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纯电动铲运机弓网续能系统设计与动态特性仿真

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吉林大学学报（工学版） 2020年第2期50卷 454-463页

作者：李银平靳添絮刘立北京科技大学机械工程学院北京100083

为能给纯电动铲运机充电续能,提出了一种弓网续能充电系统。根据10 t级纯电动铲运机受电弓动力学特征及受电弓与巷道之间的工作条件设计了包括弓网各部件结构、弓头运动轨迹、升弓角及平衡杆转角等弓网续能系统参数。基于建立的受电弓... 详细信息

为能给纯电动铲运机充电续能,提出了一种弓网续能充电系统。根据10 t级纯电动铲运机受电弓动力学特征及受电弓与巷道之间的工作条件设计了包括弓网各部件结构、弓头运动轨迹、升弓角及平衡杆转角等弓网续能系统参数。基于建立的受电弓动力学计算模型,结合多目标优化算法设计出纯电动铲运机专用受电弓,基于非线性有限元理论建立了纯电动铲运机弓网续能系统有限元模型,通过MARC软件对弓网续能系统受流情况进行了动态特性仿真和验证分析。结果表明:本弓网续能系统能在保证纯电动铲运机安全运行的前提下仅需12.5 s完成纯电动铲运机续能充电,提高了纯电动铲运机运行作业效率,具有很强的推广性。

关键词：车辆工程纯电动铲运机弓网续能系统设计多目标优化算法动态受流性能 MARC有限元仿真

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基于扩展状态观测器的变结构控制及其应用

北京理工大学学报 2009年第4期29卷 318-322页

作者：陈杰靳添絮白永强北京理工大学信息科学技术学院自动控制系北京100081 北京理工大学复杂系统智能控制与决策教育部重点实验室北京100081

针对伺服系统中存在较强的外部干扰、非线性环节与大惯量特性,并为了满足快速、稳定、高精度的控制要求,利用自抗扰控制技术中扩展状态观测器补偿系统的不确定因素及高阶变量,将系统简化为积分串联型.基于简化后的模型用幂次趋近律设计... 详细信息

针对伺服系统中存在较强的外部干扰、非线性环节与大惯量特性,并为了满足快速、稳定、高精度的控制要求,利用自抗扰控制技术中扩展状态观测器补偿系统的不确定因素及高阶变量,将系统简化为积分串联型.基于简化后的模型用幂次趋近律设计控制律,得到了基于扩展状态观测器的变结构控制器.扩展状态观测器为系统未建模动态提供高频通路,在一定程度上消除了抖振.将此控制器应用于典型的伺服系统——火炮控制系统中,实验结果表明,相对于经典变结构控制器以及工程化PID控制器,此控制器的控制效果更好.

关键词：扩展状态观测器变结构控制火炮控制系统

基于工况识别和马尔可夫链的混合动力地下铲运机功率预测

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煤炭学报 2019年第S1期44卷 330-337页

作者：姜超靳添絮罗维东赵宏宪北京科技大学机械工程学院北京100083

混合动力地下铲运机具有工作环境恶劣、运行工况特殊、动力系统复杂且需求功率变化幅度大的特点,控制策略难以实现功率的最优分配,因此需要对混合动力地下铲运机需求功率进行有效预测,而传统单一预测模型难以准确地预测其需求功率。针... 详细信息

混合动力地下铲运机具有工作环境恶劣、运行工况特殊、动力系统复杂且需求功率变化幅度大的特点,控制策略难以实现功率的最优分配,因此需要对混合动力地下铲运机需求功率进行有效预测,而传统单一预测模型难以准确地预测其需求功率。针对上述问题,提出了一种基于工况识别和马尔可夫链的混合动力地下铲运机需求功率预测方法。首先,介绍了混合动力地下铲运机动力系统结构及整体参数,依据混合动力地下铲运机工作特点,将循环工况分为5种典型工况,并在此基础上依据混合动力地下铲运机现场运行采集到的实际工况数据,通过主成分分析对特征参数进行降维,提取出6种特种参数,利用可能性C均值聚类算法对混合动力地下铲运机的5种典型运行工况进行识别;然后,利用马尔可夫链原理,以混合动力地下铲运机输出功率为状态,根据功率变化范围确定状态空间;最后,根据已识别出工况的运行输出功率数据建立状态转移概率矩阵,对混合动力地下铲运机未来时刻需求功率进行预测。结果表明:相比于不区分工况的预测模型,基于工况识别的马尔可夫链模型可显著提高混合动力地下铲运机功率预测的准确性,同时在面对输出功率急剧变化的工况时也能保持较好的稳定性,验证了该模型具有较好的预测精度和鲁棒性。

关键词：混合动力地下铲运机工况识别马尔可夫链功率预测

百吨级交流电传动矿用自卸车中基于扩展状态观测器的变结构控制

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中南大学学报（自然科学版） 2013年第S1期44卷 123-127页

作者：靳添絮商铁军刘立北京科技大学机械工程学院北京100083 北京安期生技术有限公司北京100083

针对百吨级矿用自卸车的交流电传动对高瞬时功率和高功率密度、快速启动、高负载爬坡的设计要求,以及非线性环节和大惯量特性,对系统进行工况分析和模型辨识,利用扩展状态观测器补偿系统中的不确定因素以及高阶变量,将系统简化为积分串... 详细信息

针对百吨级矿用自卸车的交流电传动对高瞬时功率和高功率密度、快速启动、高负载爬坡的设计要求,以及非线性环节和大惯量特性,对系统进行工况分析和模型辨识,利用扩展状态观测器补偿系统中的不确定因素以及高阶变量,将系统简化为积分串联型,基于简化后的模型用幂次趋近律设计控制律,得到基于扩展状态观测器的变结构控制器。将此控制器应用于百吨级矿用自卸车的交流电传动系统。仿真结果证明:此控制器在该系统中取得了较好的控制效果及鲁棒性。

关键词：百吨级矿用自卸车交流电驱动变结构控制扩展状态观测器

基于动态规划的电动拖拉机动力电源能量控制策略研究

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农业机械学报 2020年第4期51卷 403-410页

作者：李银平刘立靳添絮苑昆陈亚珏北京科技大学机械工程学院北京100083 北京市建筑工程研究院有限责任公司北京100039 北京安期生技术有限公司北京100083

针对纯电动拖拉机能量利用率低、续航里程不足的问题,提出了基于超级电容和蓄电池复合的纯电动拖拉机动力电源系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求,对动力电源系统进行了拓扑结构选型和参数匹配,并以动力电源能耗最... 详细信息

针对纯电动拖拉机能量利用率低、续航里程不足的问题,提出了基于超级电容和蓄电池复合的纯电动拖拉机动力电源系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求,对动力电源系统进行了拓扑结构选型和参数匹配,并以动力电源能耗最低为优化目标,应用动态规划对纯电动拖拉机的动力电源系统进行能量控制策略优化,对动态规划结果以及工况特点进行分析,总结出基于规则的动力电源能量控制策略,利用Matlab/Simulink建模对控制策略进行仿真。结果表明基于动态规划的控制策略能量消耗比基于规则的控制策略能量消耗减少了18%,证明了基于动态规划的能量控制策略在节能降耗方面的有效性。

关键词：纯电动拖拉机动力电源能量控制策略动态规划规则控制

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基于超级电容器的混合动力装置设计与应用

北京理工大学学报 2009年第5期29卷 406-409,459页

作者：靳添絮陈杰白永强王海杰北京理工大学信息科学技术学院自动控制系北京100081 哈尔滨巨容新能源有限公司黑龙江哈尔滨150078

为了提高动力装置的性能,利用超级电容器,结合发电机组设计了基于超级电容器的混合动力装置,并将其应用在某牵引火炮的自动操瞄系统中.实验证明,超级电容器新型动力装置较传统的动力装置具有更强的性能与环境适应性,减少能耗20%以上,更... 详细信息

为了提高动力装置的性能,利用超级电容器,结合发电机组设计了基于超级电容器的混合动力装置,并将其应用在某牵引火炮的自动操瞄系统中.实验证明,超级电容器新型动力装置较传统的动力装置具有更强的性能与环境适应性,减少能耗20%以上,更适合在野战条件下的军用装备中应用.

关键词：超级电容器新型动力装置军用装备

基于优化的LSSVM-HMM混合动力铲运机故障预测

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煤炭学报 2019年第S1期44卷 338-344页

作者：郇双宇靳添絮刘立张炼苑昆北京科技大学机械工程学院北京100083 北京安期生技术有限公司北京100083

混合动力铲运机工作环境恶劣,电气系统复杂,故障原因耦合性强,故障种类多,数据大多呈非线性关系,针对传统单一的方法难以精确预测铲运机电气系统故障的问题,提出了一种把最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LSSVM... 详细信息

混合动力铲运机工作环境恶劣,电气系统复杂,故障原因耦合性强,故障种类多,数据大多呈非线性关系,针对传统单一的方法难以精确预测铲运机电气系统故障的问题,提出了一种把最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LSSVM)和隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)相结合并进行改进的故障预测方法。首先用历史时刻的铲运机运行状态数据通过LSSVM进行训练,将当前时刻状态数据输入训练好的LSSVM中预测出未来时刻的状态数据;然后通过历史数据训练不同故障状态下的HMM模型;最后把当前状态数据及通过LSSVM预测的状态数据导入训练好的HMM模型中,预测出未来时刻铲运机的状态及其变化趋势。针对传统用经验方法训练LSSVM参数和用Baum-Welch方法选择HMM参数容易陷入局部最优解和收敛速度慢等缺点问题,提出在LSSVM和HMM参数选择时采用人工鱼群算法(Artificial Fish Swarm Algorithm,AFSA)进行改进,提高了LSSVM和HMM的参数估计性能,得到LSSVM所需的最优惩罚参数和径向基核函数。整个过程所用到的数据是14 t混合动力铲运机在矿山现场工作时采集的数据。研究结果表明,通过LSSVM预测出来的铲运机状态数据与采集到的真实状态数据相比,误差较小,吻合度高。应用优化后的LSSVM-HMM方法进行铲运机故障预测准确率达到了91.1%,该方法能精确预测出混合动力铲运机电气系统的故障及其状态变化趋势。

关键词：故障预测最小二乘支持向量机隐马尔科夫模型人工鱼群算法

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混合动力地下铲运机功率跟随控制策略

机械工程学报 2017年第16期53卷 105-111页

作者：苑昆靳添絮刘立陈亚珏张军商铁军北京科技大学机械工程学院北京100083 北京安期生技术有限公司北京100083

为改善地下铲运机燃油经济性,研究系统动力分配策略。通过分析14 t级地下铲运机工况特点,提出串联混合动力系统结构。分析了系统的功率链关系,针对该系统提出了一种双层控制结构的功率跟随控制策略。通过判断系统状态,控制发动机转速及... 详细信息

为改善地下铲运机燃油经济性,研究系统动力分配策略。通过分析14 t级地下铲运机工况特点,提出串联混合动力系统结构。分析了系统的功率链关系,针对该系统提出了一种双层控制结构的功率跟随控制策略。通过判断系统状态,控制发动机转速及发电机功率,实现了发动机动力的合理分配。对样机进行场地试验,结果表明:该策略能有效的控制混合动力地下铲运机运行,与传统柴油地下铲运机相比节油效果达到25.9%,实现了节能目的。

关键词：地下铲运机混合动力功率跟随控制燃油经济性

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求解弹头散布均匀度的分布估计算法

控制理论与应用 2009年第6期26卷 624-628页

作者：窦丽华王高鹏陈杰张娟靳添絮北京理工大学信息科学技术学院北京100081

未来空域窗射击体制是一种新型的高炮射击体制,这种射击体制对近程防空反导具有显著的效果.在对未来空域窗进行设计和评价时,必须计算未来空域窗内弹头散布的均匀度,并要求算法具有全局收敛以及解的精度高.文章描述了未来空域窗弹头散... 详细信息

未来空域窗射击体制是一种新型的高炮射击体制,这种射击体制对近程防空反导具有显著的效果.在对未来空域窗进行设计和评价时,必须计算未来空域窗内弹头散布的均匀度,并要求算法具有全局收敛以及解的精度高.文章描述了未来空域窗弹头散布均匀度的问题,提出了一种求解弹头散布均匀度的分布估计算法;然后,提出了一种变焦算法用来提高算法的搜索效率和解的精度,并给出了混合算法的流程图.仿真结果表明,混合算法具有全局收敛、解的精度高以及搜索效率高的优点,适合于在实际工程中用来求解弹头散布均匀度.

关键词：弹头散布均匀度分布估计算法变焦算法混合算法