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多采样率网络控制系统的建模与稳定性分析

多采样率网络控制系统的建模与稳定性分析

作者：关虎昌兰州理工大学

学位级别：硕士

网络控制系统是通过网络形成的一种全分布、网络化实时反馈控制系统,它是计算机技术、网络通信技术与控制科学发展的产物,具有信息资源共享、系统成本低、使用灵活、易于维护等优点,在现代工业中已成功应用,并且取代了传统点对点的控制... 详细信息

网络控制系统是通过网络形成的一种全分布、网络化实时反馈控制系统,它是计算机技术、网络通信技术与控制科学发展的产物,具有信息资源共享、系统成本低、使用灵活、易于维护等优点,在现代工业中已成功应用,并且取代了传统点对点的控制系统。未来的几十年中,网络化控制系统必将深刻地影响和推动控制理论及其应用。目前的研究中,仍然沿用传统计算机控制系统中关于采样器和保持器的基本假设,即系统输入通道和输出通道的保持器和采样器均按同一采样周期同步动作且系统的各个回路的采样和保持采用相同的采样周期。然而,网络控制系统规模比较庞大、复杂、各被控对象、检测装置分布于不同的地理位置且具有不同的物理特性,完成的控制任务也有本质差别,其实时信息的变化速率差异性很大,使得传统的采样控制理论已近不再适用于网络化系统,而解决这些问题最行之有效的方法就是考虑每一回路的基本特征,针对不同的被控对象、检测装置和控制任务,实施多采样率策略。目前关于多采样率网络控制系统的研究处于初始阶段,获得成果也比较少,本文针对网络控制系统采用多采样策略,对多采样率网络控制系统进行建模和稳定性分析。本文的主要工作如下：(1)针对输入多采样率网络控制系统,利用提升技术建立输入多采样率网络控制系统的模型,对建立的模型利用李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式技术进行分析,并且得到系统稳定的充分条件,用MATLAB对得到结论进行验证,证明所得结论的正确性。(2)针对输出多采样率网络控制系统,利用被控对象的状态方程,推导输出通道采用多采样率的输出方程,为了全部利用输出多采样率的值,选取多率输出反馈,推导系统的闭环模型,对其模型利用李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式方法进行分析,并得到系统稳定的充分条件。(3)输出和输入都采用多采样率,针对每一回路输出采样周期和输入采样周期相同,即一种特殊广义多采样率控制系统,建立特殊广义多采样率网络控制系统的模型,并对其模型利用李雅普诺夫理论和线性矩阵不等式方法进行分析,得到系统稳定的充分条件。(4)针对多输出多输入网络控制系统建立具有时延的模型和同时具有时延和丢包的模型,并把这两个建立的模型变换成统一模型,并对其进行稳定性分析,得到系统稳定的充分必要条件。

关键词：多采样率网络控制系统线性矩阵不等式

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LCL型三相并网逆变器状态空间模型和控制

电力设备管理 2021年第2期 186-188页

作者：关虎昌河西学院

基于状态空间法建立了三相并网逆变器LCL滤波器静止abc坐标系和同步旋转dq坐标系的数学模型,且对系统的能控和能观性进行了分析,最后实例表明采用控制策略的有效性。

关键词： LCL滤波器数学模型状态反馈

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孤岛微电网谐波治理方法研究

电力电子技术 2015年第12期49卷 135-137页

作者：张志成刘振来关虎昌河西学院物理与机电工程学院甘肃张掖734000

由于微电网中含有大量非线性器件,运行过程中会产生大量谐波。为治理孤岛微电网中的谐波问题,在微网逆变器P-f下垂控制方法的基础上提出一种带有源电力滤波器(APF)谐波抑制功能的统一控制器,并在谐波电流检测过程中采用一种改进型d-q算... 详细信息

由于微电网中含有大量非线性器件,运行过程中会产生大量谐波。为治理孤岛微电网中的谐波问题,在微网逆变器P-f下垂控制方法的基础上提出一种带有源电力滤波器(APF)谐波抑制功能的统一控制器,并在谐波电流检测过程中采用一种改进型d-q算法。搭建了系统仿真模型和实验平台,仿真和实验结果表明采用提出的统一控制器能够实现APF功能,有效地抑制谐波电流。

关键词：微电网统一控制器有源电力滤波器

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动态电压恢复器控制策略研究

自动化与仪器仪表 2017年第6期 26-27页

作者：关虎昌河西学院物理与机电工程学院甘肃张掖734000 河西学院新能源研究所甘肃张掖734000

由于动态电压恢复器能够有效地解决电压跌落问题,受到学者们的广泛关注。针对传统前馈控制和反馈控制中存在的实时性差、稳定性不高的缺点,提出一种新型控制策略。该策略结合了前馈控制和反馈控制的优点能够很好地实现电压跌落补偿。利... 详细信息

由于动态电压恢复器能够有效地解决电压跌落问题,受到学者们的广泛关注。针对传统前馈控制和反馈控制中存在的实时性差、稳定性不高的缺点,提出一种新型控制策略。该策略结合了前馈控制和反馈控制的优点能够很好地实现电压跌落补偿。利用MATLAB搭建了系统的仿真模型,仿真和实验结果验证了该控制策略的有效性和可行性。

关键词：电能质量动态电压恢复器电压跌落控制策略

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对甘肃河西走廊地区发展光伏食用菌的思考

现代农业科技 2019年第2期 53-54,56页

作者：赵玲霞关虎昌河西学院物理与机电工程学院甘肃张掖734000

本文介绍了光伏大棚的概念、类型及其对生态农业的影响,以及光伏食用菌在我国的发展现状及其优势,阐述了甘肃河西走廊地区食用菌产业发展现状,并对该地区发展光伏食用菌的条件及优势进行了分析,以期为河西走廊地区食用菌产业的发展提供... 详细信息

本文介绍了光伏大棚的概念、类型及其对生态农业的影响,以及光伏食用菌在我国的发展现状及其优势,阐述了甘肃河西走廊地区食用菌产业发展现状,并对该地区发展光伏食用菌的条件及优势进行了分析,以期为河西走廊地区食用菌产业的发展提供参考。

关键词：食用菌光伏大棚优势河西走廊地区

δ-铁素体对钠冷快堆用316KD奥氏体不锈钢热变形行为和动态再结晶的影响

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金属学报 2024年第3期60卷 367-376页

作者：陈胜虎王琪玉姜海昌戎利建中国科学院金属研究所中国科学院核用结构材料与安全评价重点实验室沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

奥氏体不锈钢中δ-铁素体的存在显著影响热加工过程中奥氏体晶粒度的控制,造成晶粒不均匀现象,关于δ-铁素体对奥氏体动态再结晶行为的影响机制尚不清楚。本工作利用Gleeble-3800热力模拟试验机在1423 K、0.1 s^(-1)条件下进行了铸态样... 详细信息

奥氏体不锈钢中δ-铁素体的存在显著影响热加工过程中奥氏体晶粒度的控制,造成晶粒不均匀现象,关于δ-铁素体对奥氏体动态再结晶行为的影响机制尚不清楚。本工作利用Gleeble-3800热力模拟试验机在1423 K、0.1 s^(-1)条件下进行了铸态样品和均质化处理态样品的热压缩实验,结合SEM、EBSD和TEM等研究了δ-铁素体对热变形行为和动态再结晶的影响。结果表明:1473 K均质化处理14 h可基本消除δ-铁素体,同时伴随着奥氏体晶粒的显著长大,计算表明δ-铁素体向奥氏体的转变速率主要受控于Cr在奥氏体中的扩散。铸态样品变形过程中,δ-铁素体内部、δ-铁素体/奥氏体界面处的塑性变形先于奥氏体相,高温下较软δ-铁素体的存在,造成铸态样品的流变应力明显低于均质化处理态无δ-铁素体样品。随着变形的进行,δ-铁素体易发生动态回复,动态回复引起的软化导致流变应力显著下降。均质化处理态样品的动态再结晶机制是原始奥氏体晶界弓出形核的不连续动态再结晶。而δ-铁素体的存在促进了δ-铁素体/奥氏体界面附近奥氏体的动态再结晶,其机制为连续动态再结晶。铸态样品中的原始奥氏体晶界为不连续动态再结晶的形核位置,2种动态再结晶机制的耦合作用使得铸态样品的动态再结晶程度显著高于均质化处理态样品。

关键词：奥氏体不锈钢 δ-铁素体均质化处理热变形动态再结晶

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图像纹理引导的迭代水印模型

西安电子科技大学学报 2024年

作者：武鑫婷黄樱牛保宁关虎兰方鹏刘杰太原理工大学计算机科学与技术学院(大数据学院) 北京邮电大学人工智能学院中国科学院自动化研究所

近年来，深度神经网络被成功应用于数字水印领域。常见深度学习水印模型由嵌入水印的编码器、模拟攻击的噪声层、提取水印的解码器三部分构成。常用的端到端训练方式要求参与训练的攻击必须可导，此要求限制了水印模型在面对真实不可导... 详细信息

近年来，深度神经网络被成功应用于数字水印领域。常见深度学习水印模型由嵌入水印的编码器、模拟攻击的噪声层、提取水印的解码器三部分构成。常用的端到端训练方式要求参与训练的攻击必须可导，此要求限制了水印模型在面对真实不可导攻击时的鲁棒性能力。此外，在一幅完整图像中，通常包含平滑纹理和粗糙纹理，然而目前的水印模型却很少直接利用其纹理信息实现水印的嵌入过程。针对上述问题，提出了一种图像纹理引导的迭代水印模型。引入图像纹理注意模块，使模型能够根据图像纹理的粗糙程度来引导水印的嵌入过程，提升水印的不可见性。采用两阶段迭代的训练方式实现对不可导攻击的学习。第一阶段，结合图像纹理注意模块，进行无攻击的端到端编-解码器联合训练，最大限度地保证水印的不可见性；第二阶段，进行不可导攻击参与的解码器独立训练，通过对任意真实攻击分布的学习，构建具有强鲁棒性的解码器。两阶段训练迭代进行，最终通过编、解码器协同训练的方式，达到模型的全局最优状态，实现水印不可见性和鲁棒性较好的平衡。实验结果表明，该模型在不可见性和鲁棒性上均优于主流的深度学习水印模型。

关键词：深度学习图像水印纹理鲁棒性不可见性

预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐Pb-Bi腐蚀性能的影响

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金属学报 2024年第5期60卷 639-649页

作者：潘霞张洋鹏董志宏陈胜虎姜海昌戎利建中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐Pb-Bi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐55... 详细信息

针对液态Pb-Bi共晶(LBE)冷却快堆开发了一种新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢,为进一步增强其耐Pb-Bi腐蚀性能,提升燃料组件的安全性,采用预氧化法对其进行了表面防护处理,表征了预氧化膜的结构,分析了预氧化处理对12Cr铁素体/马氏体钢耐550℃饱和氧LBE的腐蚀性能的影响。结果表明,该钢在720℃、1%O_(2)+99%N_(2)气氛中预氧化1 h时形成的氧化膜主要是(Fe,Cr)_(2)O_(3)和MnCr_(2)O_(4)氧化物,此氧化膜可有效阻止钢中Fe元素的向外扩散和LBE中O元素的向内扩散,进而提升了材料的耐LBE腐蚀性能。但由于Mn较高的扩散速率和在LBE中较高的溶解度,预氧化膜中的Mn元素会逐渐扩散和溶解至LBE,导致部分氧化膜失效并形成局部腐蚀区,当LBE腐蚀1000 h后,合金表面的局部腐蚀区可达60%。本工作揭示了新型高硅12Cr铁素体/马氏体钢中预氧化膜的微观结构、保护效果和失效机制,为进一步提升其预氧化膜的有效性和稳定性指明了方向。

关键词： Pb-Bi共晶冷却快堆铁素体/马氏体钢表面处理 Pb-Bi腐蚀预氧化膜

Nb含量和均质化处理对奥氏体不锈钢铸态组织和力学性能的影响

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金属学报 2024年

作者：谢昂陈胜虎姜海昌戎利建中国科学技术大学材料科学与工程学院中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室

奥氏体不锈钢中添加Nb会造成铸态组织中出现大尺寸初生NbC，不利于后续二次NbC的析出控制，是制约含Nb奥氏体不锈钢发展的重要因素。本工作采用OM、SEM、TEM和单轴拉伸等研究了Nb含量和均质化处理对奥氏体不锈钢铸态组织和力学性能的影... 详细信息

奥氏体不锈钢中添加Nb会造成铸态组织中出现大尺寸初生NbC，不利于后续二次NbC的析出控制，是制约含Nb奥氏体不锈钢发展的重要因素。本工作采用OM、SEM、TEM和单轴拉伸等研究了Nb含量和均质化处理对奥氏体不锈钢铸态组织和力学性能的影响。结果表明，Nb含量的变化改变了晶界初生NbC和M23C6碳化物的析出行为，未添加Nb的合金在晶界处析出了连续分布的M23C6碳化物；Nb含量为0.30%时，形成了初生NbC+奥氏体的共晶组织，但晶界仍析出M23C6碳化物；Nb含量进一步提高到0.90%可完全抑制M23C6析出，但共晶组织数量显著增加。随着Nb含量增加到0.90%，合金的屈服强度提高，这是由于M23C6析出被抑制而使Cr元素固溶强化、Nb的固溶强化、晶粒细化带来的细晶强化以及二次NbC的沉淀强化作用提高。然而，初生NbC与奥氏体间较差的变形协调性易诱发微裂纹的萌生，裂纹沿网状分布的NbC快速扩展而造成了沟壑状的脆性断裂，显著降低了延伸率。1250℃均质化处理后，初生NbC由长棒状转变为球状或椭球状，提高了NbC与奥氏体界面处微裂纹形成所需的临界应力，抑制了微裂纹的萌生；同时初生Nb C由网状分布转变为断续分布，避免了微裂纹沿初生NbC的扩展，在基本不影响奥氏体不锈钢强度的基础上，大幅度提高了延伸率。

关键词：奥氏体不锈钢 Nb含量均质化处理碳化物析出力学性能