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基于模糊LQR的Spar型海上浮式风力机载荷抑制

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太阳能学报 2024年第1期45卷 188-196页

作者：韩耀振刘爽杨文祥侯明冬山东交通学院信息科学与电气工程学院济南250357

针对复杂环境变化易引起海上浮式风力机不稳定的问题,提出一种基于模糊LQR、模糊PI相结合且易于工程应用的桨距控制新方案,实现维持浮式风力发电机组输出功率稳定、抑制浮台运动、减少叶根及塔基疲劳载荷的目的。模糊PI根据发电机转子... 详细信息

针对复杂环境变化易引起海上浮式风力机不稳定的问题,提出一种基于模糊LQR、模糊PI相结合且易于工程应用的桨距控制新方案,实现维持浮式风力发电机组输出功率稳定、抑制浮台运动、减少叶根及塔基疲劳载荷的目的。模糊PI根据发电机转子转速误差变化动态选择期望的PI增益,模糊LQR基于模糊规则自适应调整闭环反馈增益,在保证风力机输出功率和浮台稳定的基础上,进一步减小叶根和塔基疲劳载荷。基于FAST与Matlab/Simulink在不同环境条件下进行联合仿真,验证所提方案的有效性和优越性;通过时域、频域分析表明,与PI控制相比,所提方案在减少叶根处平面外载荷和塔基横向载荷方面有明显改善效果。

关键词：海上风力机载荷最优控制系统模糊LQR

多输入多输出非线性不确定系统连续高阶滑模控制

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控制理论与应用 2016年第9期33卷 1236-1244页

作者：刘向杰韩耀振华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 山东交通学院信息科学与电气工程学院山东济南250357

针对一类MIMO非线性不确定系统,提出一种新的连续高阶滑模控制算法.引入状态反馈使得系统高阶滑模控制问题等效转换为多变量不确定积分链的有限时间稳定问题,首先针对标称系统设计有限时间到达连续控制律,实现系统状态快速收敛,然后采... 详细信息

针对一类MIMO非线性不确定系统,提出一种新的连续高阶滑模控制算法.引入状态反馈使得系统高阶滑模控制问题等效转换为多变量不确定积分链的有限时间稳定问题,首先针对标称系统设计有限时间到达连续控制律,实现系统状态快速收敛,然后采用多变量非解耦形式超螺旋算法克服系统不确定性,实现鲁棒性,最终使得系统控制作用连续、滑模抖振得以大大抑制.基于二次型Lyapunov函数证明系统的有限时间稳定性.针对三阶不确定系统有限时间稳定和气垫船圆形航迹跟踪问题分别进行了仿真,验证了所提算法的有效性、鲁棒性.

关键词：连续高阶滑模多输入多输出不确定系统多变量超螺旋气垫船

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基于CAN总线的气体报警系统的研究与实现

基于CAN总线的气体报警系统的研究与实现

作者：韩耀振山东大学

学位级别：硕士

无论是在石油、化工等企业,还是在商场或居民楼宇,一旦发生可燃或有毒气体等有害气体的泄漏而未采取有效的措施,将会对人员及财产安全产生极大的影响。对气体泄漏及早的做出检测,在泄漏未扩大之前采取有效措施,可以避免事故的发生或恶化... 详细信息

无论是在石油、化工等企业,还是在商场或居民楼宇,一旦发生可燃或有毒气体等有害气体的泄漏而未采取有效的措施,将会对人员及财产安全产生极大的影响。对气体泄漏及早的做出检测,在泄漏未扩大之前采取有效措施,可以避免事故的发生或恶化。本文首先阐述了气体报警器产品的发展现状,比较了各种相关产品的优缺点。通过深入学习CAN总线通讯原理,并依据气体报警器的设计要求,提出了基于CAN总线的气体报警系统设计方案。系统采用CAN总线与RS485总线相结合的两级通讯网络,主控制器、CAN/485转换器、气体探测器和联动模块相结合的三层结构模式。主控制器和CAN/485转换器之间是上层网络,采用CAN通讯方式,CAN/485转换器与探测器、联动模块之间是底层通讯,采用RS485的方式,通过这样的结构较好地实现了对有害气体的监控。其次,本文详细的介绍了主控制器的硬件设计及软件实现。主控制器选用高性能的ATmega128单片机作为其微控制器,采用MCP2510作为CAN控制器、PCA82C250为CAN总线收发器实现CAN通讯模块的设计,选用10.4英寸的带触摸屏的彩色液晶终端实现各画面的显示及参数的设定,主控制器还包括电源变换及检测电路、声光报警电路、打印机模块、实时时钟、主板联动控制部分、外扩的32KB EPROM和RAM等。再次,介绍了CAN/485转换器的软、硬件设计。CAN/485转换器选用AVR的ATmega16单片机作为控制器,设计了CAN通讯接口及RS485通讯接口,针对本报警系统编程实现了通讯格式的转换、节点自动搜索、地址修改等一些特定功能。然后,文章详细介绍了探测器及联动模块的实现方法。探测器和联动模块都采用PIC16F690单片机作为微控制器,探测器实现对现场气体浓度采集、处理、传输等功能,联动模块作为联动装置可关闭气体管道或打开排气风扇。最后,文章对系统的功能实验及电磁兼容性实验进行了介绍,对提高CAN通讯距离的几种方法进行了总结。本气体报警系统可实现对天然气、液化气、煤制气、有机溶剂和其他可燃气体、毒性气体的监控,可使气体探测器节点容量达到1024个,实现对报警记录、故障记录、开关机历史记录的打印;选用带触摸屏的彩色液晶终端使用户操作界面更加美观、简便。基于CAN总线的报警系统在消防行业中有着较广泛的应用,而在气体报警行业中刚刚起步,基于本文所采用结构的气体报警系统目前鲜有报道,是总线式气体报警系统的重要发展方向,具有广阔的市场空间和发展前景。本课题是与济南长清计算机应用公司的横向合作项目,目前,本产品已经通过气体报警行业国标认证,已批量投放市场。

关键词： CAN总线 RS485 单片机气体报警器触摸屏

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基于连续高阶模滑的多机电力系统励磁控制

山东大学学报（工学版） 2016年第2期46卷 64-71 84,84页

作者：刘向杰韩耀振新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京102206 山东交通学院信息科学与电气工程学院山东济南250357

为了提高多机电力系统暂态稳定性,提出一种连续高阶滑模励磁控制策略。各发电机功角偏差为滑模变量,把具有非线性和不确定性多机电力系统的高阶滑模控制转化为不确定积分链系统的有限时间稳定问题,控制器结合几何齐次连续控制律和二阶... 详细信息

为了提高多机电力系统暂态稳定性,提出一种连续高阶滑模励磁控制策略。各发电机功角偏差为滑模变量,把具有非线性和不确定性多机电力系统的高阶滑模控制转化为不确定积分链系统的有限时间稳定问题,控制器结合几何齐次连续控制律和二阶滑模超螺旋算法,实现系统状态有限时间收敛,克服系统未建模动态、测量误差和外部扰动等不确定性,利用精确鲁棒微分器观测功角微分,理论分析证明了闭环系统的有限时间稳定。所设计高阶滑模励磁控制器能够保持机端电压稳定,并能有效提高电力系统的暂态稳定性。

关键词：高阶滑模多机电力系统暂态稳定性励磁控制超螺旋算法

基于RBFNN的船舶航向离散滑模控制器设计与仿真

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中南大学学报（自然科学版） 2013年第S1期44卷 12-15页

作者：肖海荣闫红华马荣琳韩耀振山东交通学院信息科学与电气工程学院山东济南250357 山东迪生电子有限公司山东济南250300

针对传统离散滑模控制采用趋近律方法存在较大抖振以及对非匹配不确定性不具有鲁棒性等问题,提出一种改进的扰动补偿的离散趋近律。并利用径向基函数神经网络调节参数,设计径向基函数神经网络参数调节的船舶航向离散滑模控制器,进行仿... 详细信息

针对传统离散滑模控制采用趋近律方法存在较大抖振以及对非匹配不确定性不具有鲁棒性等问题,提出一种改进的扰动补偿的离散趋近律。并利用径向基函数神经网络调节参数,设计径向基函数神经网络参数调节的船舶航向离散滑模控制器,进行仿真研究。仿真结果表明:经改进的趋近律不仅能直接平滑地预测内部参数的摄动和外部扰动,而且不必满足匹配条件,提高了系统的动态品质和鲁棒性。该控制器在有干扰状况下取得了较好的控制效果。

关键词：船舶航向控制 RBFNN 离散滑模趋近律

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风力发电机组最大风能捕获滑模控制研究

计算机仿真 2016年第3期33卷 129-133页

作者：王诚诚韩耀振华北电力大学控制与计算机工程学院北京102206 山东交通学院信息科学与电气工程学院山东济南250357

在变速恒频双馈风力发电机组最大风能捕获的研究中,为克服机组模型的非线性、强耦合性和参数不确定性对控制精度的影响,提出一种基于二阶滑模超螺旋算法的控制策略。设计两个二阶滑模控制器,通过调节发电机转子电压,跟踪风机最优转速和... 详细信息

在变速恒频双馈风力发电机组最大风能捕获的研究中,为克服机组模型的非线性、强耦合性和参数不确定性对控制精度的影响,提出一种基于二阶滑模超螺旋算法的控制策略。设计两个二阶滑模控制器,通过调节发电机转子电压,跟踪风机最优转速和转子电流设定值,实现额定风速以下的最大风能捕获和无功功率调节。仿真结果表明,二阶滑模控制策略的鲁棒性强,动态响应迅速,跟踪效果好,能有效地实现控制目标。同时削弱了传统滑模控制的抖振问题,降低了机械磨损,提高了控制精度。

关键词：变速风力发电机组最大风能捕获无功功率二阶滑模控制

载荷优化的海上漂浮式风电机组二阶滑模变桨控制

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太阳能学报 2023年第1期44卷 313-319页

作者：韩耀振李淑祯杜翠齐杨仁明侯明冬山东交通学院信息科学与电气工程学院济南250357

针对强非线性、强耦合的海上漂浮式风电机组动力学系统,提出一种基于二阶滑模的统一变桨控制策略,解决受海浪风速等随机干扰引起浮式支撑平台运动而产生的疲劳结构载荷及功率波动问题。构建漂浮式风电机组的不确定仿射非线性模型,基于... 详细信息

针对强非线性、强耦合的海上漂浮式风电机组动力学系统,提出一种基于二阶滑模的统一变桨控制策略,解决受海浪风速等随机干扰引起浮式支撑平台运动而产生的疲劳结构载荷及功率波动问题。构建漂浮式风电机组的不确定仿射非线性模型,基于风电机组“额定转速”设计积分滑模面,此“额定转速”不再是恒定值,而是取决于平台纵摇速度的变量,基于超螺旋算法实现二阶滑模变桨控制律。采用FAST和Matlab/Simulink联合仿真,所提出的方案与传统PI控制相比,对稳定高风速时风力发电机功率,抑制浮式支撑平台运动及减少叶根载荷具有更好的控制作用,对塔基也有较好的减载作用。

关键词：海上风电机组滑模控制统一变桨控制载荷抑制功率调节

基于CAN总线与射频技术的高压开关柜温度监测系统

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仪表技术与传感器 2009年第11期 55-58页

作者：韩耀振周风余马荣琳山东交通学院信息工程系山东大学控制科学与工程学院

为方便、可靠、实时地对变电站高压开关柜内温度进行监测,研制了一种基于CAN总线及射频技术的温度监测系统。利用nRF2402及DS18B20作为无线温度传感器的主要器件实现开关柜内节点温度的采集、传输,以基于nRF2401射频芯片及独立CAN控制... 详细信息

为方便、可靠、实时地对变电站高压开关柜内温度进行监测,研制了一种基于CAN总线及射频技术的温度监测系统。利用nRF2402及DS18B20作为无线温度传感器的主要器件实现开关柜内节点温度的采集、传输,以基于nRF2401射频芯片及独立CAN控制器芯片MCP2510的无线温度采集器完成对各温度传感器数据的接收及其与上位机的通讯,从而实现对高压开关柜内各节点温度的监测及报警。此系统在某110 kV变电站实际运行证明:系统抗干扰能力强、温度监测准确、可靠,满足高压开关柜温度监测要求。

关键词：温度监测射频 CAN总线高压开关柜单片机

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舰船航向非线性系统神经网络变结构控制

舰船航向非线性系统神经网络变结构控制