基于保性能自适应RBF神经网络的MR半主动非线性鲁棒分散控制

该文针对模型参数不确定的非线性结构半主动分散控制问题进行研究。首先,采用退化Bouc-Wen滞回模型模拟层间恢复力,并考虑模型参数(质量、刚度和阻尼)不确定及子系统间的耦合项,建立了子控制系统误差状态方程;在此基础上,设计了由保性能控制项和自适应逼近控制项构成的子控制器,其中,保性能控制项通过求解转化为线性矩阵不等式的保性能控制问题得到,逼近控制项通过RBF神经网络自适应控制律确定,同时利用Lyapunov稳定性理论对其稳定性及权值有界性进行证明;从而建立了适用于不确定结构非线性振动控制的保性能自适应RBF神经网络鲁棒分散控制(GCARBF)算法。最后,对一8层非线性结构进行MR半主动分散控制设计及0.3 g~0.8 g地震下仿真分析,结果表明了所提算法的有效性与优越性。     

基于自适应模糊PID的风力发电机叶片角度控制

本文研究了风力发电机倾斜角度控制问题,探讨了自适应模糊PID调节器在该控制系统中的应用。通过仿真试验和分析,验证了自适应模糊PID调节器在不确定模型条件下的稳定性和控制效果。结果表明,与传统PID控制器相比,自适应模糊PID调节器能够更好地响应风力发电机的倾斜角度控制,能够快速、平滑地调节角度并保持稳定。本文可为提高风能利用效率和减少环境污染提供参考,未来可验证其他控制方法以获得更好性能。     

漂浮特性对风力发电机振动影响

本文在前期研究工作的基础上,将浮式基础波浪载荷计算和系泊系统计算考虑到所已建立的风力发电机分析模型     

海洋资源勘探拖缆水平振动的鲁棒自适应控制

针对海洋资源勘探拖缆水平振动控制中拖缆水平位移偏移量难以测量和系统参数不确定的问题,设计了仅仅包括水鸟处拖缆速度和斜率的自适应控制规律。首先选取拖缆和水鸟能量为李雅普诺夫能量函数,在拖缆的精确模型下设计了鲁棒控制规律。然后考虑到实际工作中不确定的参数,在精确模型鲁棒控制规律的基础上设计了自适应的鲁棒控制规律。最后用有限差分法验证了控制规律的有效性,自适应规律能在线的估计勘探拖缆的参数。所提出的控制规律稳定性好,能够抵抗参数不确定性。     

超空泡航行体的增益自适应全程滑模控制器设计

超空泡航行体在实际巡航时具有其独特的运动特性,同时还存在着流体动力系数的摄动及尾部流体未知干扰等不确定因素,这些都给航行体的稳定控制带来了困难。改进了目前普遍采用的超空泡航行体的数学模型,设计了全程滑动模态面,采用自适应算法对系统不确定性及外界干扰上界进行了估计,设计了基于滑模理论的控制器,并进行了数学仿真。仿真结果表明：该系统响应快速,具有很好的鲁棒稳定性能。     

不确定结构输出反馈H_∞保性能鲁棒分散控制研究

为了有效处理土木工程结构分散振动控制中模型参数不确定性对系统性能的影响,提出了同时满足多个控制目标的输出反馈H_∞保性能鲁棒分散控制算法。基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出并证明了H_∞保性能鲁棒分散控制器存在的充分条件,在此基础上,采用变量替换方法,建立了输出反馈H_∞保性能鲁棒分散控制算法,进而通过引入约束条件,将其转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题。针对一12层结构进行分散控制设计、集中控制设计及仿真分析。结果表明,对于具有较大不确定性的结构,输出反馈H_∞保性能鲁棒分散控制算法较传统线性二次高斯集中控制算法有更理想的控制效果。     

基于鲁棒PID算法的UEGO控制器的设计与实验

宽域废气氧（Universal Exhaust Gas Oxygen,缩写为UEGO）传感器可以在很宽的空燃比范围内提供有效的氧含量信号,它的结构特殊,必须配以控制器才能使用。利用鲁棒PID算法控制UEGO控制器中泵电压的大小和方向,并将泵电压反馈作用在UEGO传感器上。检测UEGO传感器上的泵电流,并设计非线性校正环节对其进行校正,校正输出值即为过量空气系数(λ)。利用dSPACE实时仿真系统实现UEGO控制器,并在汽车化油器发动机台架上进行相关实验。实验数据表明,在λ值静态和动态变化时,UEGO控制器都具有良好的鲁棒性和运行性能,响应快速且精度良好。     

基于鲁棒模型参考控制器的智能结构振动主动控制研究

针对压电智能结构建模的不确定性和干扰,设计一种新的鲁棒模型参考控制律来抑制其振动,该控制器包括状态反馈控制器和用来补偿不确定影响的鲁棒补偿器。通过Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法确定补偿项并证明该闭环系统的稳定性。分别在单模态和多模态下,分析三种不同补偿函数对系统的影响,指出运用ｔａｎｈ或ｅｒｆ函数可有效避免ｓｇｎ函数补偿出现的抖振现象。仿真和实验结果表明该方法具有很好的控制效果和鲁棒性。     

空调温控的鲁棒自适应Fuzzy-PID控制器

针对空调系统多变量、非线性、时滞和时变的特点,提出了一种用于空调系统温度控制的鲁棒自适应两级模糊比例-积分-微分(PID)控制器并进行了仿真.该控制器通过一个模糊切换开关把模糊比例-微分控制器和模糊积分控制器结合起来,模糊比例-微分控制器用来在系统动态响应期间减小上升时间和超调,模糊积分控制器用来抗干扰和消除稳态误差.仿真结果表明,所提出的控制器与传统控制器相比不仅鲁棒性好,同时具有优良的动静态性能.     

基于自适应神经模糊的磁流变阻尼器非参数化建模

磁流变阻尼器具有很强的非线性特性,准确描述磁流变阻尼器输入、输出之间的非线性关系,对提高磁流变减振系统的控制精度,保持控制系统稳定性,具有重要意义。针对经典参数化建模存在的大量参数辨识和计算复杂问题,采用自适应神经模糊系统理论,根据磁流变阻尼器实验模型,建立了磁流变阻尼器非参数化模型。它包括两个自适应神经模糊子系统,分别对特定电压下,磁流变阻尼器输入、输出关系以及电压变化导致的阻尼力输出等级进行描述。研究表明：基于自适应神经模糊理论的磁流变阻尼器非参数化模型,能以很高的精度逼近磁流变阻尼器实验模型,真实反映磁流变阻尼器的非线性特性。由于非参数化模型的计算工作量大大减少,有利于实现磁流变减振系统的精确与快速控制。     

用于油气勘探的电代油驱动装置系统设计与分析

为满足碳中和背景下油气勘探企业对清洁、经济、高可靠性生产的需求,设计了基于双兆瓦级交流异步电动机变频调速的新型电代油驱动装置。采用模块化思想,设计了高压变电、低压传动分体模块箱式结构,提高了电代油驱动装置调度使用的便捷性,其中高压变电模块采用十二脉整流变压器,实现了在变频器成本无显著增加的前提下仅变压器成本增加25%,大幅节省了无功补偿成本,尤其是在场用电占比低的大功率钻进段,该装置的实测功率因数达0.95以上。针对双电机协同控制可能存在负荷不均衡的问题,设计了基于主从控制结构的PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)控制系统,并采用转速匹配控制结合变频器下垂控制的方法,实现了将电机转速偏差控制在10%以内;同时,所设计的控制系统支持多地操作以及现场数据远程监控,提高了电代油驱动装置的可靠性。试运行结果表明,所设计的电代油驱动装置满足实际工程需求,相较于传统柴油驱动装置,每月可节省52%的成本和减少27%的二氧化碳(CO₂)排放。所设计的装置在油气勘探节能领域具有一定的实用价值。