一种改进型的状态反馈控制系统设计

在现代控制理论中,如果一个系统能控,可以进行极点的任意配置,能够改善系统的动态性能,但是会改变原系统的稳态输出幅度,这在实际系统控制系统设计中是不利的。针对这个问题,提出了带内部模型的状态反馈系统,不但可以改善系统的动态性能,又能保证系统输出幅度的稳定性。本文首先以一个三阶系统为例,对其用全状态反馈实现极点的任意配置,通过仿真实验验证了引入极点配置后,能改善原系统的动态性能,但是稳态输出幅度从1变成0.14。然后以一个二阶系统为例,根据内模控制原理设计了带内部模型的状态反馈控制系统,最后通过仿真和硬件实验验证了引入内模控制器后系统的动态性能得到改善,而且稳态输出幅度保持不变,始终保持稳态输出的幅度为1。     

超声波电机稳态运行的建模和仿真

研究超声波电机稳态运行的模型建立问题,由于传统电机稳态模型过于复杂和计算量大,影响超声波电机系统的性能优化。为解决上述问题,改善模型的复杂程度,提出用Kirchof薄板理论为基础,将超声波电机的定转子接触简化为一个二维弹性接触问题的方法来建模,并且用matlab进行软件仿真超声波电机模型。通过仿真获得的超声波电机的稳态运行数据,与实际测量值比较吻合的较好。实验证明,建立的模型简洁,计算时间短,为环形行波型超声波电机的进一步开发和性能优化提供了基础。     

基于数据驱动的全工况下燃气轮机基准值确定

燃气轮机运行参数基准值模型的准确建立对于机组的运维管理工作具有十分重要的意义。针对燃气轮机运行工况多变、参数基准值难以确定的问题,提出了一套基于数据驱动的运行参数基准值模型。首先,考虑到历史运行数据中非稳态与稳态工况并存的问题,利用功率差值的区间估计对历史数据进行稳态工况筛选。其次,以功率和3个环境因素为边界条件,采用K-均值聚类算法对稳态工况进一步划分。在此基础上,对每个稳态工况内的运行参数建立多元高斯混合模型,选择能耗水平最低时对应的子模型的期望作为基准值。最后,以某实际燃气轮机为例,验证模型的有效性。燃气轮机基准值的计算结果表明,通过运行参数的历史数据进行信息挖掘,可以建立更加贴合机组实际运行水平的基准值模型。     

改进粒子群算法优化微生物连续发酵过程

针对微生物连续发酵生产1,3-丙二醇动力学模型,以稳态时刻1,3-丙二醇的浓度最大化为目标函数,建立以注入甘油浓度和稀释速率为优化变量的优化模型。证明了该模型最优解的存在性。进一步,构造了改进的粒子群优化算法求解此优化模型。数值结果表明稳态时刻1,3-丙二醇的浓度比已有结果有显著提高。     

粒子群算法的进化式实时优化方法

针对传统实时优化方法需要等待稳态以及模型更新和优化计算复杂等缺点,提出了一种进化式实时优化方法.该方法将模型更新与控制器设定点优化计算表达为一个多目标的进化过程,把扰动后等待稳态的过程划分为若干个“拟稳态”区间,并根据测量值进行连续的模型更新和优化计算.采用粒子群多目标优化算法对模型参数和操作参数进行统一编码和进化操作,详细给出了算法的实现步骤.经Williams-Otto反应器为对象进行了算法的仿真和分析,证明了该优化方法的有效性.     

面向恶意程序传播的异质WSNs稳态可用度评估

为预测异质传感网(HWSNs)的可用性能,提出一种面向恶意程序传播的HWSNs稳态可用度评估方法.在考虑异质传感节点实际状态基础上,增加状态D(死亡)扩展经典SIR传染病模型得到SIRD模型以描述节点因能量耗尽、物理损坏或恶意程序攻击导致功能丧失的情况.使用Markov链描述节点各状态之间的动态转换过程,分析得到状态转换矩阵和各状态变化的动力学方程.推理得到一个异质传感节点的稳态可用度计算公式,再依次推理得到星形和簇形HWSNs稳态可用度计算公式.实验分析了IDS检测率和误报率对异质传感节点稳态可用度的影响,验证了所提出方法的有效性.     

基于流量分布矩阵的吞吐量稳态分析及速率控制

本文以静态流量分布矩阵为业务模型,将端系统的各种限制都等效为传输容量的限制,分析了一类分布式应用在端系统存在瓶颈条件下的稳态吞吐量性能,分析了稳态吞吐量唯一性,公平性条件以及扩展性,并提出了一种速率控制方案。     

高流量呼吸湿化治疗仪的机理分析与数据建模

绝对湿度是高流量呼吸湿化治疗仪的重要控制参数,控制不当会影响治疗效果,建立准确稳态模型是控制绝对湿度的基础。通过对湿化仪的系统结构和工作原理进行研究,建立湿化仪稳态过程的机理模型。此模型具有多元、高阶次和非线性且缺少部分可测参数,难以实现模型的精确辨识。采用多元线性拟合方法,建立以湿化罐出气口温度为控制目标的稳态模型,仪器测试结果表明通过对湿化罐出气口温度进行控制,实现了对湿化罐出气口绝对湿度的间接控制,验证了数据模型的有效性和实用性。     

组合型幂指函数三稳态随机共振微弱信号检测

在强噪声背景下,针对微弱信号的检测和提取困难的问题,在经典的双稳态系统模型基础上,结合Gaussian Potential模型提出了一种新的组合型幂指函数的三稳态系统模型。首先,构造组合型幂指函数的三稳态系统模型,通过调节系统参数进行数值仿真,验证新型的三稳态系统模型能够产生随机共振现象;其次,以输出的平均信噪比（SNR）作为测度指标,结合人工鱼群智能算法进行相应参数寻优,使得组合型幂指函数的三稳态系统输出信噪比最大,从而达到随机共振现象。轴承故障诊断实验分析中,在输入信噪比为-25.8 dB条件下,分别通过双稳态系统和组合型幂指函数的三稳态系统得到的输出信噪比分别为-13.1 dB和-8.59 dB,说明组合型幂指函数三稳态系统性能优于双稳态系统性能。     

基于过程机理模型的连续精馏塔系稳态操作优化

基于数学机理模型和塔板操作水力学模型对精苯精馏连续塔系过程系统进行建模,同时建立塔系稳态过程优化模型,并利用改进遗传算法进行优化计算,以实现连续精馏塔系稳态操作优化,取得了良好的效果.     

Effective solution of certain problems of theory of schedulings of nets

Cybernetics and Systems Analysis -     

机车空调逆变电源设计

本文讨论的是机车空调逆变电源系统的设计与研究。该电源系统主要是由DC/DC的BOOST升压部分和DC/AC三相逆变部分两部分组成。DC/DC部分所得直流电压通过DC/AC部分逆变成三相交流电,供给空调机组工作。同时,为使电源系统能更可靠的运行,也设计了相应的故障检测、保护等辅助电路。     

制造型企业仓储物流管理的RFID应用——卷烟厂按垛出库及到货扫描系统初探

针对国家烟草管理的现状,有关主管部门在全国推行“行业卷烟生产经营决策管理系统工程”,利用条码等自动识别技术手段实时掌握全国的生产经营信息。但某卷烟厂此前的物流环节已经是“件烟成垛”运输,如何在尽可能保持原有企业管理体系的前提下,达到有关部门的数据统计要求,解决成垛卷烟的物流和信息流的交互与统一问题成为技改的核心。该项目成功的将条码识别与射频识别有机结合起来,为烟草行业信息化提供了生动的应用案例。     

变电站一次设备喷涂PRTV用量的分析

对国网宁夏电力检修公司宁安运维站近2年来一次设备喷涂PRTV用量的统计数据进行分析整理,得出各类一次设备按照标准要求喷涂PRTV时的用量估算值,并针对现存作业中存在的问题,提出相应解决方案。     

煤矿多功能物联网读写器的设计

介绍了物联网的概念和结构组成,分析了物联网在煤矿中的具体应用,详细介绍了一种具有煤矿特色的多功能物联网读写器的设计与实现。该读写器应用在物联网的感知层,能够进行物体识别和各类物理信号与环境参数的传送,为煤矿应用物联网提供了一个很好的感知层解决方案。     

机械臂绝对定位精度测量

提出了用激光跟踪仪标定机械臂的D-H参数、测量机械臂绝对位姿以及对机械臂的绝对定位精度进行分析的方法;用激光跟踪仪测量机械臂各个关节单独运动时得到的一系列离散点,就可确定机械臂各个关节的轴线,由此建立机械臂的D-H坐标系,并对D-H参数进行标定;然后,给出了由6D激光头位姿确定机械臂末端位姿的方法;最后,推出了由测量位姿值与命令位姿值相比较,得到机械臂绝对定位的位置和姿态偏差的方法;这些方法可以有效、迅速地完成对机械臂绝对定位精度的测量.