基于BP参数自整定的输出增量反馈预测控制

输出增量反馈广义预测控制是一种能有效抑制超调的预测控制,其控制输出的效果与参数选取合适与否有很大的关系。针对人工选参数困难,工作量大这一问题,采用BP神经网络对最大输出增量和输出柔化系数进行在线调整,提出一种基于BP参数自整定的输出增量反馈预测控制。仿真结果表明,该控制算法实现参数自整定,控制效果好。     

隔震桥梁地震反应的最优主动控制力特性研究

采用经典二次型LQR主动控制算法,研究隔震桥梁支座处主动控制装置的控制力特性.研究表明:主动控制力主要表现为阻尼力;当采用适当的状态反馈控制向量及控制权矩阵时,主动控制力与支座的速度基本接近线性关系.在此基础上,提出了基于主动控制算法的隔震桥梁最优被动粘滞阻尼器设计方法.被动粘滞阻尼器的最优阻尼系数既可以由LQR的控制增益直接得到,也可以通过线性拟合在实际地震波作用下的主动控制力与速度的关系曲线得到,且二者的结果极为接近.进一步的仿真分析结果表明,优化的被动粘滞阻尼器完全可以达到主动控制的减震效果.     

基于数据建模和参数压缩的连续干燥过程温湿度预测控制

为精确控制干燥物料的含水率和干燥温度,提出基于数据建模和参数压缩的连续干燥过程温湿度预测控制算法。首先通过子空间辨识法建立连续干燥过程的子空间模型组,然后采用控制增量状态空间预测模型和阶梯式策略,描述具有约束的模型预测控制(MPC)的优化控制问题。在此基础上,将原二次规划问题的优化变量进行合理排序,再采用原始障碍内点法在线优化计算控制增量值,提高预测控制器的在线计算效率。最后通过对比仿真实验验证本文算法的有效性和优越性。     

悬索驱动并联机器人的非线性PD控制研究

基于悬链线方程建立了大跨度悬索的索力与索端位移和索长之间的增量关系,同时推导出机器人末端执行器的位移偏差与悬索作用力增量之间的关系,据此构造出系统的动力学方程。采用李雅普诺夫法先对末端执行器上的合力设计反馈控制器,然后结合系统的动力学方程,构造出以索长调整量为控制输入时的非线性PD控制器。数值算例证明了控制算法的有效性。     

TIOC半主动控制算法在相邻结构地震响应控制上的应用

在相邻结构间连接磁流变（MR）阻尼器可以有效减小两边建筑物的地震响应,同时也能通过控制建筑物之间的相对位移来防止碰撞。本文将基于信赖域的瞬时最优半主动控制算法（TIOC）应用于MR阻尼器连接的相邻结构振动控制问题中,首先由相邻结构动力方程出发建立了半主动控制问题的最优化方程组,进而得到TIOC半主动控制算法相应的带有限界约束的最小值问题在每个时间步求解TIOC最优半主动控制力。最后通过一安装有MR阻尼器的相邻建筑物的数值仿真分析对算法进行了验证。结果表明：TIOC半主动控制算法可以有效减小结构的地震响应;与Clipped-optimal控制算法相比在多阻尼器工况可以更好地控制相邻结构之间的相对位移;TIOC控制算法具有很好的适应性,可以通过改变算法中的控制目标函数使相应的控制效果发生明显改变,因此在实际应用中应该谨慎选取目标函数。     

计量供热系统热网的自动控制

计量供热采暖系统是通过对流量的调节实现对室温的控制,从而达到节能.在对流量调节中系统流量的变化可能使得某些用户的流量达不到要求,无法实现室温控制.本文针对这个问题采用定压力控制和定压差控制两种方法对热网进行了自动控制设计,以满足用户所需资用压头,即保证任何时候都有足够流量,以便调节.     

虚拟人自适应行为的多Agent协调控制算法

提出了基于Multi-Agent的虚拟人自适应行为控制算法.算法定义了模糊多目标人体舒适度评估模型,设计了行为协调的控制机制,将行为规划问题转化为分阶段的最优化问题.由于良好的工作姿态是人在生理上多方面利益互相妥协的结果,所以纳什均衡理论被用于控制姿态优化,使得虚拟人各方面的舒适度能够达到纳什均衡下的帕雷托最优.本算法可以支持连续的行为仿真,协助完成产品的人机工程分析.     

基于增量耦合预测控制的风电叶片打磨机械臂末端颤振抑制研究

针对风电叶片打磨过程中,末端执行器与叶片表面发生刚性接触而引起末端执行器切向颤振问题,提出一种基于力反馈与加速度前馈复合结构的末端执行器增量耦合预测控制方法。在末端执行器柔性驱动单元数学建模的基础上,基于增量耦合动态矩阵预测控制算法对复合PID控制策略进行改进,将不可控但可预知输入加速度作为磨削轴向力预测序列的一部分。同时,在有限时域内采用二次型性能指标最小化的方式对控制目标进行滚动优化,以确保末端执行器与风电叶片表面柔顺接触。仿真及实验结果表明,此方法可以快速地实现末端执行器的切向颤振抑制,并能最大限度地减小因控制时滞、环境时变、模型失配等带来的误差。     

高速车辆横向减振器模糊天棚半主动控制研究

为了研究减少高速列车运行中车体横向振动,利用ADAMS/Rail与Matlab建立了联合仿真高速列车车辆动力学模型,并利用开关型天棚控制算法和连续型天棚控制算法对高速列车车辆横向减振器进行了半主动控制仿真研究.结果表明：开关型天棚控制算法简单实用,但控制效果逊于连续型天棚控制算法,还有可能发生颤振;连续型天棚控制算法控制效果好,但对系统的实时性和减振器结构的要求较高.针对这2种控制器的优缺点,同样基于上述模型,结合模糊理论和天棚速度阻尼控制,开发了一种新的控制方法,经研究表明,该控制方法具有很好的控制效果,并能弥补上述2种方法的不足.     

基于信赖域方法的MR阻尼器瞬时最优半主动控制实验研究

通过对一个悬臂梁的磁流变(MR)阻尼器控制试验研究了一种基于信赖域方法的MR阻尼器瞬时最优半主动控制算法.该控制算法不以主动最优控制力为目标出力,而是从MR阻尼器的性能出发,提出了MR阻尼器瞬时最优半主动控制的指标函数;同时将下一时刻阻尼器的可能出力范围作为半主动控制问题的限界约束条件,应用精细积分法将MR阻尼器半主动控制问题转化为一组带有限界约束的最小值优化问题;最后采用信赖域方法在限界约束内求解得到半主动最优控制力.悬臂梁控制试验通过dSPACE控制平台实现,试验中采用NARX神经网络建立了MR阻尼器模型并在每个时间步长对阻尼器的出力范围进行预测.在不同强度的随机激励下对所提出的控制算法的控制效果进行了验证,并与不同控制算法的控制效果进行了比较.试验结果表明,时间步长的选择对基于信赖域方法的瞬时最优半主动控制算法的控制效果有很大的影响.通过与Passive-off,Passive-on被动控制及Clipped-optimal控制算法的比较,也证明了所提出的控制算法的控制效果,特别在对结构反应均方值的控制效果上的优越性.     

基于最大功率跟踪的高效太阳能接收系统

随着化石燃料日渐枯竭,太阳能发电成为各国发展的重点。充分利用太阳能转化的电能是相关企业和科研人员关注的热点之一。该文设计了一款基于最大功率跟踪的高效太阳能接收系统,该系统以STM32H750VB单片机为控制器,通过电流电压采样模块收集系统参数,利用变步进电导增量法并结合PID控制算法对输入升降压模块PWM波进行控制,从而控制太阳能板的输出功率,以实现跟踪最大功率点的目标。由试验结果可知,该系统可以快速实现最大功率点跟踪的目标,具有较高的实用价值。     

汽车排放检测时测功机控制算法研究

为了在进行汽车排放检测时使底盘测功机更准确地模拟出发动机的行驶工况.对工况法汽车排放检测控制系统进行了控制对象分析,针对汽车--恻功机系统非线性、时滞大的特点,结合PID控制与神经网络算法的优点,设计了用于测功机控制的基于多层网的近似PID控制算法,并用Matlab对该算法和常规PID控制算法分别进行了仿真.对比结果表明,该算法的控制效果好于常规PID控制算法.     

MR阻尼器控制算法对斜拉索的减振效果

采用基于位移和速度方向的半主动控制算法,以及基于最优控制力的多种主动控制算法(线性最优控制算法、特征结构配置法、次最优控制法、变结构滑移模态控制法)对杭州湾大桥南航道桥330m长斜拉索和MR阻尼器组成的系统进行了动力分析.以全索全时段振动响应的均方根作为振动控制效果的评价指标,从控制效果和易实施的角度评述了各种半主动控制算法.计算表明半主动控制算法对斜拉索的减振效果可优于最优的被动控制.     

斜拉桥结构基于模态分析的减震控制研究

本文提出基于模态分析的线性二次最优减震控制算法和基于模态分析的滑动状态减震控制算法,并将这两种算法应用于斜拉桥结构的减震控制中。通过仿真控制研究表明这两种算法对大跨度斜拉桥结构的减震控制是可行的有效的。但就本文算例而言,基于模态分析的滑动状态减震控制比线性二次最优控制用较少的外部能量就可达到较好的控制效果。     

整体壁板增量压弯试验与模拟

采用逐点增量弯曲的方法对网格式带筋整体壁板进行了试验研究,并进行了有限元模拟.研究表明:采用增量压弯成形工艺可以成形出具有一定曲率外形的整体壁板;压弯过程中蒙皮始终处于弹性变形阶段,筋条既有弹性变形产生,又有塑性变形产生;压下量达到一定值时,塑性变形的比率急剧增加.     

自组织神经网络在转台控制系统中的应用

本文在分析某转台数学模型的基础上,先引入迭代学习控制算法.结果证明当被控制对象存在非线性、不确定性问题,无法精确建模时,迭代控制方法仍可以取得较好的控制效果.在此基础上,引入智能算法,用以建立更加快速实用的控制方法.系统采用离线学习方式建立网络结构,调整权值.大量仿真实验研究表明,计算机控制系统通过引入神经网络控制方法,取得了改进控制系统,提高控制精度的作用.     

环境噪声主动控制算法的研究与实现

噪声主动控制技术是环境降噪的新技术,主动控制算法是其核心的问题之一。在研究滤波-X LMS主动控制算法基础上,提出了基于ⅡR滤波器的滤波-U LMS主动控制算法。对存在声反馈时的噪声主动控制中,可以提高系统的稳定性。设计了自适应主动噪声控制系统,对滤波-X LMS与滤波-U LMS主动控制算法进行了仿真和实验,结果表明,两种算法均能有效地应用于噪声主动自适应控制中,滤波-U LMS具有更好的宽频降噪效果。     

基于双向压电控制器的带分布参数体系地震响应控制

针对带分布参数智能隔震结构,设计出隔震与控制功能于一体的双向滑动压电变摩擦控制装置,该控制装置可以在两个垂直方向滑动产生控制力,同时具有隔震的功能。进一步推导出设置双向滑动压电变摩擦控制装置控制力与输入电压的关系方程。结合双向滑动压电变摩擦控制装置产生控制力的条件,推导出适用于双向滑动压电变摩擦控制装置的半主动控制算法。最后将该控制装置与基于全维状态观测器的序列最优模态控制算法的半主动控制算法结合,用于带分布参数隔震体系的智能控制,仿真结果表明,该控制系统具有良好的控制性能。     

弹道修正执行机构中电机的控制方法研究

针对高速旋转稳定炮弹实现了低成本二维弹道修正技术.依据弹道修正原理和对电机控制方法的分析,提出了在电机回路串接电阻的方案.通过对实验样机建模、驱动电路设计、控制算法研究及程序编写,进行了系统的控制实验.结果表明,该方法可以满足修正控制要求,对二维弹道修正技术的深入研究具有重要的参考价值.     

J-188双马来酰亚胺基复合材料胶接用结构胶膜

J-188胶膜是以双马来酰亚胺树脂为主体树脂,以环氧树脂为改性剂,以耐热性好的热塑性工程塑料为增韧剂的高韧性高强度的耐高温结构胶膜.铝-铝粘接的剪切强度室温可以达到25.0MPa,200℃达到20.0MPa以上,铝蜂窝滚筒强度室温达到35.0N mm/mm,200℃达到45.0 N mm/mm以上.通过对该胶膜耐介质、耐湿热、耐老化等性能考核,得出该胶具有较好的耐久性能.J-188胶膜不仅能够满足铝合金、钛合金等金属的胶接,而且对双马来酰亚胺树脂基等复合材料表现出较好的粘接性能.