Continuous high order sliding mode controller design for a flexible air-breathing hypersonic vehicle

This paper investigates the problem of tracking control with uncertainties for a flexible air-breathing hypersonic vehicle (FAHV). In order to overcome the analytical intractability of this model, an Input–Output linearization model is constructed for the purpose of feedback control design. Then, the continuous finite time convergence high order sliding mode controller is designed for the Input–Output linearization model without uncertainties. In addition, a nonlinear disturbance observer is applied to estimate the uncertainties in order to compensate the controller and disturbance suppression, where disturbance observer and controller synthesis design is obtained. Finally, the synthesis of controller and disturbance observer is used to achieve the tracking for the velocity and altitude of the FAHV and simulations are presented to illustrate the effectiveness of the control strategies.     

Optimal second order sliding mode control for linear uncertain systems

In this paper an optimal second order sliding mode controller (OSOSMC) is proposed to track a linear uncertain system. The optimal controller based on the linear quadratic regulator method is designed for the nominal system. An integral sliding mode controller is combined with the optimal controller to ensure robustness of the linear system which is affected by parametric uncertainties and external disturbances. To achieve finite time convergence of the sliding mode, a nonsingular terminal sliding surface is added with the integral sliding surface giving rise to a second order sliding mode controller. The main advantage of the proposed OSOSMC is that the control input is substantially reduced and it becomes chattering free. Simulation results confirm superiority of the proposed OSOSMC over some existing.     

一种优化的NURBS曲线插补算法

为弥补目前非均匀有理B样条插补算法的不足,提出一种优化的非均匀有理B样条曲线插补算法。算法采用插补前S曲线加减速方法,不仅优化了前瞻过程,而且在回溯过程中考虑了短样条的情况。算法对长样条和短样条非均匀有理B样条曲线能用统一的方法进行插补,通过引入环形缓冲区和预插补(非离线),提高了加工效率,同时合理地安排插补任务增强了系统的实时性。通过MATLAB仿真,验证了算法的有效性。     

基于GSM模块的制冰机远程控制系统设计

主要研究通过无线通讯技术来控制一些机械设备,尤其是大型机械设备的开关,解除人与机械之间的空间局限。主要的设计思路是建立GSM模块和单片机之间的数据通讯,让手机发出的短信或者语音能够转换成单片机识别的指令,来控制单片机的输出,从而来实现开关控制。     

基于改进型二阶广义积分器的同步信号检测

为了满足三相电压在不对称、直流分量及谐波畸变等情况下并网变换器的控制需求,需要准确地检测出电压信号的正序分量、幅值和基波频率。基于双二阶广义积分器锁频环的方法可实现电压在不对称和畸变下同步信号的提取。但当电压信号含有直流分量和多次谐波时,基本的SOGI结构滤波效果不理想,追踪的波形波动比较大,并降低了追踪速度。文中介绍一种改进的SOGI结构,该结构在SOGI的基础上增加求差节点和自适应滤波器,并保留SOGI-FLL的优势。电压的幅值和基波频率能准确快速被检测出来,很好的减小频率跳变后的波动、滤除谐波和消除直流分量。MATLAB仿真结果表明,其改进方法在电压信号不对称、直流分量及多次谐波存在条件下准确地检测出正序分量和基波频率。     

机油压力动态监测在发动机台架试验中的应用

在发动机台架试验时,对机油压力监测通常采用单一静态的机油压力阈值进行机油压力监测。发动机在高转速下发生机油泄漏或低转速时机油通道出现堵塞,台架监测到的机油压力不会立刻达到监测阈值,发动机运动副在短时间出现缺乏机油润滑或是冷却都会给发动机带来严重的机械损伤。采用机油压力动态监测,可涵盖不同工况下故障监测与预警。以发动机转速、负荷及机油温度构建机油压力二阶多项式数学模型,对3台样本发动机的预测值与测量值进行了线性回归分析。通过发动机台架试验,验证了稳态试验、瞬态试验及发生故障时机油压力动态监测的准确性,结果表明机油压力动态监测在发动机台架实验中比单一阈值监测能更加有效地保护发动机。     

管道内水流冲击滞留气团的二阶Godunov数学模型

长距离输水、城市供排水等工程管道系统中常存在水流冲击滞留气团的现象,极可能产生异常压力波动,严重时甚至发生爆管事故。对此,提出将一种准确高效的非恒定摩阻模型引入水流冲击滞留气团的计算中,建立了考虑非恒定摩阻的二阶Godunov模型;并采用"虚拟单元"处理上游入口边界及下游水气交界面,实现了边界通量和内部单元通量的统一计算,避免了以往分别计算两种通量的繁琐,以及追踪水气交界面时数值插值的复杂求解。将该模型计算结果与恒定摩阻模型计算结果及试验数据进行比较分析,结果表明考虑非恒定摩阻的二阶Godunov有限体积模型能准确预测瞬变过程中压力波动和能量衰减情况。     

变转速工况下基于多传感器信号深度特征 融合的电机故障诊断研究

本文提出一种利用多传感器信号深度特征融合的方法实现电机变转速工况下的故障诊断。首先从多传感器节点同步采集电机的多通道振动、声音和漏磁信号。对漏磁信号进行处理获取电机转子的累积转角曲线,随后利用累积转角曲线对振动和声音信号进行阶比分析处理。最后利用双层双向长短期记忆网络从经过预处理的多传感器信号中提取和融合特征以诊断电机故障。实验结果表明,通过提取和融合8通道的电机振动和声音信号,本文提出的方法能够有效识别电机的高阻接触、偏心、霍尔断线、相间短路、轴承等10类运行状态,分类准确率达到99.86%。该方法有望部署在物联网边缘计算节点中,实现电机的远程在线状态监测和故障诊断。     

考虑备用和安全约束的电力系统智能调度

分析了含有安全约束和备用的智能调度系统构架以及具体模块的相应功能。针对智能调度关键技术,分析了多级安全校核、基于大数据的实时数据分析与采集、调控一体化实时预警和新能源市场交易校核等内容的流程和方法。结合备用和安全约束提出了含有相关约束条件的调度模型。利用仿真模型验证了含有安全备用约束的模型正确性,通过对比分析说明了模型的有效性。     

蒸汽吞吐极点降维法注汽量设计

蒸汽吞吐是目前稠油油藏开发的主要方式，合理利用蒸汽热能、提高油汽比对于稠油油藏的经济有效开发非常重要。蒸汽吞吐中注汽量对周期油汽比影响巨大，但注汽量是多相关、多维空间的一个复杂组合。参考数理统计中“分类”、“聚类”及数学分析中极点降维的思路对注汽量问题进行分析，先“分”再“析”，对合理注汽量进行设计，并编制了相关软件，为稠油蒸汽吞吐中的注汽量设计提供了一种新思路。