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永磁同步电机的多目标互补控制

电机与控制学报 2024年

作者：张桂林徐淑亮刘浩天山东科技大学电气与自动化工程学院

针对存在模型不确定性、外界干扰和测量噪声下的永磁同步电机高性能跟踪控制问题，以及单一控制结构的局限性，提出了一种跟踪性能和抗扰性能互补的鲁棒控制方法。首先，采用扫频辨识法建立系统标称模型和系统乘性不确定性模型，设计了P... 详细信息

针对存在模型不确定性、外界干扰和测量噪声下的永磁同步电机高性能跟踪控制问题，以及单一控制结构的局限性，提出了一种跟踪性能和抗扰性能互补的鲁棒控制方法。首先，采用扫频辨识法建立系统标称模型和系统乘性不确定性模型，设计了PI控制器以满足较高的跟踪性能，同时设计了H∞控制器以克服模型不确定性的影响，提高系统鲁棒性。其次，综合PI控制器与H∞控制器，采用多目标互补控制架构设计了一个鲁棒控制器，有效解决了系统鲁棒性与最优性能之间的冲突问题。最后，通过实验验证，多目标互补控制方法空载时的调节时间缩短至H∞控制器的83.8%，施加2N·m负载时的转速跌落为PI控制器的48.7%，有效结合了H∞控制器的抗扰能力和PI控制器的跟踪性能。

关键词：永磁同步电机模型辨识鲁棒控制 H 控制模型不确定性多目标互补控制

压电定位平台动态迟滞不确定性建模及H鲁棒控制

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控制理论与应用 2024年

作者：刘浩天张桂林周克敏山东科技大学电气与自动化工程学院南京大学高端控制与智能运维研发中心

本文为提高压电定位平台的跟踪精度及扰动抑制的能力.首先,在Prandtl-Ishlinskii模型建模及逆补偿的基础上,利用伪随机二值信号及相关函数计算方法辨识出伪线性动态系统的频率响应模型及标称模型.其次,在频域内对简化过程中的不确定性... 详细信息

本文为提高压电定位平台的跟踪精度及扰动抑制的能力.首先,在Prandtl-Ishlinskii模型建模及逆补偿的基础上,利用伪随机二值信号及相关函数计算方法辨识出伪线性动态系统的频率响应模型及标称模型.其次,在频域内对简化过程中的不确定性进行建模.然后,考虑模型的加性不确定性、外界扰动及测量噪声的影响,设计H∞鲁棒控制器保证闭环鲁棒性,根据标称模型设计前馈控制器保证系统的跟踪精度.最后,实验结果表明:压电定位平台在H∞鲁棒控制器及前馈控制器作用下,可以有效地跟踪1-100Hz频率范围内的多幅值及复合频率位移轨迹.对于多幅值位移轨迹,相对误差低于5.74%,均方根误差低于0.7174μm.对于复合频率位移轨迹,相对误差低于1.31%,均方根误差低于0.1375μm.

关键词：压电定位平台伪随机二值信号频率响应模型模型不确定性 H∞鲁棒控制

压电定位平台低阻尼谐振特性辨识及高带宽控制

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振动与冲击 2024年第18期43卷 287-296页

作者：刘浩天张桂林周克敏山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590 南京大学高端控制与智能运维研发中心江苏苏州215163

该文研究降低低阻尼谐振特性对压电定位平台跟踪带宽的限制。首先,在Prandtl-Ishlinskii逆模型线性化的基础上,将基于脉冲响应的Hankel矩阵系统辨识法应用到压电定位平台线性动态特性的辨识中,并在其中提出一种改进的相关函数计算方法... 详细信息

该文研究降低低阻尼谐振特性对压电定位平台跟踪带宽的限制。首先,在Prandtl-Ishlinskii逆模型线性化的基础上,将基于脉冲响应的Hankel矩阵系统辨识法应用到压电定位平台线性动态特性的辨识中,并在其中提出一种改进的相关函数计算方法进一步提高低阻尼谐振频段的辨识精度。其次,根据辨识得到的传递函数模型,采用零极点对消加超前补偿器的方法设计陷波器补偿低阻尼反谐振及谐振特性,并在串联陷波器的基础上设计PI(proportional integral)控制器提高闭环回路的鲁棒性及跟踪性能。最后,试验结果表明,PI控制器的闭环带宽为97 Hz,含有陷波器的PI控制器闭环带宽为244 Hz,由于陷波器的加入,闭环带宽提高了151.5%,从而说明了该文辨识及控制方法的有效性。

关键词：压电定位平台谐振特性相关函数 Hankel矩阵陷波器

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基于变质心调谐原理的管道内检测机器人减振方法

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油气储运 2024年

作者：李睿石新娜刘浩天富宽马江涛张行国家管网集团科学技术研究总院分公司中国石油大学(北京)机械与储运工程学院中国石油大学(北京)高端油气装备智能设计与制造研究中心

【目的】管道内检测机器人作为油气管道内检测的重要装备，管道弯头、变形、焊缝等多种管内激励引发的瞬时剧烈振动会影响其内置传感器的检测精度及装备结构可靠性，其中管道弯头引起的振动尤为剧烈。【方法】针对管道内检测机器人过弯... 详细信息

【目的】管道内检测机器人作为油气管道内检测的重要装备，管道弯头、变形、焊缝等多种管内激励引发的瞬时剧烈振动会影响其内置传感器的检测精度及装备结构可靠性，其中管道弯头引起的振动尤为剧烈。【方法】针对管道内检测机器人过弯头时的运动特点，结合调谐质量阻尼器与变质心减振控制原理，提出了一种阻尼-质量球缓冲吸能变质心减振思路，并设计了单自由度与两自由度两种管道内检测机器人变质心调谐质量阻尼器减振结构；使用ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）软件与Matlab软件联合模拟方法，研究了管道内检测机器人过弯头时的振动响应情况，并对含减振结构的管道内检测机器人过弯头时的冲击碰撞工况进行了双向流固耦合动力学分析。【结果】通过对比分析减振前、后管道内检测机器人过弯头时的加速度时程曲线与能量幅值，明确了两种自由度减振结构的减振效果：与无减振结构相比，含单自由度减振结构的管道内检测机器人在入弯初期存在加速度突变现象，最大可达3.47 g(1 g=9.8 m/s2)；含两自由度减振结构的管道内检测机器人过弯头过程中，轴向、水平摇摆方向加速度极值的下降幅度最高分别达48%、39%，振动能量下降极为明显。【结论】新设计的管道内检测机器人变质心调谐质量阻尼器减振结构具有较好的减振效果，可为管道内检测机器人的平稳作业提供理论参考。

关键词：油气管道内检测机器人变质心控制技术调谐质量阻尼器减振

课程思政与思政课程协同育人对和谐社会构建的价值意蕴与着力方向

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进展 2024年第15期 183-185页

作者：刘浩天重庆医药高等专科学校马克思主义学院重庆市401331

和谐思想的传播与和谐个体的培育,对于形成和谐群体,促进和谐社会构建具有重要的基础性作用。青年学生既是和谐社会的重要组成部分,也是参与和谐社会构建的重要力量,课程思政要与思政课程协同发力,着力从理想信念、家国情怀、道德法治... 详细信息

和谐思想的传播与和谐个体的培育,对于形成和谐群体,促进和谐社会构建具有重要的基础性作用。青年学生既是和谐社会的重要组成部分,也是参与和谐社会构建的重要力量,课程思政要与思政课程协同发力,着力从理想信念、家国情怀、道德法治、心理健康等方面加强对青年和谐思想的教育与和谐个体的塑造,为和谐社会的构建培育合格主体。

关键词：和谐社会课程思政思政课程协同育人

新时期高校思想政治理论课质量提升的策略研究

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进展 2024年第16期 26-28页

作者：刘浩天重庆医药高等专科学校马克思主义学院重庆市401331

思想政治理论课建设要因事而化、因时而进、因势而新,多维视角分析其建设背景和指向,把握其时代性和规律性,从新时期高校思想政治理论课面临的内外环境、受众群体、教学手段、课程内容等诸多方面的新变化、新要求入手,着力加强质量提升... 详细信息

思想政治理论课建设要因事而化、因时而进、因势而新,多维视角分析其建设背景和指向,把握其时代性和规律性,从新时期高校思想政治理论课面临的内外环境、受众群体、教学手段、课程内容等诸多方面的新变化、新要求入手,着力加强质量提升,增强其亲和力、针对性和实效性,充分发挥思政课立德树人关键课程的作用。

关键词：思政课质量提升针对性实效性

农村新生代单身群体遭遇的社会排斥及消解——基于四川H村的经验调查

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西部学刊 2024年第17期 33-36页

作者：刘浩天中共达州市委党校达州635000

单身群体是多层面因素共同催化作用下形成的边缘性社会群体,社会排斥既是农村单身群体所遭受的结果,也是导致其姻缘难觅的原因,是一个共生互推的过程。采用个案研究的方法,分析四川H村新生代单身群体在农村场域内的社会排斥逻辑,发现由... 详细信息

单身群体是多层面因素共同催化作用下形成的边缘性社会群体,社会排斥既是农村单身群体所遭受的结果,也是导致其姻缘难觅的原因,是一个共生互推的过程。采用个案研究的方法,分析四川H村新生代单身群体在农村场域内的社会排斥逻辑,发现由于场域内资本和惯习的力量,该群体在婚姻、社会和文化等方面存在不同程度上的社会排斥。提出完善社会支持网络来增进社会资本的力量,重构社会观念来突破传统婚育文化习惯的影响,同时发挥个体的主观能动性积极融入到农村社区之中,促进农村新生代单身群体由“离场”向“在场”转变,为乡村振兴贡献自己的力量。

关键词：乡村振兴农村新生代单身群体社会排斥

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基于改进BP模型的沙漠砂混凝土高温后抗压强度预测

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河南理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘海峰刘浩天李罗胤陈小龙车佳玲杨维武宁夏大学土木与水利工程学院

目的为探究高温历程对沙漠砂混凝土（DSC）抗压强度的影响，方法考虑4个因素（沙漠砂替代率、温度、升温速率和静置时间），进行高温后沙漠砂混凝土抗压强度试验，并借助X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析经历高温后沙漠... 详细信息

目的为探究高温历程对沙漠砂混凝土（DSC）抗压强度的影响，方法考虑4个因素（沙漠砂替代率、温度、升温速率和静置时间），进行高温后沙漠砂混凝土抗压强度试验，并借助X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析经历高温后沙漠砂混凝土微观形貌和物相组成变化规律。以反向传播算法（Back-Propagation, BP）为基准，融合粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）和遗传算法（Genetic Algorithm,GA）训练人工神经网络（ArtificialNeuralNetwork,ANN），建立高温后沙漠砂混凝土抗压强度预测模型，并采用十折交叉验证的方法对该模型进行验证。结果结果表明：随着温度升高，DSC抗压强度呈下降趋势，材料内部水化产物大量分解，微观裂缝逐渐扩展并连接贯通；静置时间越长，抗压强度越高；升温速率越快，DSC破坏速率随之增大；沙漠砂替代率为20%时，DSC抗压强度达到最大值。三种预测模型预测值与实测值的平均绝对百分比误差均控制在8%以内。模型优化程度越高，误差范围越小。采用粒子群优化遗传混合算法（PSO-GA）神经网络模型预测结果更为精准，该模型预测值均方差（RMSE）为1.127 2，平均绝对百分比误差（MAPE）为3.98%,28 d抗压强度预测决定系数(R2)为0.987 8，结论显著提高了沙漠砂混凝土高温后力学性能预测的准确性。

关键词：沙漠砂混凝土抗压强度高温神经网络模型

硫酸盐冻融作用对沙漠砂混凝土声发射特性影响

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：刘浩天孙竟鹏刘海峰董水博车佳玲杨维武宁夏大学土木与水利工程学院

为了研究硫酸盐冻融环境下沙漠砂混凝土（DSC）冻融损伤和声发射（acoustic emission,AE）特性，开展不同Na2SO4溶液质量分数（3%、5%、7%）、冻融循环次数（0、25、50、75、100、125次）沙漠砂混凝土（沙漠砂替代率DSRR,0、20%、40%）... 详细信息

为了研究硫酸盐冻融环境下沙漠砂混凝土（DSC）冻融损伤和声发射（acoustic emission,AE）特性，开展不同Na2SO4溶液质量分数（3%、5%、7%）、冻融循环次数（0、25、50、75、100、125次）沙漠砂混凝土（沙漠砂替代率DSRR,0、20%、40%）冻融后单轴受压试验，利用声发射技术对试验全过程进行动态监测，分析Na2SO4溶液质量分数、冻融循环次数和DSRR对沙漠砂混凝土抗冻性能的影响，建立硫酸盐冻融环境下沙漠砂混凝土声发射累计振铃计数与宏观力学特性内在联系。结果表明：峰值应力、声发射振铃计数峰值和Ib峰值均随冻融循环次数增加呈降低趋势，随DSRR增加逐渐增大，DSRR为40%沙漠砂混凝土整体力学性能和抗冻性能较好，质量分数7%Na2SO4溶液沙漠砂混凝土冻融破坏程度大于3%、5%Na2SO4溶液。声发射相对累计振铃计数与相对峰值应力满足指数函数关系，相关系数R2>0.90。硫酸盐冻融后沙漠砂混凝土试件在单轴受压过程中拉伸型和剪切型裂纹交替转化，拉伸型裂纹占主导地位，剪切型裂纹起促进作用。Ib值曲线的震荡变化特征与混凝土非均匀性以及微裂纹和宏观裂缝发展情况密切相关，反映了沙漠砂混凝土内部损伤演化过程。研究成果可为沙漠砂混凝土在硫酸盐冻融环境下工程实际应用提供参考。

关键词：沙漠砂混凝土硫酸盐冻融单轴受压峰值应力声发射