分布式非线性控制的回路小增益方法

近年来,分布式控制在控制及相关学科引起了广泛的兴趣.复杂的包含不确定性的非线性动力学在控制系统中普遍存在,而针对这种系统的分布式控制研究尚处于起步阶段.其中一个关键问题就是由分布式控制系统中信息交换约束与复杂非线性动力学的并存所导致的.近期相关研究表明,基于回路小增益定理的控制设计方法能够较有效地解决这类问题.本文重点回顾分布式控制回路小增益方法的近期主要结果,给出了一种分布式非线性控制器的系统化设计方法,并在此基础上指出若干未来研究方向.     

锑浮选过程加药量自适应迭代学习控制

针对现有的加药量控制方法需要浮选过程动态模型或是鲁棒性不足的问题, 提出一种基于自适应动态规划 (ADP) 的浮选过程加药量自适应迭代学习控制方法. 首先, 将药剂量控制问题转化为两级优化问题 (问题 1 和问题 2). 其中, 基于前馈控制原理求解问题 1 得出前馈补偿分量以抑制外界扰动. 然后, 采用基于值迭代的 ADP 算法, 求解问题 2 以得到最优反馈增益, 从而设计一个数据驱动的最优加药量控制策略使最终的生产指标 (精矿品位和尾矿品位) 跟踪给定值, 且药剂量消耗最少. 最后, 通过工业生产数据进行仿真验证, 证明所提方法的收敛性和稳定性.     

纸箱封装机折页机构的设计与研究

目的 为解决现有的纸箱自动化包装生产线上纸箱封装机的折页机构折侧页不可靠、无法对多规格的纸箱进行折页的问题,设计一种可靠、适用于多规格的纸箱折页机构以提高纸箱包装质量和包装效率。方法 通过对折页功能、纸箱状态和封装机整体进行分析研究,设计2组纸箱折页机构;用机构的动态静力分析方法对2组折页机构进行运动学分析和动力学分析,用Matlab对运动学方程和动力学方程求解;用SolidWorks软件对2组折页机构进行结构设计和三维建模;将所设计的2组折页机构实物组装在封装机上进行现场试验。结果 运动学分析结果表明,2组折页机构带动纸箱页旋转的最终角位移能够准确地使纸箱页完成折叠工作;动力学分析结果表明,2组折页机构所需的驱动力矩和驱动力符合动力元件的力矩和力的使用范围。现场试验结果表明,所设计的折页机构能够对多种规格的纸箱实现可靠的折页工作。结论 该纸箱折页机构能够可靠地完成不同规格的纸箱折页工作,实现了纸箱折页的自动化与柔性化,可在一定程度上提高纸箱包装生产线的包装效率。     

分布式反馈优化研究现状与发展

对于多自主体系统,分布式反馈优化研究各个自主体如何利用自身状态及局部梯度信息的实时反馈值以及自主体之间的实时信息交换使整个多自主体系统的输出趋近于某个总体优化指标的最优值点.在特定情况下,分布式反馈优化可以简化为分布式优化或集中式反馈优化,基于此介绍分布式反馈优化的研究现状与发展.利用文献调查法和归纳推理法,首先介绍分布式反馈优化的研究背景与意义以及相关领域发展现状;然后分析分布式反馈优化的基本难点,从线性系统和非线性系统两方面综述分布式反馈优化的研究现状;最后展望未来发展方向.     

开盒机的优化设计与运动学分析

目的 为了解决现有的纸盒包装生产线上开盒机存在的开盒不可靠、工作稳定性不好的问题,设计一种工作可靠、稳定性较高的纸盒开盒机。方法 分析研究机构的功能要求,采用机构设计方法设计多连杆机构来实现对纸盒的取盒、放盒、开盒工作。采用多刚体动力学约束方程对所设计的开盒机构进行运动学分析。采用ADAMS优化设计模块对开盒机构的各个杆件尺寸进行优化。用SolidWorks软件对所设计的开盒机进行样机设计。结果 用SolidWorks的motion插件对开盒机构进行运动仿真,仿真结果表明,该机构能满足自动开盒功能,运动轨迹与用Matlab求解出的运动方程的轨迹相匹配,验证了数学模型的准确性。用Matlab对优化后的开盒机构运动方程求解,与优化前相比,机构的速度峰值减小了约34%,加速度峰值减小了约75%,机构运行平稳性得到极大改善。结论 所设计的高速开盒机构不仅满足自动开盒功能,而且运行平稳、工作可靠,为纸盒开盒自动化提供了一种适应性更强的开盒方案。     

网络稳定性与控制的小增益原理:回顾与近期进展

小增益定理是现代控制理论中极为重要的基本工具之一,它在关联系统和不确定系统的鲁棒稳定性分析以及鲁棒控制器设计的许多工作中都发挥着极大的作用.基于输入到状态稳定性的概念,笔者于1994年首次提出了广义非线性小增益定理.与之前的小增益定理不同,这一结果为同时刻画关联系统的内部稳定性和外部稳定性提供了一个统一的框架.从镇定与鲁棒自适应控制到分散式或分布式控制以及输出调节(抗干扰渐近跟踪),基于非线性小增益定理已经发展出一系列的鲁棒非线性控制器设计新工具.在过去10年间,复杂非线性大系统已成为研究热点,驱动着小增益定理向更加完备的网络小增益定理方向发展,以期解决网络稳定性与控制中的新问题.对此,针对非线性小增益理论的一些最新研究进展及其在通讯和计算约束下的网络化控制和事件驱动控制应用结果进行综述,并对该理论的未来研究方向给出一些建议.     

纸盒封装机结构设计及分析

文中设计了一种适用于多规格的普通矩形纸盒自动封装机,以实现多规格的纸盒自动封装。基于纸盒的折叠工艺流程,将纸盒各个耳朵折起的过程等效为纸板沿折痕转动的运动模型,采用仿生学原理,设计出能模拟人手进行纸盒自动折耳的封装机。设计了双工位纸盒输送机构,有效提高了纸盒的输送效率。封装机有效工作空间为1 030 mm×710 mm×1 190 mm,能够对尺寸规格在111 mm×98 mm×90 mm到210 mm×115 mm×148 mm的方形纸盒进行自动折耳工作,纸盒完成折耳需要8.7 s。所设计的纸盒封装机可以完成多种规格纸盒折耳工作,实现了纸盒自动化封装,封装机结构简单、体积小,生产加工柔性化程度高,加工效率高。