节能与新能源汽车重大项目研发

经过多年建设,吉林大学混合动力汽车课题组已具备了较先进的混合动力汽车研发条件,形成了以混合动力汽车仿真计算平台、混合动力汽车多能源动力总成控制器软硬件开发平台及混合动力汽车多能源动力总成控制器试验台（中图）为主的研发机构。     

汽车电动助力转向控制系统的研究与开发

本设计主要是通过对国外汽车助力转向系统的调研分析和汽车转向工况对助力转向系统的要求,先确定控制系统的控制算法,根据判断传感器采集的信号,使电动机适时助力。再利用Freescale的MC9S12DG128控制芯片与ST的驱动芯片TD340相结合,实现驱动电路。最后完成一套轿车电动助力转向系统能够为方向盘提供实时的助力。     

气动伺服系统控制策略研究平台

介绍一种基于MATLAB的气动伺服系统控制策略研究平台，它充分利用了MATLAB软件包中的各种资源，又将理论分析，仿真与实时控制有机地结合，可以将仿真算法自动转换成可执行代码进行实时控制并能实时调整控制器的参数，使得进行控制策略研究的效率大大提高，同时对于提高开发控制器类产品的效率也具有重要意义。     

基于电磁检测方法的智能寻迹车设计

利用飞思卡尔公司的MC9S12XS128单片机,以模型汽车作为平台,通过自动识别道路中心位置处由通有交变电流的导线所产生的电磁场道路检测,设计制作一种能实现自动寻迹的智能车的控制系统。在设计中,通过对道路中心导线磁场对传感器的作用建立模型,采用逐次逼近的方法实现智能车转弯控制,降低对模型精确度的要求,更好的满足智能车的容错能力。     

并联混合动力汽车复合电源控制策略的研究

通过对复合电源在混合动力汽车(HEV)中应用的研究,设计了针对某款并联式混合动力汽车的复合电源结构,并对其效率特性进行了分析,提出了复合电源的功率分配控制策略以及电池给超级电容充电策略,基于MATALAB/Simulink,建立了复合能量存储系统模型,并嵌入ADVISOR软件中,在城市道路循环UDDS工况下进行了仿真研究。仿真结果表明,通过采用该复合电源控制策略,可以充分发挥超级电容和蓄电池各自的优点,改善整车储能系统的存储效率,提高制动能量的回收效率。     

智能搬运机器人设计与制作

本设计是一台能够应用于石油行业,代替放射性测井工作人员搬运、安放放射性物质的智能搬运机器人。机器人采用飞思卡尔半导体公司16位单片机MC9S12DG128B作为控制核心,嵌入μC／os—Ⅱ实时操作系统,融合了传感器技术实时监测现场温度湿度,图像等信息,机器人采用越野性能优越的履带式结构,速度控制应用PD控制,并配有液晶显示屏LCD1602显示运行状态及参数,通过标准RS232无线通讯可远程连接Pc上位机软件,通过操作控制器遥控机器人,控制距离可达300米。     

多电机同步传动控制器设计分析

近年来随着传动系统的迅速发展,多电机传动已被越来越广泛地应用于各种领域,为了提高多电机传动系统的性能,以及满足一些特定系统对于多电机精确同步的要求,多电机同步控制的研究越来越受到人们的关注。本文介绍多电机同步传动的数字控制系统,提出了一种低成本的基于16位微控制器的多电机同步传动控制器设计,其核心控制算法采用数字PID运算。系统应用MC9S12DG128B和VNH3SP30芯片,结合可靠的伺服控制策略,实现了速度同步和位移同步,简化了系统的外围设备,降低了系统的功耗,提高了系统的准确性和实时性。     

基于模型设计方法的混合磁悬浮平台的控制设计及实现

基于模型的设计方法,利用Matlab/Simulink对磁悬浮系统进行浮点数字PID控制仿真,并结合定点控制器DSP2812,实现系统控制的快速构建,达到系统模型及控制设计、系统仿真和硬件实现的无缝集成,从而加速控制系统的快速开发.首先,在Matlab/Simulink环境中建立系统控制模型,并利用其自带的定点工具箱对数字控制器进行定点化处理,建立可以移植的带有数字平均滤波的Simulink代码模型.再通过RTDX功能进行算法的调试与验证,并进行代码模型的优化.最终自动生成可靠的C代码到控制器来实现对混合磁悬浮平台的控制,实现在模型仿真和系统实施的集成和统一.并由实物进行了验证．     

并联式混合动力电动汽车多模式能量管理策略与D2P实时仿真

针对并联式混合动力电动汽车的能量控制问题进行了研究,提出了一种多模式能量管理策略.建立了整车模型,以负载力矩、电池荷电状态(SOC)和车速作为控制依据设计了多个工作模式间的切换逻辑,将模式切换状态作为控制变量引入到力矩分配算法中,实现了多工况下对发动机与电机的优化控制.结合US06、UDDS和EUDC等工况进行了Simulink系统仿真,结果表明所提出的能量管理策略较传统功率跟随策略相比可以提高燃油经济性约1.91％,且对于不同的工况具有良好的普遍适用性;基于D2P系统构建了硬件在环仿真平台,采用真实的驾驶员输入设备和控制器进行实时仿真,进一步表明所提出的能量管理策略合理有效且算法具有良好的实时性.     

跨临界CO_2热泵系统最优排气压力的极值搜索控制

ESC控制策略可以自动搜索性能指标最佳时系统所对应未知的或缓慢变化的系统输入,实际为一种基于梯度信号调制解调的动态搜索方法。本文针对空气源跨临界CO_2热泵热水器系统,选取压缩机排气压力设定值作为ESC控制器的输入,采用COP作为系统性能的输出指标,即极值搜索控制的反馈信号。通过搭建空气源跨临界CO_2热泵热水器的动态模型仿真平台,针对恒定工况,变环境温度条件和实时温度条件分别进行了模拟仿真。仿真结果表明,ESC可以搜索恒定或者系统边界变化时最佳的系统输入值,ESC控制的最优排气压力稳态误差在1.0%以内,与基于模型的控制结果相比,最优排气压力的控制偏差也在5%以内,验证了ESC控制策略的可行性和准确性。     

基于以太网精装联动线控制系统的研究

在深入分析精装联动线生产工艺要求的基础上,设计了一套基于以太网精装联线自动控制系统。该系统采用台达的DVPEN以太网模块、DVP28SV PLC以及DVP10MC多轴运动控制器。阐述了DVPEN以太网模块与DVP10MC运动控制器的工作特点,并分析了以太网在系统中的应用。实践表明,该系统结构设计合理,减少了系统的开发时间,同时操作便利。     

A single scatter electron Monte Carlo approach for simulating gamma-ray stopping efficiencies of Geiger-Müller counters

In spite of their relatively poor gamma-ray stopping efficiencies, the Geiger-Müller (GM) counter is still preferred in many radioisotope gauges for industrial measurements. This is because these detectors exhibit a high degree of robustness in harsh environments, are relatively insensitive to temperature changes in the environment, and are inexpensive compared to other types of radiation detectors. These properties could make the use of GM counters very feasible in a number of industrial applications, such as gamma-ray tomography and gamma-ray density gauges, provided that their gamma-ray stopping efficiencies can be improved. The Monte Carlo (MC) method is a powerful computational physics tool that is utilized very often in the design of radiation detectors and radioisotope gauges. In this work a MC model for GM counters that is benchmarked with experiments at the primary photon energy of 59.5 keV is proposed. This is a specific purpose MC simulation code that, as opposed to publicly available general purpose MC codes, employs single scatter (or microscopic) electron transport and is currently under development. In this paper, the MC code is described in detail and the results of the specific purpose MC code are benchmarked with experiments and two general purpose MC codes, MCNP5 and PENELOPE. It was observed that the specific purpose MC code improved the reduced chi-square value when compared to MCNP5 and PENELOPE.     

Neural Network and Fuzzy Control Based 11-Level Cascaded Inverter Operation

This paper presents a combined control and modulation technique to enhance the power quality (PQ) and power reliability (PR) of a hybrid energy system (HES) through a single-phase 11-level cascaded H-bridge inverter (11-CHBI). The controller and inverter specifically regulate the HES and meet the load demand. To track optimum power, a Modified Perturb and Observe (MP&O) technique is used for HES. Ultra-capacitor (UCAP) based energy storage device and a novel current control strategy are proposed to provide additional active power support during both voltage sag and swell conditions. For an improved PQ and PR, a two-way current control strategy such as the main controller (MC) and auxiliary controller (AC) is suggested for the 11-CHBI operation. MC is used to regulate the active current component through the fuzzy controller (FC), and AC is used to regulate the dc-link voltage of CHBI through a neural network-based PI controller (ANN-PI). By tracking the reference signals from MC and AC, a novel hybrid pulse width modulation (HPWM) technique is proposed for the 11-CHBI operation. To justify and analyze the MATLAB/Simulink software-based designed model, the robust controller performance is tested through numerous steady-state and dynamic state case studies.     

基于虚拟仪器技术的多轴运动监控平台的开发

采用“PC 机+运动控制器+伺服电机”的设计方案,设计开发了基于LabVIEW 的多轴运动监控平台,并在LabVIEW 中通过ActiveX 技术开发了平台控制界面和监测程序。所开发的平台具有较高的控制性能,且开发周期短,易操作。     

Monte Carlo simulation of symmetric and asymmetric double-gate MOSFETs using Bohm-based quantum correction

In light of increasing interest in the development of double gate (DG) CMOS technology that extends the device scaling limit, the relative merit of symmetric versus asymmetry DG-MOSFETs is studied using the quantum corrected Monte Carlo (MC) method. A recently developed Bohm-based quantum correction model is applied to the MC simulation of DG-MOSFETs. The drain current is first studied as the thickness of the silicon layer is scaled. Then results of the charge density and potential for asymmetric and symmetric devices under the same bias conditions are compared. Also analyzed is how the drain induced barrier lowering is affected by the channel length.     

基于TSL256x的助航灯光监控系统设计

针对目前机场助航灯检测系统存在的耗时、耗力等问题,设计了一种基于TSL256x光强传感器以及单片机控制器的监控系统.该监控系统以单片机为主控制器,利用TSL256x测量光照强度并将其转换成数字信号,输入单片机进行数据分析处理,进一步对助航灯的开关进行控制,实现了助航灯自动监控系统.研究认为,该系统能够对整个机场的助航灯进行自动监控.     

机载光电陀螺稳定平台的伪微分反馈控制

为了克服外部干扰对机载光电陀螺稳定平台的影响,实现高稳定精度和隔离度,采用基于伪微分反馈的控制技术对系统的控制性能进行了研究.首先,介绍了伪微分反馈控制技术的基本结构,并对其进行了简化.从理论上分析了简化的伪微分反馈控制技术在控制结构和控制性能上较经典PI控制的优势;然后,提出采用试凑法对伪微分反馈控制器进行参数整定的整定策略;最后,以某型号机载光电陀螺稳定平台为研究对象,对伪微分反馈控制器和PI控制器在抗力矩扰动、隔离载机角速率扰动和控制对象模型摄动等方面进行了仿真对比实验.实验结果表明,在相同的闭环带宽情况下,采用简化的伪微分反馈控制器的机载光电陀螺稳定平台的阶跃响应具有更小的超调,更短的上升和调节时间.在陀螺噪声存在的情况下,该控制器能够有效地抑制力矩和载机的姿态扰动对系统性能的影响;并且对被控对象的模型摄动具有较强的鲁棒性.