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考虑时延的异质协作车队事件触发控制研究

东北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 540-547页

作者：唐传茵夏冀沣章明理吴龙杰东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对目前研究较少考虑车辆混行造成的异质问题与时延问题,本文提出了一种具有时延的异质协作式自动驾驶车队事件触发控制方法 .首先,建立了考虑混行的异质车辆时延模型;其次,基于PID(proportional-integral-derivative)控制与模型预测控... 详细信息

针对目前研究较少考虑车辆混行造成的异质问题与时延问题,本文提出了一种具有时延的异质协作式自动驾驶车队事件触发控制方法 .首先,建立了考虑混行的异质车辆时延模型;其次,基于PID(proportional-integral-derivative)控制与模型预测控制(MPC),设计了不同模式下的事件触发控制器;然后,在城市和紧急情况下,对所提出的控制器进行了仿真分析;最后,基于Jetson Nano模型车进行了实车实验.仿真与实验结果表明,所提出的事件触发控制方法能够在不同情况下更好地权衡控制精度与计算速度间的矛盾.在带有通信时延的紧急情况下,仍能够保持较低的误差.

关键词：自动驾驶异质协作事件触发时延车队

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基于模糊增益滑模四旋翼无人机自适应容错控制

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 209-216页

作者：任朝晖刘玉麟姜泽宇陈翔宇东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

针对四旋翼无人机执行器故障下的轨迹跟踪问题,提出一种基于模糊增益滑模的自适应容错控制方法.首先,针对直接控制通道利用自适应机构在线估计执行器故障并加以补偿,采用基于模糊增益的滑模控制器设计可调控制器以满足鲁棒性要求.针对... 详细信息

针对四旋翼无人机执行器故障下的轨迹跟踪问题,提出一种基于模糊增益滑模的自适应容错控制方法.首先,针对直接控制通道利用自适应机构在线估计执行器故障并加以补偿,采用基于模糊增益的滑模控制器设计可调控制器以满足鲁棒性要求.针对间接驱动通道设计基于模糊增益的滑模控制器,从而实现无人机全通道的容错控制设计,该方法具有良好的容错能力的同时,能很好地抑制系统颤振,获得平滑的控制信号.最后,对四旋翼无人机在不同控制器下的轨迹追踪性能进行了对比仿真,结果表明,系统在故障以及扰动下具有良好的飞行性能.

关键词：四旋翼无人机执行器故障模糊控制自适应控制容错控制

Ti预处理的SiC_(f)/SiC与镍基高温合金复合铸件的界面组织与强度

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材料工程 2024年第2期52卷 164-171页

作者：林国标朱付虎赵斯文北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

由SiC_(f)/SiC复合材料与K403镍基高温合金熔体制备的一体化铸件,冷却到室温时会出现自行断裂。通过采用Ti粉埋覆包渗工艺在1100℃下对SiC_(f)/SiC表面进行预处理,并在适当工艺下与K403镍基高温合金熔体进行陶瓷型精密铸造,成功实现SiC_... 详细信息

由SiC_(f)/SiC复合材料与K403镍基高温合金熔体制备的一体化铸件,冷却到室温时会出现自行断裂。通过采用Ti粉埋覆包渗工艺在1100℃下对SiC_(f)/SiC表面进行预处理,并在适当工艺下与K403镍基高温合金熔体进行陶瓷型精密铸造,成功实现SiC_(f)/SiC与K403镍基高温合金的一体化成形和界面的牢固结合。结果表明:Ti预处理层平均厚度为17μm左右,Ti向SiC_(f)/SiC渗透、扩散和反应,形成含TiC,Ti3SiC2,Ti5Si3Cx,SiC相的显微组织;经过与高温镍基金属液复合铸造后,预处理层演变成厚约120μm的界面反应层,其典型界面组织为Ni2Si+C+Al4C3+MC(M主要含Ti及少量的Cr,Mo,W)。预处理层的存在减轻Ni与SiC的有害石墨化反应,缓解高温金属液对SiC_(f)/SiC的热冲击,形成的界面反应层降低热膨胀系数失配造成的热应力,使得SiC_(f)/SiC与K403一体化铸件结合界面的室温剪切强度达到63.5 MPa。

关键词： SiC_(f)/SiC K403 镍基高温合金一体化铸造复合铸造 Ti预处理层

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基于KFESO的四轮主动转向积分滑模控制

汽车工程 2024年第1期46卷 100-108,119页

作者：邓斌李维汉吴迪张冰战赵韩安徽省数字化设计与制造重点实验室合肥230009 合肥工业大学汽车与交通工程学院合肥230009 合肥工业大学机械工程学院合肥230009

为消除参数不确定和外部不确定扰动对四轮转向车辆操纵稳定性的影响,提出了一种基于卡尔曼扩张状态观测器的四轮主动转向非线性积分滑模控制(KFESO-ISMC)方法。首先设计了一种卡尔曼扩张状态观测器(KFESO),实现了车辆状态观测以及外部... 详细信息

为消除参数不确定和外部不确定扰动对四轮转向车辆操纵稳定性的影响,提出了一种基于卡尔曼扩张状态观测器的四轮主动转向非线性积分滑模控制(KFESO-ISMC)方法。首先设计了一种卡尔曼扩张状态观测器(KFESO),实现了车辆状态观测以及外部扰动估计,克服了传统卡尔曼滤波算法对模型参数精度的依赖的缺点。其次为降低外部扰动引起的车辆状态的跟踪误差,将KFESO观测的系统总扰动补偿到控制输入;并为实现全局鲁棒控制和抑制积分饱和现象,设计了四轮主动转向非线性积分滑模控制方法。最后,硬件在环试验结果表明:在存在内外部不确定扰动情况下,KFESO观测器具有较高的观测精度;在四轮主动转向操纵稳定性的控制方面,KFESOISMC方法相比LQR和ISMC方法具优良的抗扰性能。

关键词：四轮主动转向线控转向扰动观测器卡尔曼滤波积分滑模控制

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基于非线性电感的混合电磁铁磁力计算方法

西南交通大学学报 2024年第4期59卷 786-794页

作者：申璐张立伟修三木张孟磊杨长青吕尚阳北京交通大学电气工程学院北京100044

为提高混合电磁铁磁力计算的准确性和效率,综合考虑解析法计算速度快和有限元法计算精度高的优势,提出一种基于非线性电感的混合电磁铁磁力计算方法.首先,分析混合电磁铁电感与电流的关系,建立考虑磁饱和的非线性电感模型;然后,采用等... 详细信息

为提高混合电磁铁磁力计算的准确性和效率,综合考虑解析法计算速度快和有限元法计算精度高的优势,提出一种基于非线性电感的混合电磁铁磁力计算方法.首先,分析混合电磁铁电感与电流的关系,建立考虑磁饱和的非线性电感模型;然后,采用等效面电流法,将2种典型的混合电磁铁结构(结构a、结构b)等效为多电磁线圈的纯电磁铁结构,进而利用能量平衡法推导出通用于串联磁路型混合电磁铁磁力表达式,其中非线性电感的参数变量由有限元仿真法拟合得到.研究结果表明:结构a和结构b利用本文所述方法得到的电磁力计算结果与传统有限元仿真结果的平均偏差为2.54%和2.37%,结构a与实验测量的平均偏差为2.63%,且与传统有限元法相比,计算效率极大提升,即本文所述方法通过较少任务的有限元仿真得到远高于现有解析公式准确性的电磁力计算结果.

关键词：混合电磁铁非线性电感能量平衡法有限元法磁力计算

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基于强化学习的航天器姿态预设性能容错控制

北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2404-2412页

作者：金磊杨绍龙北京航空航天大学宇航学院北京100191

针对惯量不确定性和执行机构故障的航天器姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的预设性能容错控制方法。采用预设性能方法设计航天器的姿态控制器,以保证控制过程的暂态响应。为在线补偿惯量不确定,在预设性能控制器的基础上引入强化... 详细信息

针对惯量不确定性和执行机构故障的航天器姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的预设性能容错控制方法。采用预设性能方法设计航天器的姿态控制器,以保证控制过程的暂态响应。为在线补偿惯量不确定,在预设性能控制器的基础上引入强化学习算法,使用评判网络近似代价函数,用于评估系统性能,同时使用动作网络产生前馈补偿控制,用于处理惯量不确定;设计自适应补偿控制,补偿执行机构故障和外扰动对航天器姿态的影响。基于Lyapunov稳定性理论证明整个闭环系统的稳定性。仿真结果表明:所提容错控制方法能够实现航天器执行机构故障情况下的稳定控制。

关键词：强化学习容错控制预设性能航天器姿态控制

不平衡电网下模块化多电平换流器的直流环流均衡策略

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电工技术学报 2024年第2期39卷 541-553页

作者：潘子迅杨晓峰赵锐崔晨阳郑琼林北京交通大学电气工程学院北京100044

不平衡电网下模块化多电平换流器(MMC)存在三相直流环流不均衡问题,易导致相间电流应力和热应力差异,降低其在不平衡工况下安全运行能力。该文从桥臂功率角度分析不平衡电网下三相MMC直流环流不均衡现象和基于零序电压注入的直流环流均... 详细信息

不平衡电网下模块化多电平换流器(MMC)存在三相直流环流不均衡问题,易导致相间电流应力和热应力差异,降低其在不平衡工况下安全运行能力。该文从桥臂功率角度分析不平衡电网下三相MMC直流环流不均衡现象和基于零序电压注入的直流环流均衡机理。提出一种零序电压注入的直流环流均衡方法,通过网侧电流与直流环流偏差量计算得到零序电压相位,经过比例谐振控制器生成零序电压注入量,进而实现直流环流的快速、有效均衡。在所提出的控制策略的基础上,研究该方法对MMC桥臂电流峰值、有效值及子模块电容电压纹波的影响规律。仿真与实验结果验证了该文理论分析与控制策略的有效性。

关键词：不平衡电网模块化多电平换流器直流环流零序电压注入桥臂电流子模块电容电压

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基于油冷叶片的涡轮叶间燃烧性能研究

航空动力学报 2024年第6期39卷 143-153页

作者：卿黎明朱剑琴程泽源北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191

为进一步提升航空燃气涡轮发动机性能,提出一种高压涡轮叶间燃烧的结构,采用叶片油冷后的高温燃油喷入叶间通道燃烧,利用径向槽(radial vane cavity,RVC)稳定火焰,以涡轮导向叶片C3X为叶间燃烧叶片模型,数值研究了径向槽尺寸(深长比为0.... 详细信息

为进一步提升航空燃气涡轮发动机性能,提出一种高压涡轮叶间燃烧的结构,采用叶片油冷后的高温燃油喷入叶间通道燃烧,利用径向槽(radial vane cavity,RVC)稳定火焰,以涡轮导向叶片C3X为叶间燃烧叶片模型,数值研究了径向槽尺寸(深长比为0.4~0.6)、油气比(0.007~0.0105)和燃油温度(300~500 K)对叶间燃烧性能的影响。结果表明:径向槽深长比为0.5时获得最佳燃烧效果,由燃烧引起的热阻损失在7%左右,可实现在叶间的近似等温燃烧;叶间燃烧性能随油气比增大而降低,油气比为0.007时距叶片出口20 mm处燃烧效率达到98.86%;高温燃油在叶间通道内燃烧性能要明显优于低温燃油的燃烧性能,在叶片出口处燃烧效率提升约13%。相关结论可为叶间燃烧技术的发展提供参考。

关键词：涡轮叶间燃烧油冷叶片高温燃油径向槽燃烧性能超紧凑燃烧

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套筒灌浆接头黏结滑移关系的精细有限元分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 68-76页

作者：鲍佳文赵唯坚高强陶宇宸浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310058 沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分... 详细信息

为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分布,加载端峰值随荷载增加逐渐内移;钢筋与灌浆料间相对滑移从钢筋自由端向加载端递增,超过屈服荷载后在加载端发生激增,并逐渐向里发展;局部黏结滑移曲线大致分为5个阶段,不同锚固位置处曲线的发展趋势大致相同,但其具体路径在发展程度和曲线特征值方面有一定差异;黏结锚固位置函数沿锚固长度大致呈“M”形分布且锚固自由端峰值大于加载端,是锚固位置和相对滑移的二元函数,建议用椭圆曲线和二次曲线进行拟合。该肋尺度精细化有限元模型可用于套筒灌浆连接接头的黏结滑移本构关系的进一步研究。

关键词：钢筋套筒灌浆连接精细有限元模型局部黏结滑移关系位置函数