基于传热原理的热电偶测温误差模型及应用

应用传热学原理研究了热电偶静态测温误差和动态响应模型及减少测温误差的方法。热电偶测温误差是由热电偶与周围环境净热辐射引起,对流传热系数大小决定性地影响测温误差。带遮热套热电偶高速抽气时能有效减少测温误差,裸装和不抽气的热电偶不能直接应用于气体温度在线检测;动态响应过程误差还受时间常数0τ影响,30τ可视为动态响应结束时间。此研究结果不仅可用于裸偶信号校正、高精度温度信号获取及动态读数时间选取,也可为温度在线控制提供科学依据。     

单相正弦波逆变电源波形控制技术的研究

重复控制是改善非线性负载下单相正弦波逆变电源输出电压波形的一种有效手段,但控制动态响应慢。模糊自整定比例积分(PI)控制则可以加快系统响应速度。为了提高逆变电源的动、静态性能,提出了将模糊自整定PI控制与重复控制相结合的单相逆变电源变结构控制方案。误差大时,采用模糊自整定PI控制,误差小时,采用重复控制。分析了变结构控制系统的结构及系统的设计方法,并进行了仿真研究。仿真结果表明,变结构控制策略使系统具有输出波形好、动态响应快等优点。并且控制策略具有在线计算和计算量小的特点,是一种实用的数字控制方案。     

模糊PID在高精密球抛光机床压力控制中的应用

针对高精密球体抛光机床压力加载控制中,存在的加压精度低、抗干扰能力差等问题,提出了基于模糊PID控制策略的压力加载控制系统;分析了抛光机床的加压装置,并对机床整体控制系统进行设计;针对高精密抛光机床加压过程中存在的滞后性、非线性及时变性等特点,分析模糊PID控制器的设计过程及其软件实现;静态加载实验表明,运用模糊PID的控制系统可将静态加压误差控制在1％以内;同时,动态加工实验表明,动态误差可控制在4.2％以内;将模糊PID控制方法运用于高精密球体抛光压力控制中,提高了压力加载精度和稳定性,在实际加工中有较好的运用效果.     

基于PLC技术的分切机自动控制系统设计

分切机是凹版印刷加工中的最重要的工作流程之一。为提高分切机自动控制系统的响应性及稳定性,需要进行分切机自动控制系统设计。但是采用当前方法进行分切机自动控制系统设计时,难以掌控张力控制,存在精准度低、扩展性差的问题。为此,提出一种基于PLC技术的分切机自动控制系统设计方法。运用PLC技术设计出分切机自动控制系统,重点阐述了该系统的硬件构成以及软件的设计思路,介绍伺服驱动机构、回旋切割机构、变频器机构以及触摸屏等系统硬件机构的设定,并完成PLC外部MR-J2S的端子接线图,为使配备电位器旋钮以手动的控制方式来实现分切机的调速,本文采用三菱FR-E540-5.5K-CH型变频器。依据FROM和TO指令确定分切时各轴的扭矩,分析预浸窄带卷绕成形规律,给出分切机复卷轴静态动力方程,得以实现分切机复卷机构预浸窄带复卷的恒张力。实验证明,所提方法控制精确度高,可以为分切机自动控制系统的设计提供科学的依据。     

新型电涡流传感器的动态响应分析

对用于磁悬浮列车系统的新型电涡流传感器,分析了动态响应特性;提出了新的动态响应测试方法,对分析结果进行了实验验证,发现检波电路的时间常数过大是影响上限截止频率的原因;实验表明:改变检波电路参数又会造成信噪比减小和负载不匹配,采用超前校正方法改善传感器的动态特性,响应带宽和滞后相角都有了很大改善,满足了悬浮控制系统的要求。     

中速磨煤机动态矩阵控制的仿真研究

以某电厂中速磨煤机为例,依据现场测试数据,采用测试建模方法,给出了中速磨被控对象的数学模型。根据动态矩阵预测控制理论,建立了中速磨煤机动态矩阵控制算法,利用Matlab仿真语言,编制了中速磨煤机动态矩阵控制程序,研究了中速磨被控对象参数变化范围。研究了输出误差加权矩阵、控制量加权矩阵,预测时域长度、控制时域长度,阶跃响应截断时间对控制质量的影响;在所有参数均为最佳的条件下,与常规PID控制进行了对比分析。大量的仿真研究表明,中速磨煤机动态矩阵控制优越于常规的PID控制。     

智能建筑中央空调计算机控制系统控制算法的探讨

根据我国当前智能建筑中央空调计算机控制系统传统ＰＩＤ控制算法存在的问题，依据控制对象为一纯滞后大惯性环节的特点，提出引用达林算法，以期改善空调控制系统的动静态特性，并能达到节能的效果。     

二次定义负载压力和负载流量的电液比例位置控制系统的建模与仿真

采用对称比例阀控制非对称液压缸存在控制死区的问题,导致液压缸在跟踪连续动态信号时,存在较大的位置跟踪误差。本文在二次定义负载压力与负载流量的基础上,建立对称比例阀控非对称液压缸位置控制系统的数学模型,通过对电液伺服系统的分析,提出了适合解决死区问题的控制方法。该方法可有效修正跟踪正弦连续信号时位置误差较大的问题,并借助AMESim对模型进行验证,仿真表明在低频段的动态响应比较理想。同时分析了影响液压缸动态特性的主要参数。     

基于灰色PID的风电场闭环有功控制

受参数与工况差异影响,风电场多机组间响应特性存在差异,难以同时完成功率参考值给定,降低了控制系统的稳态精度和动态特性。对于风电场控制系统中的灰色不明确部分,以灰色理论为基础,以风电场闭环最优动态响应为目标,加入灰色PID控制算法,创建变桨风电机组的灰色模型,并施以预测补偿。仿真实验及研究表明,使用灰色PID控制能准确跟踪功率变化,响应快,误差小,明显提高系统性能和控制效果。     

热电偶动态响应的带外部输入自回归模型

热电偶测量动态温度受到热电偶自身动态特性的制约和影响。为了评价热电偶的动态特性,建立了一种双气流环境下的热电偶动态响应实验系统,测量热电偶在两种不同温度气流交替激励下的响应。由于激励温度本身也存在测量误差,当用回归方法分析热电偶响应过程时,响应过程构成了一种变量带误差问题。为了获得热电偶动态响应的无偏估计,建立了热电偶动态响应的状态空间方程,用随机扰动与确定性模型结合的方式描述热电偶动态响应过程,采用一种带外部输入自回归模型对响应过程进行辨识。以一种工业中常用的露端式镍铬镍硅热电偶为对象,给出了一个算例。实验和计算结果表明,带外部输入自回归模型适用于双气流环境下热电偶动态响应能力的评价。     

加热炉网络控制系统的最少拍响应控制策略

研究加热炉网络控制系统的最少拍响应控制策略。推导了加热炉网络控制系统的频域和离散型状态方程的数学模型,并采用时间戳神经网络,对不确定、时变的网络信息传输延时进行预测。重点研究了具有最少拍响应的数字控制器设计方法,导出了数字控制器控制算法。仿真结果表明,提出的控制算法实现了加热炉精确的温度控制,无稳态偏差,并具有良好的动、静态特性。     

基于双核变频注塑机控制优化方法研究

针对传统的注塑机采用单核变频控制技术,很难处理相同时域内的多个变频控制信号,造成SPWM波形的质量不高,注塑机控制精度效果不好的问题,提出了一种基于ARM+DSP双核变频技术的注塑机节能控制方法,使得变频系统能够同时处理时域内多个变频控制信号;运用离线计算且带误差补偿的不对称规则算法,改善载波比N较小情况下SPWM波形的质量;实验结果表明,在不改变变频器主电路及结构的情况下,双核控制的硬件结构及离线计算的软件设计,显著提高了变频器功能扩展的自由度和变频器的控制性能,为注塑机节能改造提供了一种切实可行的方案。     

动态系统"类等效"模型测辩及多可调参数的Padé模型降阶

本文提出了一种时域和频域测辨相结合的线性定常系统测辨新方法.当高阶系统传递函 数已知时,它就是具有多可调参数的Padé逼近.此法由测辨高阶系统前n阶时间矩和测辨 描述系统主要动态性能的一些典型频率响应数据,确定动态系统"类等效"简化模型的参数. 此外,"外推函数"的使用有效地提高了时矩测辨的精度.实例表明,本方法简易、精确和灵活, 适于工程建模,便于工程设计.     

蛇管与夹套冷却CSTR温度双重控制

连续搅拌釜式化学反应器(CSTR)是重要的化工设备。对蛇管与夹套双冷却CSTR单回路温度控制方案只利用一种操纵变量,无法兼顾动态性能与静态性能的不足进行了深入分析后,提出了CSTR温度双重控制系统方案。通过双重系统的协调控制,在温度出现偏差时由蛇管冷却器快速消除温度偏差,使温度迅速返回设定值;然后由冷却效率高的夹套冷却器逐步取代蛇管冷却器所承担的冷却负荷变化——即在动态过程,由动态性能好的操作变量(蛇管冷却器)进行控制,过渡过程短,动态偏差小;在平稳生产过程,CSTR冷却负荷主要由静态性能好的操作变量(夹套冷却器)承担,冷却效率高,冷却水用量少。CSTR温度双重控制充分发挥了CSTR蛇管与夹套冷却器各自的优势,使CSTR温度控制的动态性能与静态性能都达到较为理想水平。最后,通过半实物仿真实验验证了CSTR温度双重控制在动态性能和节能降耗二方面的优越性。该双重控制方案可应用于具有类似结构特征的其他生产系统。     

考虑转台定位误差时的快速自对准方法研究

捷联惯导初始对准精度直接影响到惯导系统的工作精度,传统自对准方法对转台定位精度要求较高,转台存在定位误差时严重影响自对准精度。提出了一种考虑转台定位误差条件下的捷联惯导快速两位置自对准方法,根据对准位置与旋转过程中的惯导相邻时刻输出信息小幅慢变的特点,通过引入中间坐标系,实现实际旋转角度的精确跟踪和导航误差实时更新计算,辨识出初始姿态角误差,并根据对准精度要求对辨识结果迭代修正,从而实现动态条件下的高精度寻北。对该算法在静、动态环境下的寻北性能进行了实验验证,实验结果表明:静态环境下寻北精度的1倍标准差为18.3248″,动态环境下寻北精度的1倍标准差为32.633 07″,对准精度与计算速度均满足要求,能够有效克服转台定位误差对自对准精度的影响,具有一定的工程应用价值。     

多旋翼无人机磁罗盘校准方法

为提高多旋翼无人机航向角解算精度,研究磁罗盘校准和罗差补偿方法。通过详细分析罗差产生原因,并结合多旋翼应用,将磁罗盘干扰划分为机体坐标系静态干扰、机体坐标系动态干扰、导航坐标系静态干扰、导航坐标系动态干扰四大类。针对机体坐标系动态干扰,结合多旋翼应用背景,研究干扰的离线测量与在线补偿方法;针对机体坐标系静态干扰,提出一种飞行过程中实时校准方法;针对导航坐标系静态干扰,创新性采用GNSS模块的速度方向信息修正罗差;导航坐标系动态干扰为原理性误差,这里暂不讨论。结果表明：研究内容可有效补偿机体坐标系动态与静态干扰,以及导航坐标系静态干扰对磁罗盘和航向角解算精度的影响,有助于改善无人机的飞行性能。     

一种基于生物智能控制的静止无功补偿器控制系统

针对传统PID控制在动态调节过程中存在快速性和平稳性矛盾的问题,提出了一种基于生物智能控制的静止无功补偿器控制系统的设计方法。生物智能控制器基于睾丸素分泌调节原理,其一级控制单元和二级控制单元采用比例控制和传统PID控制设计,一级控制单元根据控制偏差的大小动态调整二级控制单元的给定值输入,从而可迅速、稳定地消除控制偏差。仿真结果表明,基于生物智能控制的静止无功补偿器控制系统具有响应速度快、超调量小、动态和静态稳定性能好等优点。     

激光限界检测系统的设计与实现

介绍了一套基于激光测距传感器和AVR单片机ATmega128的智能化激光限界检测系统的硬件设计方案,并对数据采集、存储电路和旋转扫描机构作出了详细描述,给出了系统主要软件设计流程图.通过对样机的测试实验以及误差分析,结果表明本检测系统能对限界进行精确测量,系统静态误差和随机误差均小于5mm.并且还具有系统运行稳定、测量时间短、存储容量大、人机交互性好、性价比高等特点.     

基于Fuzzy-PI双模控制的控制系统

叙述了孵化装置中有关温度与湿度的控制方法。为了提高控制精度、改善系统的动态、稳态性能,引入了基于Fuzzy-PI双模控制方法,并利用Matlab进行仿真。通过仿真和实际运行表明,采用了Fuzzy-PI双模控制以后,加快了动态响应,提高了控制精度,有效地降低了超调量,孵化率达到了规定的技术指标。对于实际中存在的非线性、大滞后、大惯性、难以建立数学模型的系统,采用该控制方法,不失为一种好的策略。