应用于矿用电机车的新型交流牵引驱动系统

针对架线式矿用电机车负载变化频繁、供电波动较大、工作环境恶劣等具体工程实际问题,提出了具有最大转矩输出能力的改进型转差频率控制方法及重载转矩补偿和母线电压补偿措施,研制了DC550V/300KW实验样机.仿真和实验表明,驱动系统在启动和拖动过程均具有较大的转矩输出能力和良好的动态响应特性,提高了牵引性能和系统的可靠性.     

基于双电压控制策略的矩阵式变换器的研制

本文系统而深入地研究了基于双电压控制策略的矩阵式变换器。在分析矩阵式变换器基本理论和双电压控制策略的基础上,设计开发了基于DSP的控制策略程序和基于CPLD的换流策略程序,并研制了矩阵式变换器实验样机,对实验样机进行了调试实验,实验结果表明,基于双电压控制策略的矩阵式变换器具有良好的输入输出特性。     

100 W半桥LLC谐振变换器快速响应的控制策略设计

针对通信电源在负载设备有大数据流量涌入瞬间的动态特性问题,提出一种基于变论域模糊PID控制的半桥LLC谐振变换器快速响应的控制策略设计.该设计在传统PID控制的基础上,引入模糊数学及快速标量乘法运算控制理论;并在MATLAB/simulink平台上对该策略与传统PID控制策略进行仿真比较;最后,搭建实验样机对该控制策略进行验证.通过实验对比发现,变论域模糊PID控制下LLC谐振变换器响应速度更快,具有更好的动态特性.     

基于参考电流控制的港口电网谐波补偿系统研究与设计

通过分析港口电网谐波问题,建立三相四线制非线性负载谐波补偿系统的数学模型,提出基于参考电流控制的有源滤波控制策略,并构建了仿真系统,最后通过仿真和实验验证了该控制策略能够有效滤除电网中的谐波电流,使港口电网质量得到补偿和改善.     

基于前馈补偿滑模控制的汽油发电机调速器

汽油发电机转速变化的动态性能是影响发电机性能指标的一个重要因素.在分析小型汽油发电机数学模型和控制任务的基础上,提出了基于负载扰动前馈补偿的滑模控制算法,设计了滑模控制器,并加入了负载扰动前馈控制策略.利用MATLAB工具箱进行仿真和配机实验,并与常规滑模控制相比较.实验结果表明:在常规滑膜控制上采用前馈补偿后,系统的稳定性和动态性能都有了很大提高,证实了该方法的有效性.     

具有弹性连杆机构的四足机器人对角小跑步态控制

为了提高四足机器人的运动性能和抗冲击能力,设计了一种具有弹性连杆机构和线驱动系统的四足机器人,称为LCS(linkage-cable-spring)四足机器人.借鉴SLIP (弹簧负载倒立摆)模型,提出了基于着地角的速度控制策略和基于能量补偿的质心高度控制策略.采用姿态控制策略来提高对角小跑步态的运动稳定性.仿真实现了给定前进速度条件下稳定的对角小跑步态.搭建LCS四足机器人样机实验平台,完成了踏步、对角小跑步态行走实验.实验结果表明,LCS四足机器人运动过程中机身翻滚和俯仰角能控制在2?以内,并能平稳通过10 mm×10 mm小型障碍物.     

基于磁流变的气动位置速度复合控制策略

为了提高线性气缸的定位精度、减小制动冲击,提出了基于磁流变阻尼器的位置速度复合控制策略.依据气缸两腔压力差和磁流变阻尼特性,建立了气动系统定位过程的动力平衡方程,通过分析阻尼控制电流的变化规律和系统响应对定位精度的影响,分别提出了速度柔性控制和位置补偿控制算法.在该算法下采用位置速度复合控制策略进行试验研究表明定位误差随着负载质量的增大而增大,随着目标位置的增大而减小,对气源压力波动有较好鲁棒性.该控制策略在改善系统冲击特性的基础上提高了定位精度,为磁流变技术在气动位置伺服控制中的应用提供了理论与试验依据.     

汽车电动助力转向器的控制器研制

研究了日本N4样机的电动助力转向系统的电机电流-输入扭矩特性.采用ATmega16L单片机为处理器,以直流有刷电机为执行器,应用PID补偿算法,设计了电动助力转向控制器.在试验台上进行了电机电流-输入扭矩特性试验,试验结果表明,该控制器的助力曲线接近日本N4样机,能取得比较满意的助力效果.     

基于LCL型有源电力滤波器的复合电流控制策略研究

针对传统电流控制策略存在高稳态精度与快速动态响应的矛盾,提出了一种基于LCL型有源电力滤波器的复合电流控制策略。该控制策略将比例积分控制和重复控制有机结合,在保证动态响应的基础上,利用PI控制器将控制模型补偿为稳定系统,使其在低频段具有良好的控制特性;利用重复控制器校正LCL型滤波器谐振峰和内环的固有相位滞后,实现电网谐波电流的快速跟踪与高精度补偿。实验结果表明,经过并联有源电力滤波器的谐波补偿,电网电流的总谐波失真明显减小,负载变化时并联有源电力滤波器可实现单周期快速响应,验证了所提出的复合电流控制策略的有效性。     

基于ELM优化PI+重复控制策略在APF中的应用研究

针对传统有源电力滤波器(APF)难以适应非线性负载高电压大功率电网环境且PI参数调整缓慢的问题,基于模块化多电平换流器(MMC)的APF结构,提出一种采用极限学习机(ELM)优化电流内环PI+重复控制策略。构建基于5电平MMC拓扑结构的APF仿真模型及实验平台。仿真研究结果表明,优化后的控制策略所得负载电流THD较传统PI控制减少4.99个百分点,较PI+重复控制减少3.12个百分点。实验结果表明,补偿后的电流谐波含量较补偿前降低22.77个百分点,优化后的控制策略大大提高了系统的响应速度及补偿精度。     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

基于虚拟柴油发电机控制策略的岸电电源设计

岸电电源需要与各种类型的船舶电源系统进行无缝切换,而传统的基于虚拟同步发电机控制策略的岸电电源只能模拟同步发电机的机械特性,与船舶的主电源——柴油发电机还略有差异。因此并网运行常出现大的超调和低频振荡等问题。针对这些问题,首先对柴油发电机(DG)和传统的虚拟同步发电机控制进行建模分析,然后针对DG动态响应速度慢、电压频率易波动的问题,提出了虚拟柴油发电机控制策略。该控制策略利用补偿网络的惯性抑制了频率的波动,微分环节提高系统的动态特性。最后,建立一套100kVA岸电电源系统样机系统,试验结果验证了该控制方法的有效性。     

A Prototype of Ducted-Fan Aerial Robot with Redundant Control Surfaces

This work presents the aero-mechanical characteristics and the control design for a prototype of ducted-fan aerial robot tailored to achieve advanced robotics operations requiring physical interaction with the environment and high maneuverability. The distinguishing feature of the proposed aerial configuration is the redundant number of aerodynamic surfaces which can be employed by the controller. A control strategy is then proposed in which control allocation techniques exploit this redundancy to improve the accuracy and the efficiency of the aerodynamic forces and torques generation mechanism while simplifying the overall feedback design. The effectiveness of the proposed approach and the performances of the ducted-fan prototype have been demonstrated by means of flight experiments.     

智能仿生人工腿位置伺服控制系统的设计

CIP-I Leg是国内首个智能仿生人工腿原型机;针对智能仿生人工腿应能模仿人体健康腿的运动方式且步行速度可自然、随意地跟随截肢者步行速度的变化而变化的显著特点,同时考虑到高精度、低功耗和人工腿内缸体积小3个基本因素,采用TI公司的新型超低功耗微处理器MSP430F149,设计出一种基于非线性PID控制的人工腿位置伺服控制系统的结构;实验结果表明,所设计的伺服控制系统运行可靠,实时性好,功耗低,精度高,可以有效地用于CIP-I Leg的步行走控制.     

基于动态权限集的Android强制访问控制模型

针对Android存在的特权提升攻击问题,提出了基于动态权限集的Android强制访问控制模型DP_ManDroid。该模型首先分析强连通分支的权限分布特性,构建动态的权限集划分;然后在信息流与权限集耦合的基础上,抽象权限提升路径;最后提出线性时间的访问控制算法,并通过动态追踪权限集,实现了细粒度的决策控制。与现有 安全模型的对比,以及在原型系统上的仿真结果表明,所提出的安全模型很好地抵御了特权提升攻击,同时降低了时间复杂度。     

Controlling a Wheelchair Indoors Using Thought

Amyotrophic lateral sclerosis, or ALS, is a degenerative disease of the motor neurons that eventually leads to complete paralysis. We are developing a wheelchair system that can help ALS patients, and others who can't use physical interfaces such as joysticks or gaze tracking, regain some autonomy. The system must be usable in hospitals and homes with minimal infrastructure modification. It must be safe and relatively low cost and must provide optimal interaction between the user and the wheelchair within the constraints of the brain-computer interface. To this end, we have built the first working prototype of a brain-controlled wheelchair that can navigate inside a typical office or hospital environment. This article describes the BCW, our control strategy, and the system's performance in a typical building environment. This brain-controlled wheelchair prototype uses a P300 EEG signal and a motion guidance strategy to navigate in a building safely and efficiently without complex sensors or sensor processing     

具有可调参数的模型降阶新方法

本文提出了一种具有可调参数的模型简化新方法.此法从系统动态特性上揭示了简化模 型与原系统之间"类等效"的对应关系.由对系统主要频率响应数据的拟合(或最优化方法)确 定参数.降阶模型不仅保持高阶系统的稳态特性(低频特性)和稳定性,还能按设计者需要有 选择地保持原系统的其它主要性能(例如带宽、相对稳定性等)、保持其它任意频段的特性.最 后,文章给出实例.     

Future train traffic control: control by re-planning

Improving train traffic control can be a cost-efficient way to improve train traffic punctuality and increase utilization of existing and future railway infrastructure. However, performance in train traffic control tasks currently involves working on a technical level in order to regulate the traffic flow. Working in a preventive manner is poorly supported and train traffic controllers are usually restricted to just solving problems as they occur. This often results in unnecessarily long delays and decreased timeliness of train traffic. The main objective of this paper is to describe a proposed control strategy and a case study, which evaluates the control strategy and the prototype tool derived from the research. By shifting the control paradigm to a high-level control strategy, many of today’s problems may be avoided, with benefits of the reduction in delays, improved timeliness and better utilization of the infrastructure. Twenty-one train traffic controllers participated in a case study, with a simulated prototype environment. The majority of the participating train traffic controllers were positive to the new concepts and ideas. Many of the important aspects of the proposed control strategy can be investigated with the simulation, but due to the complexity of train traffic some issues must be evaluated in an operative environment.     

基于以太网的FAST主动反射面控制系统的开发

针对FAST(Five-hundred-meterApretureSphericalTelescope,500米口径球面射电望远镜)主动反射面自身的特点,提出了主动反射面促动器运动控制的总体策略,设计了基于以太网和TCP(UDP)/IP协议的控制方案。Arm芯片作为控制器,嵌入实时的操作系统μcosII和TCP(UDP)/IP通讯协议栈,提供控制和通讯的平台。在VC++6.0环境下实现监控机的通讯程序和控制界面,并且完成了两个促动器控制系统的样机制造和试验。     

电动汽车复合储能系统能量管理策略及其 快速控制原型验证

纯电动汽车储能系统需同时满足高功率密度与高能量密度的要求,但现阶段单一储能单元往 往难以同时具备这两种特点。将高能量密度的锂电池与高功率密度的超级电容进行合理搭配,形成复 合储能系统,是解决以上问题的一个有效方案。该文以宝马 I3 纯电动汽车作为目标车型,设计了锂电 池/超级电容复合储能系统,并制定了一种基于规则的能量管理策略,综合考虑了外部工况要求、锂电 池与超级电容的荷电状态,自动规划工作模式,充分发挥各储能单元自身优势,在极端状况下可自动 启动保护模式;同时,基于快速控制原型的思想,设计搭建了以 dSPACE 为控制中心的复合储能系统 能量管理策略快速控制验证平台,搭配可编辑电力参数的外部电子负载设备,完成了能量管理策略的 半实物实验验证。实验结果表明,电动汽车锂电池/超级电容复合储能系统搭配合理的能量管理策略, 能够充分发挥锂电池的能量特性与超级电容的功率特性,更好地满足了现代纯电动汽车对续航里程与 动力性能的要求,同时可节约能源,在一定程度上起到延长储能系统使用周期的作用。