蚁群算法在油库发油PID控制中的应用

针对目前油库定量发油过程具有非线性、滞后性等特点,常规PID控制难以达到预期的控制精度,提出一种蚁群算法优化PID参数的控制方案。在PID发油控制系统的基础上引入蚁群算法,通过蚁群迭代寻优的方式优化PID控制参数,从而实现油库发油的稳定性。在控制系统中,采用S7-1200 PLC为控制器,通过SCL语言实现算法,PID参数基于蚁群算法动态优化。实验表明,所提出的方法较PID参数Z-N整定法更具实用性和有效性,超调量减少58%,能够使发油控制更加稳定。     

基于双目定位的离合器下料系统设计

机械臂在生产线上抓取组装完成的离合器后,需要准确地将离合器放置在自动导引车(AGV)的下料位置.针对AGV入库时位置不确定,机械臂无法准确实现下料问题,设计了一种基于机器视觉技术的离合器下料定位系统,并针对AGV尺寸较大、单相机定位存在精度差、定位不稳定的重要问题,采用双目定位提高精度和稳定性.实际使用结果表明:基于VisionPro视觉软件设计的AGV特征识别视觉定位系统具有很好的定位结果,定位精度为±0.5 mm,运行时间小于2 s;能够引导机械臂快速、准确地完成离合器下料任务,满足工业实际应用的需求.     

基于大时滞系统的改进无模型控制器研究

无模型控制是一种不依赖被控对象数学模型的控制方法,对于复杂系统有较好的控制效果。大时滞系统控制的稳定性和快速性是一对相互对立的问题,以往较多关注其稳定性研究,对其快速性研究较少。为此,在基本无模型控制方法的基础上,借鉴功能组合控制方法的思想,在泛模型中引入速度因子v( k),得到一种改进的无模型控制方法,能够提高无模型控制方法对大时滞系统的控制速度,兼顾其控制稳定性和快速性。对改进无模型控制方法的有界输入有界输出稳定性及收敛性证明验证了该方法的可行性。同时Matlab仿真实验表明该方法可提高对大时滞系统的控制速度。     

无传感器PMSM中基于IGSO优化EKF的速度估计方法

为了提高无传感器永磁同步电机(PMSM)控制系统中速度控制性能,提出一种基于改进群搜索优化(IGSO)算法的扩展卡尔曼滤波(EKF)速度估计方案。首先,分析了PMSM磁场定向控制(FOC)系统模型;然后,将电机的d-q轴电压、电流和转子速度作为状态变量,构建EKF中的状态方程来估计转速和负载。同时,为了提高EKF的估计性能,以估计值与实际值的平方误差积分(ISE)作为适应度函数,通过IGSO算法来优化EKF中的噪声协方差矩阵Q和R,以此获得最优参数。仿真结果表明,提出的控制系统能够精确估计出电机转速并进行有效控制。     

基于动态事件触发机制的网络化系统有限频域故障检测

针对通信带宽受限的网络环境,引入一种基于动态事件触发机制的数据传输策略,研究了一类非线性网络化系统在随机网络攻击下的有限频域故障检测问题。首先,在考虑故障灵敏性和扰动鲁棒性的前提下,利用状态增广的方法将原系统的故障检测问题转换成H-/H∞滤波问题;然后,在考虑扇区有界非线性和随机网络攻击的情况下,将故障的有限频域特性考虑到H-性能指标的设计中,并结合有限频输入特性,给出有限频故障输入下的故障检测滤波器与动态事件触发机制的联合设计算法;最后,通过搅拌釜式反应器系统的仿真算例验证了该方法的有效性。     

基于LS-SVM模糊推理的谷氨酸发酵过程流加控制*

针对发酵过程发酵阶段具有模糊性的特点,提出了采用最小二乘支持向量机(least square support vector machines, LS-SVM)提取并简化模糊规则的推理优化控制方法。利用能够在线测量的物理量,如CO2生成速率和NH3的添加量等,在线判定发酵过程所处的阶段,然后依据加权平均的方法确定各个时刻葡萄糖的流加策略,完成了对分段连续流加补料的稳定控制。通过实际应用,证明了该方法的有效性。     

模糊最小二乘支持向量机回归研究及应用

针对传统支持向量机对训练样本内的噪声和孤立点比较敏感,导致建模精度不高的问题,将模糊集理论引入到最小二乘支持向量机回归中,建立一种基于数据域描述的模糊最小二乘支持向量机回归的数学模型,该方法将样本映射到高维空间,在高维空间中寻找最小包含超球,然后根据样本到超球心的距离确定模糊隶属度的大小,通过仿真实验验证,该算法提高了支持向量机回归的训练精度,将此模型应用于谷氨酸发酵过程菌体浓度预测,结果表明此方法的有效性。     

阵列微流道电场辅助辊压成形技术研究

提出了电场辅助辊压成形制备大面积阵列微流道结构的工艺方法,修正了传统辊压理论模型,发现增大辊半径和辊齿间隙与齿宽之比可以提高填充高度。通过建立阵列微流道电流辅助热-电-力耦合有限元仿真模型确定了“板对板”通电方式以及辊压工艺方案,开展了不同工艺参数下电场辅助SUS304不锈钢阵列微流道辊压成形试验。结果表明,在辊压成形过程中,板材表面温度分布均匀,但板材横截面电流密度分布不一致,导致微流道不同区域应力分布不同,高密度电流可以降低流动应力的大小且减弱微流道不同区域应力的差异。在工艺参数方面,适当增大辊压力可以提高微流道成形质量,较低的同步辊速有利于微流道的成形。在最佳工艺参数组合下制造出的微流道平均宽度为0.302 mm±0.011 mm,平均深度为0.362 mm±0.010 mm。     

三自由度直升机逻辑控制器的研究与设计

针对三自由度直升机模型系统的位置跟踪问题,考虑到该模型系统是一个典型的高阶、不稳定、多变量、非线性系统,为了获得令人满意的控制效果,通常采用复杂的控制方法如线性二次型调节器(LQR)控制,该方法对模型的精确性要求较高,所建立系统模型的精度高低直接影响控制效果的好坏.为获得该模型系统较满意的控制方案,从实际应用的角度出发,采用逻辑控制方法设计出了逻辑控制器,它可直接根据当前偏差和偏差变化量计算出与此相适应的控制量,不需要对系统进行建模,具有较强的抗干扰性能；针对时滞问题,通过引入微分反馈,抑制了由时滞引起的超调；最后进行了半实物仿真实验.研究结果表明:该方法调节时间更短,几乎零超调,控制效果明显优于LQR控制.