控制理论在化工仪表及自动化课程教学中的应用

控制理论的思想广泛存在于自然科学和社会科学的各个分支中。本文在分析化工仪表及自动化课程特点的基础上,将控制理论应用于课程的教学过程中,对课程进行教学管理。通过最近五届的教学效果分析,从控制理论的角度给出了教学策略,为相关的任课老师和教学工作者提供参考。     

还原温度对石墨烯负载Pd颗粒的结构与电催化性能的影响

Pd催化剂对甲酸氧化反应具有出色的电催化性能,适宜的载体有助于改善Pd颗粒的稳定性和分散性,从而使其催化性能得以有效发挥。鉴于此,以硼氢化钠为还原剂,采用化学还原法在不同还原温度(0℃、25℃和50℃)下制备了石墨烯负载Pd颗粒催化剂(Pd/RGO)。采用XRD、Raman、XPS、TGA、TEM和BET等测试方法对该催化剂材料的微观形貌和结构进行了表征,利用循环伏安法和计时电流法测试了催化剂对甲酸氧化反应的电催化性能,着重分析了制备过程中还原温度对催化剂材料结构与电催化性能的影响。结果表明,当还原温度为0℃时,Pd/RGO的比表面积最大,达到261 m~2·g~(-1),Pd颗粒粒径最小,约为4. 16 nm;并且Pd/RGO具有最大的电化学活性面积(3. 02 cm~2),其氧化峰电流密度最高可达1 820 m A·mg~(-1)Pd。     

基于有限集电流预测控制的永磁同步电机转矩脉动抑制

永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制策略鲁棒性差、动态响应速度慢,一般需要复杂的PID参数整定方法,并且很难在较大的速度范围内通过固定的一组PI参数获得较优的静动态性能。为了解决上述难题,提出一种有限控制集电流预测策略用于PMSM的电流环控制,该方法直接处理离散开关状态集合而无需复杂的空间矢量调制过程,利用快速转矩响应通过电流偏差构造价值函数对电机负载切换时转矩脉动进行优化。对控制延时进行补偿减小电流谐波畸变降低稳态转矩脉动。仿真结果表明:与传统的磁场定向控制方法相比,所提方法具有更好的静动态性能,且在低速、高速时该方法均可以有效的减小定子电流波动,抑制了电机的转矩脉动。     

煤层气地面记录仪设计与监控系统开发

为了满足构造煤煤层气开发过程中的自动化实时监测任务,该文设计了一种低功耗地面记录仪,并在此基础上开发了煤层气监控系统。该地面记录仪采用低功耗STM32L433RC作为主控制器,搭配MAX485EN接口芯片以及W25Q64存储芯片,采用485总线传输以及Modbus串行通信协议,通过主从站任务转换,实现了数据的实时传输处理与服务器存储。上位机采用组态王软件编程。所设计的煤层气开采监控系统,具有低耦合、多设备、高集成等特点,提高了煤层气开采的自动化程度。最后,实验结果表明所设计的低功耗地面记录仪能够有效地上传传感器数据,且可与多仪器完成数据通讯,满足实际需求。     

基于混合差分遗传算法的Bouc-Wen迟滞模型辨识策略

提出一种应用于Bouc-Wen迟滞模型的混合差分遗传算法.该算法可以自适应调节缩放因子来改变交叉概率因子的值,同样也可以自动调节交叉概率因子来调整缩放因子的值.通过缩放因子和交叉概率因子的混合作用,能使算法前期维持种群多样性,同时强化对全局最优值的搜索能力,从而快速寻找最适模型参数.在算法后期,随着局部最优值搜索能力的...     

锂离子电池用尖晶石锰酸锂的研究进展

尖晶石型锰酸锂以其良好的安全性能以及低廉的成本,成为了锂离子电池在动力领域理想的正极材料。本文详细阐述了锰酸锂的各种制备方法及其优缺点,针对存在的问题提出了解决的方案。     

谈玻璃瓶芦笋罐头杀菌操作的探讨

本文对玻璃瓶芦笋罐头的杀菌工艺进行了探讨，并对以往杀菌过程中存在的跳盖、碎瓶、笋尖气泡等质量问题进行了有效控制。     

多变量离散系统随机信号跟踪性能极限

研究线性时不变、多变量、离散系统对随机信号的跟踪性能极限问题, 所考虑的随机参考输入信号为布朗运动序列. 研究结果表明此类系统的跟 踪性能极限完全由被控对象的结构特征和参考输入的统计特征决定, 其中, 结构特征指被控对象的非最小相位零点和不稳定极点的位置和方向. 作为特殊情形, 本文给出了参考输入为一致随机信号以及被控对象仅含有单个非最小相位零点和单个不稳定极点时系统跟踪性能极限问题的解. 最后, 给出了两自由度补偿器跟踪系统对随机信号的跟踪性能极限.     

含丢包和量化的网络控制系统随机鲁棒稳定

针对一类含有随机丢包和考虑信号量化情况下的网络控制系统,通过量化状态反馈控制方法,研究了系统的随机鲁棒稳定性问题。采用满足伯努利分布的随机变量对丢包过程进行建模;同时,采用对数量化器对传感器-控制器通道的信号进行量化,利用扇形界的方法将产生的量化误差描述为扇形界的不确定性。设计状态反馈控制器,结合所设计的量化器和随机丢包模型,利用Lyapunov函数和线性矩阵不等式方法得到系统稳定和鲁棒稳定的充分条件。最后,利用数值仿真实例验证了所提方法的有效性。     

Boost变换器混杂系统建模与仿真

为了得到Boost变换器在负载和输入电压扰动下稳定的输出电压,针对Boost变换器的混杂动态系统特性提出了一种新的控制算法.首先根据混合动态系统理论建立变换器的混杂自动机模型,从而将控制算法的设计问题转换为混杂自动机切换条件的选取.然后通过对电感电流连续模式及电感电流断续模式工作过程的分析,采用电路理论法计算得到切换条件.最后采用MATLAB的Simulink和Stateflow工具箱对控制算法进行了仿真.结果表明设计的控制算法可以实现Boost变换器全范围的稳定运行,同时对负载和输入电压扰动都有很好的抑制效果.