跨临界CO2循环系统控制优化策略的研究进展

控制策略作为跨临界CO₂循环系统的重要组成部分,是保证系统高效节能运行的关键。介绍了系统最优排气压力经验计算和泊金汉π定理的反馈控制、基于梯度追踪和极值寻优的实时在线控制以及基于神经网络的预测控制等,详细分析了系统控制策略的发展历程和未来发展趋势,并总结如下：离线控制建立简单、成本低,但易受到环境因素和系统部件变化的影响而导致控制性能降低;实时在线控制策略可以实时追踪系统最大能源效率对应的排气压力,但由于寻优过程费时较长,导致控制系统的收敛时间过长;模型预测控制系统可以实现实时优化和快速收敛,有着良好的发展前景。结合新能源汽车、建筑供暖、轨道交通、商超冷藏、军工等实际场景对跨临界CO₂循环系统控制策略的应用特点和未来发展趋势进行分析,进一步说明了提高控制策略的适用性是未来研究的重要方向,并分析将广义预测控制、强化学习等具有自适应属性的方法应用于跨临界CO₂循环系统控制策略的可行性,同时探讨了开发适用于大规模循环系统和储能系统控制策略在我国“双碳”背景下的重要意义。     

基于强化学习的学习变阻抗控制

为了提高力控制的性能,使机器人高效自主地学习执行力控制任务,本文提出一种学习变阻抗控制方法。该方法采用基于模型的强化学习算法学习最优阻抗调节策略,使用高斯过程模型作为系统的变换动力学模型,允许概率化的推理与规划,并在成本函数中加入能量损失项,实现误差和能量的权衡。仿真实验结果表明:该学习变阻抗控制方法具有高效性,仅需数次交互即可成功学习完成力控制任务,大大减少了所需的交互次数与交互时间,且学习得到的阻抗控制策略具有仿生特性,可用于学习执行力敏感型任务。     

基于惩罚函数的多模态平稳过渡策略研究

为了使智能控制中多模态之间能实现平稳过渡，提出一种基于惩罚函数的多模态控制策略.根据系统特性及其不同的工况条件，在控制的母空间中划分多个子空间，每个子空间对应一个模态，每个模态采取不同的有针对性的控制策略，并把与每个模态相对应的控制策略推广到母空间，在每个子空间中对应控制策略的控制值所含权值较大，推广到别的子空间时控制值所含权值都受到惩罚.试验结果表明，用基于惩罚函数的多模态控制策略对纳米级驱动部件进行控制，当进给力为5 000 N时，控制精度达到10 nm.     

基于层次支持向量机的区域战略交通控制策略优化方法

针对传统交通控制系统中控制策略无法动态响应交通状态变化的问题,提出了一些评价区域交通状态的指标,并基于这些指标提出了一种基于层次支持向量机的区域战略交通控制策略优化方法,设计了两种层次支持向量机优化结构。最后基于VISSIM4.2和Matlab 7.01平台,开展了一些模拟试验来验证所提出方法的性能。仿真结果表明,基于组合二叉树的层次支持向量机的优化方法能够更有效地、准确地响应于时变交通流。     

Attitude control allocation strategy of high altitude airship based on synthetic performance optimization

This paper presents a method for solving the attitude control problem of high altitude airship (HAA) with aerodynamic fin and vectored thruster control. The algorithm is based on the synthetic optimization of dynamic performance and energy consumption of airship. Firstly, according to the system overall configuration, the dynamic model of HAA was established and the HAA linearized model of longitudinal plane motion was obtained. Secondly, using the classic PID control theory, the HAA attitude control system was designed. Thirdly, through analyzing the dynamic performance of airship with fin or vectored thruster control, the synthetic performance index function with different weighting functions was determined. By means of optimizing the obtained performance index function, the attitude control of high altitude airship with good dynamic performance and low energy consumption was achieved. Finally, attitude control allocation strategy was designed for the airship station keeping at an altitude of 22 km. The simulation experiment proved the validity of the proposed algorithm.     

基于神经元网络的浓调系统的容错控制策略

以造纸机浓度控制系统为背景，分析传感器失效时的故障模式，通过单个神经元的自适应能力克服传感器失效或环境干扰，实现系统的最佳运行．     

基于网络化控制模型的风机并网控制策略

针对风电并网对电网可靠性的影响及风机渗透率逐渐增大的问题,提出了一种基于网络化控制模型的风机并网控制策略.该控制策略根据系统的时延特点建立了时延小于一个周期的网络化控制模型,并构建了双馈型风机运行在向下功率调节模式和有小扰动时的模型,使用网络化控制方法提升了控制系统的鲁棒性.仿真结果表明,所提出的控制策略创新性地将网络化控制方法应用到风电并网调度和控制中,具有不确定、时变和有上界的特点,能满足现代电网对风机运行与调节模式的要求.     

基于临场感的遥操作机器人共享控制研究综述

共享控制策略作为基于临场感的遥操作机器人的主要控制模式,能够充分利用操作者的感知、判断和决策能力,也能发挥出机器人自身的优势. 阐述遥操作机器人临场感技术;综述遥操作共享控制策略的发展现状,主要基于触觉反馈引导、运动学限制规避以及共享因子分配等,对各控制策略的原理进行介绍,并梳理和分析遥操作共享控制策略发展中的瓶颈和不足,如共享因素的单一化或僵硬化、时延问题和机器人自主判断能力有限等问题. 针对研究存在的局限性,从3个方面对未来的发展提出展望,分别为提升干预水平、加强机器人意图预测、结合机器学习, 具有一定的指导意义.     

船用增压锅炉装置的降负荷控制策略

为提高增压锅炉装置降负荷速度,改善动力系统机动性,提出一种可行的快速降负荷控制策略.分析增压锅炉装置降负荷特性,结合已有研究成果构建某型船用增压锅炉装置的机理模型,借助Simu Works系统仿真平台搭建全系统模型,进行快速降负荷控制策略的仿真实验.结果表明:实验搭接的仿真模型可信度较高,与实际设备运行的误差在0.3%以内;该型增压锅炉装置匀速降负荷时,燃油流量调节阀的最大关阀速度为1.85(°)/s,需要172 s才能重新回到稳定状态,而分段式降负荷控制策略耗时缩短43.78%,且分段数越多,回归稳定耗时越短.研究成果对该型增压锅炉装置的监控系统设计和调节阀参数设定有一定的指导意义.     

基于系统效率最优的新型混合动力汽车控制策略

为了充分发挥混合动力汽车节省燃油和降低排放的控制效果,研究了一种基于行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案.在对其驱动系统关键零部件性能实验与数值建模的基础上,综合考虑发动机、ISG电机和动力电池组以及传动系统效率,分析了系统相关典型工作模式下的纵向动力学方程,推导出系统效率模型,提出了基于系统效率最优的全工况整车控制策略,制定了整车的工作模式切换规则与换档控制策略.在MATLAB/Simulink环境下,建立了整车性能仿真模型,结果表明,采用该控制策略能使整车动力性与燃油经济性较传统车明显提高,最后通过台架试验对该方案进行了验证.     

节油驾驶控制策略速度门限匹配

设计了分离无摩擦的电控滑行离合器,针对加速-滑行模式提出了基于结合-分离速度门限调节的节油驾驶控制策略。在MATLAB仿真平台上进行了离线仿真,分析了速度门限对油耗的影响;进行了道路试验研究,完成了速度门限的匹配。结果表明:本文提出的滑行电控离合器以及节油驾驶控制策略具有很好的节油效果。     

遥操纵多自由度电液伺服并联机械手力反馈控制策略

针对遥操纵并联机械手的力反馈双向伺服控制中所存在的多自由度力、位移耦合问题,提出了新的双向伺服力反馈控制策略。该控制策略将与从动机械手接触的工作阻力大小和方向通过位置空间传递给主动侧,为操作者提供与从动侧完全相同的位置空间,将操纵手柄变为实现从动侧约束的设备,从而实现从动机械手工作阻力反馈。应用阀控液压缸和力、位移传感器构成的多自由度并联主从操纵手柄,构建力反馈双向伺服控制试验系统。针对新型控制策略进行了力、位置跟随性能试验。试验结果证明了该力反馈控制策略的有效性,改善了主-从控制系统的操纵性能。