大型装备电液系统鲁棒H_∞位置控制

针对大型装备电液系统非线性、参数不确定性问题,建立了比例阀控非对称缸液压系统的非线性动态模型。考虑反馈控制,建立了具有不确定参数系统线性化数学模型。基于边界理论和线性矩阵不等式,提出了电液系统鲁棒H_∞位置控制策略。着重考虑系统结构化系数的擅动,构建了具有积分行为的H_∞控制器,设计了估测系统内部状态的观测器。通过仿真和实验,验证了提出的算法和控制策略。对比了系统参数不变、外负载力变化下和系统参数变化下系统的鲁棒性和稳定性。仿真和实验结果表明,提出的具有积分行为的鲁棒H_∞位置控制策略能提高系统的鲁棒性和稳定性。     

巷道超前支护装备双缸同步推移控制方法

考虑到综合掘进巷道液压迈步式超前支架的前进推移液压缸存在同步性能较低的问题,对双缸的电液伺服同步系统进行了设计,并提出了等状态交叉耦合模糊双缸同步控制方法。等状态交叉耦合模糊双缸同步控制方法是将模糊控制策略与交叉耦合控制进行结合的非线性同步控制策略,它避免了主从交叉耦合控制方法存在的因为上一个系统的信号波动对下一个系统产生影响,而下一个系统的信号波动不会反馈到上一个系统中而带来的系统较大的误差。最后通过实验分析研究了两种同步控制方法的性能,结果表明,等状态交叉耦合模糊双缸同步控制方法具有更好的同步控制性能。     

基于递推最小二乘法与模糊自适应扩展卡尔曼滤波相结合的车辆状态估计

针对汽车状态估计中模型参数的变化和观测噪声的时变特性,提出了递推最小二乘法与模糊自适应扩展卡尔曼滤波相结合的汽车状态估计算法。为实现模型参数与观测噪声的实时更新,建立了基于三自由度非线性车辆动力学模型的算法,首先利用递推最小二乘法对汽车的总质量进行估计,其次建立了模糊控制器对扩展卡尔曼滤波的观测噪声进行实时跟踪。在搭建的CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真平台中验证了该算法的有效性,结果表明该算法估计精度高于传统扩展卡尔曼滤波算法,研究结果为汽车的主动安全控制提供了理论支持。     

基于荷电状态的混合储能系统协调控制策略

为优化混合储能系统运行状态,提出了一种新型混合储能分层协调控制策略,包括上层能量管理与下层混合储能控制。上层能量管理层根据微电网母线电压、频率以及混合储能系统综合荷电状态（SOC_HESS）,利用模糊逻辑算法优化混合储能系统的充放电功率,使得储能设备的荷电状态维持在合理范围。下层混合储能控制层在低通滤波器的基础上根据磷酸铁锂电池和超级电容器各自的SOC,建立分配功率修正算法,优化储能单元的SOC状态。仿真实验证明,所提出的基于荷电状态SOC的分层协调控制,有效地降低了混合储能的SOC的变化范围,防止储能设备的过充或过放。     

考虑颗粒破碎的砂土临界状态特性描述

近年来,随着土石坝和高填方等工程的兴建,粒状土得到了广泛的应用。粒状土在高应力作用下会发生颗粒破碎的现象相当严重,因此粒状土的颗粒破碎问题不容忽视。为了更合理地描述颗粒破碎对粒状土中砂土力学特性的影响,首先分析砂土试验结果,得出了砂土颗粒分别在平均正应力和剪应力作用下的破碎特性。其次,基于UH(unified haedening,统一硬化)模型,引入可以表示砂土压缩破碎和剪切破碎的相关参数,建立了可以考虑颗粒破碎的砂土本构模型。该模型不仅能够反映砂土的剪胀、剪缩、应变硬化和软化等特性,而且可以反映在平均正应力的作用下,不同的压缩曲线最终会归一的特点,同时还能够反映剪应力作用下砂土临界状态线下移的现象。最后,使用模型预测了Lade的常规三轴试验,模型预测结果与试验结果符合良好,说明该模型能够合理地描述砂土的力学特性。     

多维反滤回灌井室内稳定流试验研究

反滤回灌井是山东胶东半岛地下水回灌中常用的回灌设施,它由普通回灌井和回灌池组成。在分析现有反滤回灌井存在问题的基础上,设计了一组回灌量大,又能防淤积、防低水位污水回灌、抗水流冲刷的多维反滤回灌井,给出了单井回灌量的理论计算公式和计算参数;同时,研制了室内稳定流回灌试验装置,进行了普通回灌井、现有反滤回灌井和多维反滤回灌井的室内稳定流试验研究,得出结论:1同现有反滤回灌井相比,多维反滤回灌井的单井回灌量增加了370%~420%;2多维回灌井口的形状影响单井回灌量,在过水断面面积相同的情况下,圆形多维回灌井口的单井回灌量最大;3初次回灌试验中,单井回灌量最大,随回灌试验次数增加,单井回灌量逐渐减小,并趋向于稳定;4单井回灌量与多维回灌井口过水断面开孔率是一个非线性的关系,20%的过水断面开孔率是适宜的。研究成果对于提高反滤回灌井的回灌能力和定量计算单井回灌量具有重要的现实意义。     

细粒含量对细粒–砂粒–砾粒混合料动强度的影响

从现有文献可以发现,含砾量、制样方法、相对密度和固结比等因素对饱和砂砾土动强度CRR的影响已有较多研究,但鲜有文献涉及细粒含量FC对砂砾土CRR的影响。通过一系列不排水循环三轴试验,研究了FC对细粒–砂粒–砾粒混合料CRR的影响。基于颗粒接触状态理论,将细粒–砂粒–砾粒混合料分为类粗粒土、类细粒土和中间性态土;引入"循环流动"和"循环液化"描述类粗粒土和类细粒土的循环破坏过程,提出了适用于混合料的循环破坏标准。试验结果表明:随着FC的增大,混合料的CRR呈现出先降低后增大的特征,当FC=30%时,混合料的CRR最低。通过分析发现,细粒–砂粒–砾粒混合料的CRR随骨架孔隙比e_k的增大而降低,且当FC25%或FC35%时,两者有较好的指数关系,说明e_k是合理地表征细粒–砂粒–砾粒混合料CRR的一个物理指标。     

基于裂纹扩展模式的岩质斜坡阶梯状滑移破裂机制研究

阶梯状滑移破裂作为节理斜坡的一种典型破坏模式,裂隙间裂纹的扩展模式对其变形破裂机制及斜坡破裂面形态具有重要的意义。通过颗粒流程序研究了不同岩桥倾角(0°,45°,90°,135°)和围压条件下双裂隙间裂纹的贯通模式、基本特征与影响因素,揭示含双裂隙岩体在不同围压作用下裂纹扩展的细观力学机制,并推广到含多裂隙岩体裂纹扩展模式中。主要成果如下:(1)双裂隙的贯通主要通过次生共面裂纹、次生倾斜裂纹和翼裂纹;(2)裂纹扩展具有明显的围压效应,低围压条件下,裂隙的贯通主要通过翼裂纹和次生倾斜裂纹,高围压条件下,裂隙的贯通主要通过次生共面裂纹和次生倾斜裂纹;(3)裂隙的贯通应力受岩桥倾角影响较大,岩桥倾角为45°时,裂隙的贯通应力最小,裂隙最容易贯通。结合双裂隙贯通模式的研究,对多裂隙岩体贯通模式进行研究,多裂隙岩体贯通模式可以理解为多组双裂隙的贯通模式的不同组合,同时,在多裂隙贯通模式中,裂纹会寻找贯通应力最小路径扩展。最后,结合一实际斜坡案例,对阶梯状破坏斜坡的基本破裂特征进行了总结分析,并提出了相应的破裂模式分区。     

花生壳/仁的吸附等温线与热力学特性

为了解花生壳与花生仁的含水率、水分活度(a_w)与温度的关系,提高花生的贮藏稳定性。研究花生壳与花生仁在10、20、30℃时的吸附等温线;探讨花生壳与花生仁的净等量吸附热(q_(st))、微分熵(S_d)、扩张压力、积分熵、积分焓、熵-焓互补、玻璃化转变温度(T_g)等热力学特性。结果表明,花生壳与花生仁的水分吸附呈Ⅲ型等温线。温度一定时,花生壳与花生仁的干基含水率随a_w增加而增加。描述花生壳与花生仁吸附特性的最适模型为GAB模型。花生壳与花生仁的q_(st)与S_d均随含水率增加而降低。扩张压力随a_w增加而升高,但随温度升高而降低。积分焓随含水率增加而降低,而积分熵随含水率增加而升高。花生壳的q_(st)和S_d均高于花生仁,而同一温度条件下花生仁的扩张压力高于花生壳。含水率相同时,花生仁积分焓低于花生壳,而花生仁的积分熵则高于花生壳。花生壳与花生仁水分吸附过程均为焓驱动、自发过程。花生壳与花生仁的T_g随含水率增加而降低,相同含水率时,花生壳的T_g值高于花生仁。根据状态图得到温度为10℃时,花生壳与花生仁的临界水分活度与临界含水率分别为0.80、0.175 4 g/g与0.68、0.095 5 g/g。研究结果可为花生干制工艺及其干制品贮藏稳定性提供理论依据。     

基于动态线性自回归预测及燃烧状态观测器的锅炉控制系统

针对火电机组锅炉控制系统由于燃烧过程滞后而导致的主蒸汽压力波动大等问题,提出了一种新型的锅炉控制系统。利用改进线性自回归预测算法及燃烧状态观测器,分别从压力变化及燃烧过程角度对燃料量需求值进行修正,将修正信号作为前馈引入锅炉控制系统以提高机组主蒸汽压力的稳定性。以可编程控制器作为硬件平台,依据自动发电控制（AGC）考核内容在APROS仿真平台上针对某300 MW机组的高低负荷段分别进行10%MCR和5%MCR单向升降负荷试验,结果表明,基于动态线性自回归预测及燃烧状态观测器的新型锅炉控制系统在提高机组负荷响应速度的同时保证了主蒸汽压力良好的跟随性,提高了机组的AGC响应能力和品质,具有一定的工程应用价值。