变频压缩式制冷系统的内模解耦控制策略

为了使变频压缩式制冷系统在变负荷情况下同时具备良好的稳定性和鲁棒性,并希望该类制冷系统的能效比COP得到进一步的提高,设计出了内模解耦控制策略.该策略采用基于内模结构的解耦控制方法增强系统鲁棒性,并利用最小过热度曲线实时修订过热度设定值为相应负荷下的最小稳定过热度值,使得压缩机功率减少,制冷量增加.仿真与实验结果表明,该控制策略下的变频压缩式制冷系统不仅避免了过热度震荡、响应迟缓等问题,而且具备了较强的抗扰性和鲁棒性,并进一步将COP值提高到5.8左右.     

基于模糊PID控制器的电子膨胀阀优化控制技术研究

在采用电子膨胀阀控制的制冷试验装置中,供冷可调系统通常采用模块式并联供冷,存在滞后性、时变性和非线性等特点.本文针对此特点着重设计了环境温度和压冷机组过热度参数自整定模糊PID控制器,并结合环境温度和过热度整体控制电子膨胀阀开度值,实现电子膨胀阀对制冷系统的精准可靠控制.实践结果表明,搭载了该控制策略的制冷系统,对温控室环境温度控制具有很强的鲁棒性能,并且过热度和限载运行压力均在舒适运行范围之内,有效实现对制冷系统的可靠性和精确性的双重控制.     

伺服系统弹性负载的闭环辨识方法EI北大核心CSCD

为有效解决机械谐振问题,伺服系统弹性负载的辨识是非常关键的步骤.本文以工业中最常见的双惯量系统作为辨识对象设计闭环辨识方法,使用伪随机二进制序列作为激励并采集电机电流转速信号.在此基础上,使用最小二乘法拟合系统的自回归移动平均模型,并提高模型阶次以保证拟合精度.为抑制采样噪声的影响,提出基于平衡截断的模型降阶方法,根据Hankel奇异值大小判断系统阶次并提取主要模态.最后,通过仿真和实验进行验证,结果表明:相比于传统辨识方法,本文所提出的辨识方法能够有效抑制噪声干扰,具有更高的精度.     

一种递推最小二乘图象参数辨识

本文提出一种递推最小二乘参数辨识方法,着重讨论了该方法用于处理空变图象的情况及与同类方法的比较,并进行了实验验证。     

一种子空间辨识的广义预测控制算法

针对广义预测控制(GPC)模型中输入输出数据可能存在噪声和系统先验结构信息未知导致的难于辨识问题,提出了一种子空间辨识的广义预测控制算法。该算法采用变遗忘因子的子空间辨识方法,按照预测优化值与参考输出值的误差构造变遗忘因子,调整采集数据权重,进行在线辨识以提高灵敏度和控制效果。实验结果验证了所提出算法的有效性。     

蒸发器过热度时滞系统的动态矩阵控制研究

针对蒸发器过热度具有大纯时延的特点,提出采用预测控制的方法。根据对象的输入输出数据辨识出蒸发器过热度对象的动态模型,再根据动态矩阵控制（DMC）的预测模型预测出系统未来时刻的输出,从而达到将过热度控制在目标范围内的要求。实验结果表明,采用DMC的控制方法,系统运行稳定,抗干扰性强,与常规PID控制相比,DMC的控制精度高,控制效果更佳。     

基于支持向量机N4SID辨识模型的非线性预测控制

针对工业控制领域中非线性系统的模型辨识与预测控制问题,采用最小二乘支持向量机回归方法构造非线性函数,运用状态子空间（N4SID）模型辨识方法辨识非线性状态空间模型.在此基础上建立非线性预测控制器,利用拟牛顿算法进行非线性预测控制律的求解,从而实现了一种新的基于支持向量机N4SID辨识模型的非线性预测控制算法.仿真实验验证了该算法的有效性和可行性.     

满秩分解最小二乘法船舶航向模型辨识

为了解决标准遗忘因子最小二乘法在线辨识船舶航向模型参数漂移和发散问题,考虑到船舶在实际航行中存在海洋环境扰动和数据欠激励的情况,提出并验证了一种基于满秩分解的递推最小二乘法.用实船数据进行船舶航向模型参数辨识,将辨识结果与标准遗忘因子最小二乘算法、多新息最小二乘法、最小二乘支持向量机的辨识结果进行对比,验证了满秩分解有...     

基于解耦线性化的变刚度关节动态刚度辨识

为了能够利用变刚度关节实现对机器人动态特性的调整,需要对关节的动态刚度进行有效的辨识和控制.本文首先根据机器人变刚度关节的结构特点建立了简化模型,并对其刚度输出特性表达做出假设;然后对模型中的力矩相关参数进行解耦,消除了关节刚度调节参数对力矩的影响,获取与刚度辨识相关的归一化力矩;利用泰勒展开对归一化力矩进行线性化处理,采用卡尔曼滤波器进行了系数优化,并进一步实现了对关节动态刚度的辨识.仿真中该刚度在线辨识方法可以将辨识误差控制在±2%以内,在实现动态刚度辨识的基础上研究了基于前馈的刚度闭环控制方法,通过仿真实验验证了该方法对于机器人关节刚度闭环控制是有效的.     

电阻炉模型的辨识及时变性分析

以电阻炉为例,对工业上广泛存在的大惯性时滞时变系统对象的模型进行辨识,并对其模型时变性进行定性的分析.提出一种基于阶跃响应的一阶惯性加纯滞后连续模型的直接辨识方法.采用遗忘因子递推最小二乘法辨识算法跟踪时变参数,仿真并给出参数变化曲线.并结合机理建模从电阻炉的物理结构上分析参数时变性.仿真结果验证了机理分析的正确性.该方法对工业系统中的精确建模和时变系统的控制有一定的指导意义.     

基于模型识别的高精度制冷控制策略

遥感相机中需要对焦面组件进行高精度的制冷控制以保证高质量的成像效果,因此基于模型识别进行焦面高精度制冷控制策略的设计。制冷系统在硬件上设计特定的二级放大机制以获得高精度测温数据,实现数字化增量式PID控制算法优化以获得高精度控温效果。系统采用脉冲管制冷机作为控制对象,结合继电反馈识别方式与高阶模型,使用最小二乘拟合方法获得制冷系统过程模型。模型的建立保证了控制算法参数的准确性与控温的精确度,这与传统的PID调参手段相比,大大降低了时间成本,提升了系统的控温精度。通过实验结果表明,本系统的控温精度为±27mk,受到干扰后在6分钟内回稳,实现了高精度高稳定度的制冷控制。     

Energy Efficient Predictive Control for Vapor Compression Refrigeration Cycle Systems

Vapor compression refrigeration cycle (VCC) system is a high dimensional coupling thermodynamic system for which the controller design is a great challenge. In this paper, a model predictive control based energy efficient control strategy which aims at maximizing the system efficiency is proposed. Firstly, according to the mass and energy conservation law, an analysis on the nonlinear relationship between superheat and cooling load is carried out, which can produce the maximal effect on the system performance. Then a model predictive control (MPC) based controller is developed for tracking the calculated setting curve of superheat degree and pressure difference based on model identified from data which can be obtained from an experimental rig. The proposed control strategy maximizes the coefficient of performance (COP) which depends on operating conditions, in the meantime, it meets the changing demands of cooling capacity. The effectiveness of the control performance is validated on the experimental rig.      

基于IGSA优化的LSSVM制冷系统故障诊断研究

为提高制冷系统故障诊断的准确率,提出一种基于改进引力搜索算法(IGSA)优化的最小二乘支持向量机(LSSVM)的制冷系统故障诊断方法。首先,引入粒子群算法的速度更新机制对引力搜索算法进行改进,增加粒子的记忆性和信息共享能力,提高了算法的收敛速度和搜索精度;其次,利用IGSA对LSSVM的核参数与正则化参数进行优化,得到最优的IGSA-LSSVM故障诊断模型。最后,利用故障模拟实验台模拟制冷系统的四种典型故障,将优化好的LSSVM模型对其进行分类识别,并与标准LSSVM、GSA-LSSVM和PSO-LSSVM模型进行比较。仿真结果表明,基于IGSA优化的LSSVM方法具有良好的辨识能力和泛化能力,能够更好地对制冷系统故障进行诊断。     

Optimal on–off control of refrigerated transport systems

This paper presents a hysteretic on–off control scheme with optimization algorithms for temperature regulation in refrigerated transport systems. A nonlinear dynamic refrigerated transport system model, which consists of a refrigeration unit and a cargo space, is developed. The model serves as an analytical tool for control design. An optimal on–off control strategy is developed based on the time domain analysis of the temperature oscillations. A cost function involving temperature variations from the set-point, energy consumption and average compressor on–off cycling frequency is introduced for minimization. Choices of weighting values in the cost function give the flexibility of the control approach to meet different requirements. Simulation examples are presented that demonstrate the ability and robustness of the proposed method in achieving tighter temperature regulation and higher system efficiency control in transport refrigeration systems. The simulations are augmented by experimental validation via a novel hardware-in-the-loop load emulation approach.     

一种在线模糊控制的锅炉过热蒸汽温度调节方法

传统的锅炉过热蒸汽温度控制系统通过检测过热蒸汽温度及其变化趋势来调节减温水量,从而维持过热蒸汽温度在允许的范围之内.由于过热蒸汽温度在减温水量扰动下延迟较大,这种特性使过热蒸汽温度的控制滞后,控制效果不理想.分析现有热电厂锅炉过热蒸汽温度调节系统的控制策略,提出利用锅炉出口蒸汽温度的变化率和炉膛出口烟气温度作为前馈信号,解决过热蒸汽温度调节的滞后性.基于此设计一种锅炉过热蒸汽温度在线模糊PID双模控制方法,并给出详细设计方案.现场运行表明该方法可有效提高原系统的鲁棒性.     

燃料电池的模糊辨识建模与变结构控制研究

该文从DMFC实际应用的角度出发,首先利用模糊聚类和线性辨识方法基于实验的输入(甲醇、空气、冷却水的流速)输出(温度)数据建立DMFC的T-S模糊预测模型,然后基于该辨识的温度模型,设计了一个DMFC电堆工作温度的在线系统。最后,用辨识的温度模型代替实际的DMFC电堆进行控制仿真,仿真结果证明对DMFC电堆采用辨识建模的方法是有效的,建立的模型精度较高,以及所设计的变结构控制器性能优越,它对不同的系统状态都能调节控制量将电堆温度较平滑地过渡到试验的理想值。     

基于辅助变量的压缩采样匹配追踪闭环系统辨识方法

针对被控对象和反馈通道均具有未知时滞的闭环系统,提出一种基于辅助变量的压缩采样匹配追踪辨识方法.该方法利用辅助变量方法对压缩采样匹配追踪算法进行改进,获得过参数化辨识模型稀疏参数向量的估计,根据稀疏向量的结构得到前向通道的参数估计和时滞估计,进而根据模型等价原理获得反馈通道的参数估计.仿真结果表明,所提出方法仅需少量的迭代即可获得这类闭环系统参数与时滞的有效估计.     

Parameter identification and application of a distributed parameter coupled system with a movable inner boundary

In this paper, we establish a distributed parameter coupled system concerning Arctic sea ice temperature field, in which the ice thickness is regarded as a movable inner boundary of the space domain. The existence and continuity of the weak solution to the coupled system are proved. According to the measured data, we establish a parameter identification model with the ice thickness as control variable and the coupled system as constraints. Finally, an optimization algorithm is constructed on the basis of non-overlapping domain decomposition method and semi-implicit difference scheme. Through numerical calculation, we obtain the characteristics of the ice thicknesses and the ice temperatures.