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基于局部模型网络的锂电池SOC估计方法

仪器仪表学报 2023年第7期44卷 161-171页

作者：张振强马思乐姜向远陈纪旸马晓静山东大学海洋研究院青岛266237 山东正中信息技术股份有限公司济南250014

锂电池的荷电状态(SOC)是电池管理最重要的参数,准确的SOC估计对保证电池运作的安全性至关重要。传统基于数据驱动的SOC估计法,如神经网络,在可解释性、参数整定方面表现不足。本文提出一种基于局部模型网络和天牛须搜索优化组合的SOC... 详细信息

锂电池的荷电状态(SOC)是电池管理最重要的参数,准确的SOC估计对保证电池运作的安全性至关重要。传统基于数据驱动的SOC估计法,如神经网络,在可解释性、参数整定方面表现不足。本文提出一种基于局部模型网络和天牛须搜索优化组合的SOC估计法。首先,借助局部模型网络描述复杂非线性系统的能力和其作为灰箱模型的可解释性,将模型的工况空间分解为多个可以用简单模型表示的局部子区间,再用调度函数组合为最终的模型。其次,在网络的训练过程中,采用天牛须搜索优化算法确定分裂空间上的最佳分裂方位,很好的兼顾了模型辨识的精度和运算复杂度。最后,在锂电池动态特性数据集上与已有文献中的SOC估计法进行了对比试验,本文所提出的方法在简单工况的训练集上的RMSE误差小于0.4%,在复杂工况的测试集上的RMSE误差小于0.9%,在不同温度上的表现也相对平稳,总体展现出较高的辨识精度及泛化能力。这一特点在实测的数据集上也得到了进一步验证。

关键词：锂电池 SOC估计局部模型网络天牛须搜索优化

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基于L1自适应理论的AUV深度控制器设计

中国舰船研究 2021年第5期16卷 150-157页

作者：霍江航姜向远栾义忠马晓静山东大学海洋研究院山东青岛266237

[目的]为抑制自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)运动过程中水动力参数变化和复杂外界环境干扰的影响,针对AUV深度控制通道设计一种自适应控制器。[方法]首先建立AUV系统动力学模型,然后以REMUS AUV系统的纵向控制模... 详细信息

[目的]为抑制自主式水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)运动过程中水动力参数变化和复杂外界环境干扰的影响,针对AUV深度控制通道设计一种自适应控制器。[方法]首先建立AUV系统动力学模型,然后以REMUS AUV系统的纵向控制模型为被控对象设计L1自适应控制器,最后在考虑不同干扰条件下使用Matlab/Simulink对L1自适应控制器进行仿真试验,并与相同环境下PID控制器的效果进行对比。[结果]在受到强外界干扰的条件下,对比PID控制器,L1自适应控制器的控制效果更稳定。且当AUV运动模型中水动力参数发生改变时,L1自适应控制器可以保持稳定。[结论]仿真结果表明,基于L1自适应理论设计的控制器在拥有良好动态响应的同时能够保证抗干扰能力与鲁棒性。

关键词：自主式水下航行器 L1自适应控制输出反馈深度控制

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基于组合导航机器人的输油管道监测实验平台

实验技术与管理 2016年第9期33卷 96-99页

作者：姜向远任鹏陈鸿龙吕新荣张斌中国石油大学(华东)信息与控制工程学院山东青岛266580 青岛市黄岛区交通运输局山东青岛266555

介绍了输油管道泄漏监测的工作原理,设计了一套基于组合导航机器人的输油管道监测实验平台。该实验平台以嵌入式系统、机器人操作系统和组合导航算法为基础,实现管道泄漏检测和泄漏点实时定位。该实验平台涵盖了管道泄漏监测的信息采集... 详细信息

介绍了输油管道泄漏监测的工作原理,设计了一套基于组合导航机器人的输油管道监测实验平台。该实验平台以嵌入式系统、机器人操作系统和组合导航算法为基础,实现管道泄漏检测和泄漏点实时定位。该实验平台涵盖了管道泄漏监测的信息采集、传输、处理以及机器人运动控制等内容,有助于学生深入学习和理解机器人技术在石油领域中的应用和设计方法,掌握输油管道泄漏监测的工作原理,能够培养和提高学生的创新能力和工程实践能力。

关键词：输油管道监测组合导航机器人嵌入式系统设计方法

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TY气田水侵特征及开发对策研究

TY气田水侵特征及开发对策研究

作者：姜思远东北石油大学

学位级别：硕士

天然气作为一种清洁能源,对我国实现“碳达峰、碳中和”的目标具有重要贡献。近年来天然气的需求量呈现急剧上升趋势,但是水侵严重制约了有水气藏的开发效果。因此,控水增产措施的相关研究迫在眉睫。TY气田自2011年见水后,产气量迅速下... 详细信息

天然气作为一种清洁能源,对我国实现“碳达峰、碳中和”的目标具有重要贡献。近年来天然气的需求量呈现急剧上升趋势,但是水侵严重制约了有水气藏的开发效果。因此,控水增产措施的相关研究迫在眉睫。TY气田自2011年见水后,产气量迅速下降,目前已有部分生产井提产,其余井也处于高含水状态,亟需实施控水增产措施来保证气田后期的高效开发。本文通过气藏数值模拟手段对TY气田的水侵特征进行刻画并分析发生水侵的原因,结合国内外研究成果提出适用于TY气田的控水增产措施,并通过数值模型对控水增产措施进行评价及适用性研究,从而达到提高采气量,控水增产的目的。本文根据研究区地质资料搭建TY气田地质构造模型,并结合研究地质条件与沉积特点,开展地质统计学反演,并基于反演控制条件下搭建属性模型。对模型进行网格粗化,最终得到TY气田三维地质模型。在三维地质模型基础上导入流体参数完成数值模型搭建。通过数值模型对研究区内5口生产井的水特征律进行描述,并结合孔隙度模型、渗透率模型及砂体发育情况对水侵特征进行分析,结果表明水侵方向主要为低孔低渗区向高孔高渗区,连通性强的砂体能够为水侵提供优势通道,泥岩夹层能够阻碍水体纵向流动。本文通过计算气井井控储量和气井无阻流量完成了TY气田开发效果评价。基于各种控水增产措施的机理与技术特点,结合TY气田5口生产井的实际情况,完成了控水增产措施的筛选,并依筛选结果开展合理生产制度、堵水、超短半径侧钻及组合措施的数值模拟研究,对各控水增产措施的效果进行分析评价,其中:J1-2井及J1-X5井采用堵水措施,可使J1-2井提升产量27.92%,J1-5井提升产量717.57%;J1-X6井采用超短半径侧钻措施,可提升产量69.39%;J1-4井、J1井采用堵水与超短半径侧钻的组合措施,可使J1-4井提升产量81.14%,J1井提升产量211.15%。研究成果为TY气田的合理高效开发提供了指导。

关键词：地震反演数值模型水侵特征开发效果控水增产数值模拟

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基于标记因果顺序挖掘的多标记分类方法

软件学报 2022年第4期33卷 1267-1273页

作者：陈加略姜远南京大学计算机科学与技术系江苏南京210023

在多标记学习(MLL)问题中,每个示例都与一组标记相关联.为了实现对未见示例的高效预测,挖掘和利用标记之间的关系是至关重要的.大多数已有的研究都将关系简化为标记之间的相关性,而相关性又通常基于标记的共现性.揭示了因果关系对于描... 详细信息

在多标记学习(MLL)问题中,每个示例都与一组标记相关联.为了实现对未见示例的高效预测,挖掘和利用标记之间的关系是至关重要的.大多数已有的研究都将关系简化为标记之间的相关性,而相关性又通常基于标记的共现性.揭示了因果关系对于描述一个标记在学习过程中如何帮助另一个标记更为重要.基于这一观察,提出了两种策略来从标记因果有向无环图(DAG)中生成标记的因果顺序,同时使得生成的因果顺序都遵循因标记应该在果标记之前的准则.第1种策略的主要思想是对随机顺序进行排序,使其满足DAG中的因果关系.而第2种策略的主要思想是根据DAG的结构,将标记放入许多不相交的拓扑层次中,再通过它们的拓扑结构进行排序.进一步,通过将因果顺序纳入到分类器链(CC)模型中,提出了一种有效的MLL方法,从而从更加本质的角度来利用标记关系.在多个数据集上的实验结果验证了该方法确实能够挖掘出有效的标记因果顺序,并帮助提升学习性能.

关键词：多标记学习因果标记顺序有向无环图分类器链

运动性疲劳后长跑着地过程中下肢肌肉激活与关节活动变化的研究

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运动性疲劳后长跑着地过程中下肢肌肉激活与关节活动变化的研究

第十三届全国体育科学大会

作者：姜静远王国祥苏州大学体育学院

研究目的:长跑是目前深受大众喜爱的运动之一,全国各地校园马拉松和城市马拉松赛事呈井喷式发展。然而,据流行病学统计显示,我国业余马拉松跑者损伤率超六成,其危险因素主要包括既往下肢损伤史、运动性疲劳和运动过量等,大量运动损伤发...

研究目的:长跑是目前深受大众喜爱的运动之一,全国各地校园马拉松和城市马拉松赛事呈井喷式发展。然而,据流行病学统计显示,我国业余马拉松跑者损伤率超六成,其危险因素主要包括既往下肢损伤史、运动性疲劳和运动过量等,大量运动损伤发生在运动性疲劳后的着地瞬间。本研究通过对比运动性疲劳前后长跑着地各阶段中,下肢主要肌肉的激活情况以及下肢关节活动生物力学特征的变化,分析运动性疲劳对下肢各关节运动学和动力学指标的影响,针对运动性疲劳后拮抗肌共激活恒定和改变的研究争议,探究主动肌和拮抗肌激活模式和调控策略,揭示运动性疲劳影响共激活的规律及机制,以期为提升训练效果和预防下肢损伤提供理论基础和实验依据。研究方法:本研究选取20名符合纳入标准的男性长跑爱好者作为受试者。首先,实验员收集受试者的基本信息,向受试者说明实验流程和实验方法并签署知情同意书,引导受试者进行实验前的热身并粘贴标志点。其次,要求受试者匀速跑步通过测力台,且要求优势侧脚掌完全落在测力台中,运用三维动作捕捉系统、测力台系统以及表面肌电图仪,在受试者执行运动性疲劳诱导方案前,测量并记录着地过程中,预激活期、着地前期和着地后期三个阶段中髋、膝、踝关节的关节角度变化、各关节力矩和各方向地面反作用力的参数以及股直肌、股二头肌、胫骨前肌和比目鱼肌的表面肌电图信号。随后,要求受试者按要求执行跑疲劳方案,诱导运动性疲劳发生。跑疲劳方案是受试者以4m/s的恒定速度跑步,直至受试者心率达到最大心率的90%或受试者示意完全无法继续进行当前强度运动视为达标。最后,受试者达到运动性疲劳后,再次匀速跑步通过测力台,且要求优势侧脚掌完全落在测力台中,利用三维动作捕捉系统、测力台系统以及表面肌电图仪对相关指标进行测量和记录,并对所有指标在运动性疲劳前后的变化进行统计学处理和比较分析。研究结果:(1)运动性疲劳后,在长跑着地过程中,整体下肢关节屈曲角度和关节活动度增加,髋关节和膝关节在着地瞬间关节角度降低,屈曲角度显著大于疲劳前(p0.05)。(2)运动性疲劳后,长跑着地过程中膝关节峰值力矩较疲劳前显著增加(p0.05)。(3)运动性疲劳后,长跑着地过程中蹬地瞬间的垂直地面反作用力第二峰值较疲劳前显著增加(p向及垂直地面反作用力第一峰值较疲劳前并无显著差异(p>0.05)。(4)运动性疲劳后,长跑着地过程中股直肌在着地后期激活水平提升,均方根值显著高于疲劳前(p0.05),在着地前期和着地后期中拮抗肌共激活比均显著降低(p<0.05)。研究结论:(1)运动性疲劳后长跑着地过程中,下肢关节呈现出不同的运动生物力学特征表现,体现在着地和离地瞬间更大的屈髋屈膝角度和更大的关节活动度,以及蹬地时更大的膝关节力矩和更高的垂直地面反作用力,来降低重心并获得更大的蹬伸力量。(2)运动性疲劳后,股直肌、股二头肌、胫骨前肌和腓肠肌在着地过程中均发生肌肉疲劳,且肌肉激活水平增加,旨在募集更多的运动单元来弥补运动性疲劳引起的主动力量不足和关节稳定性下降。(3)运动性疲劳后,下肢部分肌肉激活策略发生改变,体现在触地后的着地前期和着地后期降低拮抗肌共激活水平,以弥补主动肌力量不足,其机制可能是运动性疲劳打破原有交互抑制的平衡,引发高位中枢对主动肌运动神经元调控通路的变化,导致拮抗肌运动神经元兴奋性降低,降低关节稳定性,对跑者健康产生负面影响。

关键词：

来源： cnki会议评论

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多作动器协同的特种车辆行车调平控制方法

兵工学报 2023年第1期44卷 98-107页

作者：张聪刘爽姜思远刘世纪燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 河北省工业计算机控制工程重点实验室燕山大学河北秦皇岛066004

针对国防军事、应急救援等国计民生重要领域中特种车辆行车调平的需求,基于多智能体一致性协同控制相关理论,提出多作动器协同的行车调平方法。将整车垂向模型分解为由作动器驱动的带有相互耦合特性的多智能体悬架节点,建立悬架节点动... 详细信息

针对国防军事、应急救援等国计民生重要领域中特种车辆行车调平的需求,基于多智能体一致性协同控制相关理论,提出多作动器协同的行车调平方法。将整车垂向模型分解为由作动器驱动的带有相互耦合特性的多智能体悬架节点,建立悬架节点动力学模型。构建基于悬架动行程的趋势引导动态基准和基准误差,摆脱现有调平方法对车身质心铅垂高的依赖,提出基于动态基准误差的多作动器协同行车调平方法。基于汽车系统仿真软件Carsim验证所提方法的有效性。研究结果表明,与整车型调平方法对比,所提方法更好地实现行车调平,调平精度提高了1到2个数量级;研究结果有助于进一步丰富和完善主动悬架控制技术体系,为解决特种车辆行车调平问题提供了全新思路和具体方法。

关键词：特种装备车辆行车调平主动悬架多作动器协同控制

基于T7启动子表达系统的牛副流感病毒3型微型基因组的构建与拯救

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微生物学报 2016年第11期56卷 1746-1754页

作者：姜男郑妍鹏蒋桂云张伟焦月盈付远辉彭向雷何金生北京交通大学生命科学与生物工程研究院北京100044

【目的】通过负链RNA病毒反向遗传学操作,构建并拯救以T7启动子表达系统为基础的牛副流感病毒3型(Bovine parainfluenza virus type 3,BPIV3)微型基因组。【方法】分别构建表达该病毒NP、P和L蛋白的辅助质粒px8δT-PT1-b PIV3-NP、px8δ... 详细信息

【目的】通过负链RNA病毒反向遗传学操作,构建并拯救以T7启动子表达系统为基础的牛副流感病毒3型(Bovine parainfluenza virus type 3,BPIV3)微型基因组。【方法】分别构建表达该病毒NP、P和L蛋白的辅助质粒px8δT-PT1-b PIV3-NP、px8δT-PT1-b PIV3-P和px8δT-PT1-b PIV3-L以及含增强型绿色荧光蛋白(Enhanced green fluorescent protein,EGFP)开放读码框(Open reading frame,ORF)、BPIV3前导序列(Leader region)、转录起始信号(Gene start signal,GS)、转录终止信号(Gene end signal,GE)和尾随序列(Trailer region)等顺式作用元件(Cis-acting elements)的微型基因组质粒p SC11-b PIV3-EGFP,鉴定正确后,采用2种不同方法拯救BPIV3微型基因组,并通过观察荧光表达情况判断是否拯救成功。【结果】成功构建了基于T7启动子表达系统的BPIV3微型基因组,并实现了拯救。【结论】该系统的成功构建,有助于今后对BPIV3开展基因修饰研究。

关键词：牛副流感病毒3型微型基因组反向遗传学拯救

内高压成形机两侧液压缸位置同步控制系统试验研究

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内高压成形机两侧液压缸位置同步控制系统试验研究

作者：姜兆远燕山大学

学位级别：硕士

内高压成形技术主要是利用管材作为坯料,向其内部冲入高压液体介质,同时两端轴向补料使得管材紧贴模具内腔,从而形成所需要的构件。由于内高压成形技术具有节省原材料、降低成本和所生产产品质量轻等特点,此技术越来越多的应用于现代工... 详细信息

内高压成形技术主要是利用管材作为坯料,向其内部冲入高压液体介质,同时两端轴向补料使得管材紧贴模具内腔,从而形成所需要的构件。由于内高压成形技术具有节省原材料、降低成本和所生产产品质量轻等特点,此技术越来越多的应用于现代工业。内高压成形中的两侧液压缸位置同步控制问题是核心技术环节之一,同步控制精度的高低直接影响到生产效率。该文针对这一问题进行了相关的研究,主要研究内容如下:首先,根据相关文献分析了内高压成形的基本原理和特点,其生产的空心结构件和异型管件广泛应用于汽车、航空航天和船舶等领域。分析了内高压成形的国内外研究现状,尤其是两侧液压缸位置同步控制的研究现状,针对此领域的研究不足提出了本文主要研究内容。其次,阐述了电液比例控制系统,这是该文所研究的内高压成形机两侧液压缸位置同步控制系统的核心部分。分析了液压动力机构,对单侧缸电液比例控制系统进行了数学建模,并依据所搭建的试验平台进行了参数计算。确立了“同等+主从”的控制策略,针对内高压成形过程中给定信号的特点,进行了不同斜率变化的斜坡给定信号PID控制算法仿真,同时也看到了PID控制算法的局限性。再次,PID控制算法存在对于外界干扰的抑制不足,响应慢,鲁棒性不强等局限性,因此本文进行了全程积分滑模控制算法的研究,并建立了系统的状态方程,依此设计了全程积分滑模面和全程积分控制器,并对其进行了仿真。从仿真结果看,相比于PID控制算法,滑膜控制算法可以更好地抑制扰动,提高了系统的鲁棒性。最后,给出了PLC+工控机的两侧液压缸位置同步控制系统试验平台,利用数据采集卡进行位移信号的采集和控制信号的输出,采用OPC技术使PLC和上位机之间进行数据实时交互,并编写了滑模控制算法的程序。依次做了PID和滑模控制算法的相关试验,试验表明两种算法都可以满足生产需求,但是滑模控制算法可以更好地抑制扰动,负载的变化也对其影响不大,可以适用于生产要求高的场合。

关键词：内高压成形 S7-300PLC 电液比例控制位置同步控制滑模控制