基于前馈补偿的效率优化异步电机直接转矩控制

针对异步电机在轻载和高速运行时效率低的问题,提出了一种异步电机直接转矩控制技术的效率优化算法。建立了基于定子磁场定向下旋转坐标系的电机损耗模型,分析了电机损耗与转矩、转速与定子磁链的关系,从而导出稳态时最优的定子磁链幅值,实现电机在不同工况下以最优效率运行。为解决最优磁链计算模块引入后电机控制系统动态响应慢的问题,将伺服电机控制中常用的前馈补偿与速度外环PI调节器相结合,来提高效率优化算法引入后系统的动态性能。     

基于稳态模型异步电机的效率优化控制策略

从感应异步电机动态模型出发,推出其稳态模型。在此基础上推导出效率最优控制磁链给定方程,并构造了可实现效率最优控制的控制模型。     

电动汽车增程器燃油效率优化控制

随着向现代国家转型的初步成功,我国已经走出了以集约式经济增长方式为主的新型发展道路。在集约式经济增长方式牵引之下,汽车行业加快了增程式电动汽车(E-REV)的研发创新及推广应用。目前我国汽车行业进入到了高质量发展阶段,由于增程器在增程式电动汽车中发挥着巨大作用,因而有必要进一步提高增程器燃油效率。本文以此为出发点,概述了电动汽车增程器及其燃油问题,分别从增程器系统发电功率与燃油消耗预测模型及实验分析两大层面对其优化控制策略进行了具体讨论。     

基于负载效率的异步电机工作区间研究

从液压泵的无因次效率特性曲线入手,结合液压泵本身的转速范围及功率曲线得出轴向柱塞定量泵的工作点区间。再根据异步电机与液压泵的功率匹配特性推导出异步电机的工作区间,进而划分出异步电机的三个特殊工作点:怠速工作点、正常工作点和超载工作点。最后通过在Simulink搭建的基于直接转矩控制的异步电机控制系统仿真模型对异步电机的三个特殊工作点进行仿真,仿真结果表明:异步电机在直接转矩控制系统控制下能够准确快速到达这三个工作点并平稳运行。     

考虑不确定性的车身在线装配精度的优化控制研究

近年来机器视觉、机器人等技术在在线装配质量控制中快速发展,对实时、准确且能考虑工艺不确定性的装配偏差控制模型的需求愈发强烈,并且如何基于所构建的模型,结合在线测量零部件检测结果,实现装配工艺参数的在线优化控制是亟待解决的工程问题。针对此问题这里提出了基于随机Kriging代理模型的在线装配工艺的优化控制方法—基于实测、仿真等历史数据构建随机Kriging模型。然后,在该模型基础上,结合装配零部件的在线测量数据对装配工艺参数进行实时的前馈优化控制。最后通过某车型后车门装配案例,对不同模型的预测精度进行对比,分析随机Kriging模型的预测精度,并对车门装配工艺进行在线优化控制,验证了这里提出方法的有效性,为车身不确定装配条件下的在线工艺控制提供理论依据。     

异步电机效率和动态响应最优的组合控制

矢量控制技术可以使异步电机获得良好的动态性能,当电机在稳态运行时,希望得到较高的效率以实现能源的节约。本文提出了既能得到最优运行效率,又具有高性能的动态相应的异步电机传动系统,在电机轻载稳定运行时利用模糊控制方法实现效率最优控制;在任何暂态情况下退出效率寻优控制,恢复到额定磁通运行从而获得最优的动态响应。在理论分析的基础上建立调速系统的模型并进行仿真分析,证明该控制方法的正确性。     

基于模型的裂解炉在线优化控制

乙烯裂解炉是乙烯生产的核心装置,能否平稳操作不仅直接影响到乙烯生产的产量和质量,而且会对下游化工产品的生产过程产生重大影响。因此,乙烯裂解炉的操作优化研究至关重要。随着计算机技术的发展,基于数据的智能模型研究逐渐成为乙烯裂解炉建模优化的重要方法,使乙烯裂解炉运行更加安全,操作更加平稳,裂解产物的收率得到提高。     

考虑CVT效率的无级变速车辆最佳经济性控制

传统的无级变速传动系统最佳经济性控制策略只考虑使发动机工作在其效率最高的工作点,并没有考虑无级变速器(Continuously variable transmission,CVT)效率对系统燃油消耗量的影响,而实际上无级变速器效率随其工况的变化在70%到95%之间变化,对系统燃油消耗量的影响是不可忽略的。在分析系统燃油消耗量与发动机效率和无级变速器效率之间关系的基础上,提出综合考虑发动机与无级变速器效率的最佳经济性控制策略,设计算法,以系统效率最高为优化目标,对各需求功率和车速下下发动机与无级变速器联合高效工作的目标转速和转矩进行计算。建立系统仿真模型,对优化前后的控制规律进行仿真对比分析,并在定车速工况下对优化前后的控制规律进行了对比试验。仿真及试验结果表明,综合考虑发动机与无级变速器效率的最佳经济性控制可以实现节油2%左右。     

考虑横摆稳定性的无人车轨迹跟踪控制优化研究

横摆稳定性和轨迹跟踪性能对无人车至关重要。为此,提出一种基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器,将考虑瞬时极限性能的稳定性判据添加到控制器约束中,并且利用性能驱动的方式对控制器的参数进行优化。首先根据车辆3自由度动力学模型建立横摆角速度-质心侧偏角相平面,分析前轮转角对相平面平衡点的影响,通过建立相平面的等倾几何曲线,分析车辆的稳定性特征,设计出基于包络线的横摆稳定性判据。然后将模型预测控制器的代价函数参数化,根据性能目标设计特定场景的全局代价作为评价函数,利用贝叶斯优化进行预测时域和代价函数权重两类参数的优化,实现目标任务全局性能最优。仿真和实车试验表明,所提算法在保证车辆稳定的前提下,发挥了车辆的动力学极限,采用的贝叶斯优化方法对轨迹跟踪模型预测控制器的参数进行了优化,实现了轨迹跟踪性能的提高。     

基于CVT效率的动力性控制策略优化算法

传统的无级变速器(Continuously Variable Transmission,CVT)动力性控制策略以最大发动机功率为控制目标。由于CVT效率在不同负载下变化较大,故控制发动机功率最大并不能保证此时的整车驱动功率也达到最大。为此,设计了矩阵优化算法,以最大整车驱动功率为目标,计算得到各踏板开度及车速下的CVT动力性速比。利用GT-drive软件建立整车模型,对优化前后的控制策略进行仿真对比分析。结果表明,优化后的控制策略使汽车在各个踏板开度下,整车驱动功率和最高车速都有不同程度的提升。     

考虑分布参数不确定的换热器封头结构优化研究

针对换热器封头的性能设计问题,对封头结构变量不确定性分析、Kriging近似模型构建、结构变量优化设计等方面进行了研究,提出了一种考虑分布参数不确定的换热器封头结构优化设计方法。基于对封头结构变量的不确定性来源的分析,建立了结构变量及其分布参数不确定性的表达函数;基于预测区间准则和遗传算法,构建了封头结构变量与流动不均匀度的自适应Kriging近似模型;建立了换热器封头结构优化设计函数,在Isight中实现了以流动不均匀度最低为目标的封头结构变量优化设计,获取了最佳封头结构尺寸。研究结果表明:优化后的封头结构的内部流动更均匀,降低了出口速度的不均匀度,提高了换热效率。     

考虑润滑油齿面摩擦特性的齿轮啮合效率计算及优化分析

建立考虑润滑油对齿面摩擦特性影响的啮合效率计算数学模型,分析了温度和压力对齿轮啮合效率的影响规律,并提出啮合效率优化方案。结果表明,温度升高时,润滑油黏度下降,使得滑动摩擦损失增加,导致齿轮的啮合效率降低;当压力增大时,润滑油黏度会升高,使得滑动摩擦损失降低,导致齿轮的啮合效率增大;在高温和低压情况下,为保证齿轮的啮合效率,可以降低法向模数和齿顶高系数,提高法向压力角和螺旋角,合理搭配齿轮参数,选择满足啮合效率的润滑油。     

基于效率优化的混合动力再生制动控制策略

以CVT混合动力轿车为研究对象,根据镍氢电池组和ISG电机性能试验结果,建立了电机/电池联合效率模型,获取了电机/电池联合最佳效率曲线,提出了实现CVT与ISG电机和镍氢电池组最佳匹配和系统效率优化的再生制动控制策略。仿真结果表明：所提出的再生制动控制策略,在保证整车制动安全的条件下,能实现ISG电机/电池高效工作,可进一步提高制动能量回收率。     

酶发酵过程优化控制研究

本文应用模糊集理论，提出了酶发酵过程的模糊优化控制方案。针对该发酵过程经验性强且无定量描述数学模型的特点；采用模糊聚类方法对发酵过程进行微生物菌体生长阶段的在线划分；利用优化试验找出主要控制因素的最佳时间序列结构，建立了重要控制因素ＰＨ值的模糊模型，对通氨最佳时机和通氨量实现模糊智能控制。     

基于遗传算法的模型辨识及不对称优化自校正PID控制

对模型类型已知,但参数变化的对象,提出一种改进的遗传算法来在线辨识模型的参数,用不对称优化法在线调整的ＰＩＤ控制器的参数,实现ＰＩＤ自校正控制。算法根据系统跟踪误差改变辨识精度,从而大大减少了辨识计算量;用保留收敛值二次取种的方法来预测遗传算法的早收敛问题,提高了搜索的精度与速度,防止辨识时出现死循环。仿真表明,该控制器对于变参数对象可获得满意的控制效果。     

企业综合自动化中的核心技术——在线优化与先进控制

一 在递阶控制体系中的在线优化与预测控制 图1展示了在线优化与预测控制在当前过程工业应用中的基本框架。在顶部这一层借助于稳态优化方法来确定设定值。稳态优化能在不同级别上实施，流程级的战略设定值是一天执行一次，更细微的最优化在操作单元级实施，它是每小时执行一次。这种最优化是基于经济目标的，通常是不考虑装置的动态特性。次低层是传统的局部控制器，分别控制压力、流量、温度等工艺变量。最低层是各种执行器。     

倾角约束下的机器人喷涂效率优化方法研究

喷涂机器人在对工件进行喷涂加工时,常常会受到工作空间和障碍物干涉的限制,导致喷枪无法保持垂直于工件表面的姿态进行喷涂,因此建立了一种以描述喷枪姿态的RPY角为变量的倾角喷涂模型,并提出了涂层厚度约束条件下以喷涂效率为目标的喷涂轨迹优化方法.首先,用种子曲线法生成待加工面上的喷涂轨迹,以涂层厚度均匀性为优化目标,对喷涂轨...     

无缝钢管生产的多规则调度仿真优化研究

无缝钢管生产由热加工与冷加工组成,热加工有很强的连续性,而冷加工过程具有可重入现象,单一规则或局部规则调度很难解决此类问题。提出多规则组合仿真优化方法,从无缝钢管的生产特点入手,寻找到关键决策点,在Arena仿真环境下设计调度规则模块库和系统参数水平集合;采用柔性化仿真建模技术,将仿真模型分为功能模块、控制模块,构建无缝钢管生产系统的仿真模型;以平均生产周期为目标,利用TS算法优化无缝钢管生产系统的调度规则组合及相关参数水平,实例证明方法有效.