时还具有传统PID控制器精度高的优点.仿真结果表明,基于模糊自适应PID的位置控制器比传统PID位置控制器响应速度快,调节时间短并具有抗干扰能力.进行了加样臂的运动控制实验,以传统PID控制作为对比,通过改变加样臂的运动环境验证了模糊自适应PID控制可以实现加样臂的准确位置控制并具有一定的自适应能力,可以为类似控制器的设计提供参考.     

一种模块化螺杆式冷水机组的能量调节方法

简要介绍一种模块化螺杆式冷水机组的能量模糊调节方法,包括模糊控制器的设计及能量调节算法。通过近一年的实际应用,证明该方法能够有效解决模块化螺杆式冷水机组在全年运行中对工况及水温快速变化的适应性问题。     

基于双模糊PID的药品包装贴标张力控制系统设计

目的 为提高药品包装的贴标精度,设计一种基于双模糊PID控制器的贴标机张力控制系统。方法 简要论述药品包装生产线结构及其工艺流程。针对标签纸带收卷过程具有时变性、非线性和动态干扰等特点,设计一种双模糊PID张力控制器。利用副模糊控制器实现主模糊控制器的变量论域系数整定,而主模糊控制器可实现PID控制器参数整定。通过实验验证所述控制系统的有效性。结果 实验结果表明,与PID控制器相比,双模糊PID控制可使系统超调量减小50%,系统调节时间减小65%;贴标位置准确、标签贴附平整。结论 所述控制系统具有较好的抗干扰性能,贴标效果良好,具有一定使用价值。