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建模不确定性下变循环发动机自适应控制器设计

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推进技术 2018年第4期39卷 872-880页

作者：李嘉李华聪韩小宝王淑红长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 中航工业西安航空动力控制科技有限公司陕西西安700077

针对变循环航空发动机存在建模不确定情况下的多变量控制器设计问题,给出了一种最优律下的增广模型参考自适应跟踪补偿设计方法,阐明变循环发动机建模不确定性并引出LQR(Linear Quadratic Regulator)基准控制器动态跟踪不足的问题,进而... 详细信息

针对变循环航空发动机存在建模不确定情况下的多变量控制器设计问题,给出了一种最优律下的增广模型参考自适应跟踪补偿设计方法,阐明变循环发动机建模不确定性并引出LQR(Linear Quadratic Regulator)基准控制器动态跟踪不足的问题,进而在基准控制器反馈控制结构框架下,分别实现以下技术突破:确定期望闭环动态的参考模型、基于李亚普诺夫函数严格稳定证明下建立存在建模不确定性的自适应律等,最终以达到系统跟踪误差渐进为零的目标,改善系统不确定性的动态跟踪问题。对变循环航空发动机的控制器仿真结果表明:增广模型参考自适应控制方法改善了原LQR基准控制器对存在建模不确定性时的控制问题,有效地实现了控制指令跟踪,达到了所期望的动态响应,且自适应参数一致渐进稳定。同时,各标称点的稳态控制误差均小于0.3%,系统超调量小于0.8%,调节时间小于1s,符合航空发动机控制系统技术要求。

关键词：变循环航空发动机多变量控制建模不确定性模型参考自适应控制跟踪补偿

桥梁地震需求分析中建模不确定性的敏感性研究

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振动与冲击 2018年第24期37卷 257-264,270页

作者：吴文朋李立峰唐盛华张旭辉湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 湖南大学土木工程学院长沙410082 工程结构动力学与可靠性分析湖南省高等学校重点实验室湖南湘潭411105

为探讨桥梁建模相关不确定性对结构地震需求的影响,促进基于性能的桥梁抗震设计方法在实际工程中的应用,以一座4×30 m的钢筋混凝土连续梁桥为例,考虑材料(Material Uncertainty,MU)、边界(Boundary Uncertainty,BU)和结构(Structural U... 详细信息

为探讨桥梁建模相关不确定性对结构地震需求的影响,促进基于性能的桥梁抗震设计方法在实际工程中的应用,以一座4×30 m的钢筋混凝土连续梁桥为例,考虑材料(Material Uncertainty,MU)、边界(Boundary Uncertainty,BU)和结构(Structural Uncertainty,SU)三类桥梁建模相关的不确定性,基于Open SEES程序建立多参数化有限元动力分析模型,输入22条标准化的远场地震波进行非线性时程分析,根据分析结果进行概率条带分析,并基于龙卷风图对各种不确定性进行了敏感性研究。结果表明:随着地震动强度的增加,影响结构地震需求预测的建模不确定性因素越多;建模不确定性对构件响应均值(μ)和对数标准差(ζ)的影响不完全相同; SU对所有的工程需求参数(Engineering Demand Parameter,EDP)都有较大影响,但BU的影响却因EDP的不同而不同;相比SU和BU不确定性的影响,MU不确定性的影响相对较小。

关键词：桥梁工程地震需求条带分析建模不确定性敏感性

考虑不确定性斜拉桥参数的重要性与易损性分析

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合肥工业大学学报（自然科学版） 2024年第8期47卷 1134-1140页

作者：何程瑞伟何沛祥合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

许多结构参数对桥梁数值模型的计算结果产生影响,结构的恒载、阻尼以及相关材料特性等参数涉及的不确定性被称为建模不确定性。研究表明建模不确定性的存在使得结构易损性曲线的偏差程度达到70%,因此在地震易损性分析中考虑不确定性很... 详细信息

许多结构参数对桥梁数值模型的计算结果产生影响,结构的恒载、阻尼以及相关材料特性等参数涉及的不确定性被称为建模不确定性。研究表明建模不确定性的存在使得结构易损性曲线的偏差程度达到70%,因此在地震易损性分析中考虑不确定性很有必要。文章采用一种基于随机森林(random forest,RF)模型的概率地震需求模型(probabilistic seismic demand model,PSDM)易损性计算方法,分析桥梁构件的材料特性、荷载条件和构件几何特性等不确定因素对桥梁易损性的影响,并从中筛选出重要的不确定性参数。借助随机森林模型的学习与预测功能对结构易损性曲线进行预测。

关键词：独塔斜拉桥建模不确定性随机森林(RF)模型概率地震需求模型(PSDM) 易损性曲线

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基于特征模型的永磁同步直线电机自适应控制

电机与控制学报 2024年第3期28卷 131-140页

作者：曹阳郭健南京理工大学自动化学院江苏南京210094

为了解决永磁同步直线电机系统的参数不确定性、建模不确定性及饱和非线性等问题,提出一种基于特征模型的自适应控制器。依据特征模型理论描述永磁同步直线电机系统,采用自适应和鲁棒控制方法设计控制器。建立永磁同步直线电机的特征模... 详细信息

为了解决永磁同步直线电机系统的参数不确定性、建模不确定性及饱和非线性等问题,提出一种基于特征模型的自适应控制器。依据特征模型理论描述永磁同步直线电机系统,采用自适应和鲁棒控制方法设计控制器。建立永磁同步直线电机的特征模型,并给出具体建立步骤,使得控制器设计变得简单,易于工程实现。通过设计参数自适应律对系统未知特征参数进行估计,可实现对系统模型的精确补偿,同时在控制器中添加带有误差积分的鲁棒控制项,提高系统对不确定参数及未知干扰的鲁棒性。此外,由于饱和特性的存在,导致控制器产生windup问题,给系统的控制性能和稳定性造成不利影响。因此,该控制器中还带有抗饱和控制项,能够提升系统的抗饱和能力。最后,通过对比实验验证了所提控制器的有效性。

关键词：永磁同步直线电机参数不确定性建模不确定性饱和非线性特征模型自适应控制抗饱和

基于自适应滑模反馈线性化的航空电动燃油泵预见控制器设计

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2023年第1期40卷 47-59页

作者：孟祥硕肖玲斐马磊明南京航空航天大学能源与动力学院中国南京210016 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室中国杭州310027 南京航空航天大学自动化学院中国南京211106

以六相永磁同步电机直接驱动外啮合齿轮泵的航空电动燃油泵为对象,研究了其流量系统的控制器设计问题,提出了一种基于自适应滑模反馈线性化的预见控制器设计方法。首先,建立六相永磁同步电动机和外啮合齿轮泵的数学模型。其次,利用反馈... 详细信息

以六相永磁同步电机直接驱动外啮合齿轮泵的航空电动燃油泵为对象,研究了其流量系统的控制器设计问题,提出了一种基于自适应滑模反馈线性化的预见控制器设计方法。首先,建立六相永磁同步电动机和外啮合齿轮泵的数学模型。其次,利用反馈线性化方法处理电动燃油泵这一非线性化模型,方便后续预见控制器的设计;接着,采用自适应滑模控制方法消除了由模型不确定性引起的反馈线性化误差,该方法可以将建模误差和负载扰动带来的不确定性分开处理,从而避免较大的切换增益引起抖振,同时不需要精确的不确定性的边界信息,从而提高了控制性能。最后,在反馈线性化得到线性模型上设计预见流量控制器,加快控制系统对燃油指令的响应速度。仿真结果表明,该控制方案具有较快的响应速度、较强的鲁棒性能和优良的抑制抖振能力。

关键词：航空电动燃油泵预见控制自适应滑模控制反馈线性化建模不确定性

风险指引型PSA应用的不确定性分析方法研究

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核科学与工程 2017年第5期37卷 830-838页

作者：黄志超初永越李虎伟钱晓明依岩徐海峰环境保护部核与辐射安全中心北京100082

不确定性是这个世界上所有事物与生俱来的特征,本文深入探讨了核电厂PSA不确定性的来源及其分类,研究了参数的不确定性、建模的不确定性以及模型的不完备性的处理方法。结合风险指引型PSA应用相关技术导则、法律法规等文件中对不确定性... 详细信息

不确定性是这个世界上所有事物与生俱来的特征,本文深入探讨了核电厂PSA不确定性的来源及其分类,研究了参数的不确定性、建模的不确定性以及模型的不完备性的处理方法。结合风险指引型PSA应用相关技术导则、法律法规等文件中对不确定性的相关要求,分别给出了在风险指引PSA应用中此三类不确定性的分析方法和相关可接受准则。风险指引PSA应用的不确定性分析是应用申请中不可或缺的重要组成部分,可为综合决策者提供足够的技术支持。

关键词：参数不确定性建模不确定性模型不完备性风险指引型PSA应用

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约束砌体结构基于不确定性的地震易损性分析

约束砌体结构基于不确定性的地震易损性分析

作者：徐斌浙江大学

学位级别：硕士

历次震害调查结果显示村镇建筑是我国抗震设防的薄弱环节。砌体结构作为村镇建筑的主体结构,面临着严重的地震破坏风险。学者们根据经验和试验结果提出了可以改善抗震性能的约束砌体结构形式,但是关于约束砌体结构地震易损性分析的研究... 详细信息

历次震害调查结果显示村镇建筑是我国抗震设防的薄弱环节。砌体结构作为村镇建筑的主体结构,面临着严重的地震破坏风险。学者们根据经验和试验结果提出了可以改善抗震性能的约束砌体结构形式,但是关于约束砌体结构地震易损性分析的研究仍十分欠缺。人类掌握知识水平的局限性与事物本身具有的随机性会产生不确定性并影响地震易损性分析结果,如何量化这些不确定性的影响是当前的研究热点。因此,本文以约束砌体结构为研究对象,对其进行地震易损性分析,考察不确定性对易损性分析结果的影响,并与无筋砌体结构的计算结果进行比较。主要研究内容如下:(1)基于OpenSEES分析平台建立了约束砌体结构的等效框架模型,并对模型的合理性和有效性进行了校核。针对约束砌体结构和无筋砌体结构,分别设计了 3～6层的算例结构并建立其对应的数值模型。选用20条地震动记录,采用增量动力分析方法(IDA)对8个算例结构进行仅考虑地震作用不确定性的地震易损性分析,得到了三个极限状态对应的地震易损性曲线,最后比较研究了约束砌体结构和无筋砌体结构计算结果的差异。(2)为了简化分析和减少计算量,本文通过敏感性分析来筛选重要的不确定性参数。详细介绍了建模不确定性的分类和建模,汇总了 20个不确定性参数的概率分布信息,采用龙卷风图分析方法对约束砌体结构和无筋砌体结构进行了敏感性分析。对所有参数按照重要性进行排序后,筛选出了 9个重要不确定性参数,用于不确定性传递的研究。(3)基于敏感性分析获得的重要不确定性参数,采用FOSM、LHS和MCS方法研究了砌体结构地震易损性分析中不确定性的传递效果,评价了三种方法的优劣性和适用性。量化研究了建模不确定性对砌体结构地震易损性函数中位值和对数标准差的影响。比较研究了约束砌体结构和无筋砌体结构不确定性传递效果的差异。

关键词：约束砌体结构地震易损性分析增量动力分析建模不确定性敏感性分析不确定性的传递

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双层高架桥框架式桥墩地震易损性分析

双层高架桥框架式桥墩地震易损性分析

作者：罗恒武汉科技大学

学位级别：硕士

双层高架桥因其较高的空间利用率和工程效益,在我国逐步得到重视和研究。而常用的框架式桥墩作为双层高架桥的延性构件,受力复杂,抗震设计实践不够成熟,一旦遇到强烈地震,将导致其面临重大危险。本文对双层高架桥框架式桥墩进行地震易... 详细信息

双层高架桥因其较高的空间利用率和工程效益,在我国逐步得到重视和研究。而常用的框架式桥墩作为双层高架桥的延性构件,受力复杂,抗震设计实践不够成熟,一旦遇到强烈地震,将导致其面临重大危险。本文对双层高架桥框架式桥墩进行地震易损性研究,主要工作及研究成果如下:1、基于云图法的双层高架桥框架式桥墩地震易损性分析。基于双层高架桥框架式桥墩在低周往复荷载作用下的抗震性能试验,利用Open Sees开放平台建立了非线性动力分析模型;以谱加速度Sa(T1,5%)作为地震动强度参数,位移延性比μ作为结构需求参数,选取100条实际地震动记录作为输入进行了地震易损性分析,研究了配筋率ρ和配箍率ρ的影响规律。结果表明,框架式桥墩发生轻微损伤、中度损伤、重度损伤和完全损伤时的谱加速度中位值分别为0.39g、0.56g、0.72g、0.87g,框架式桥墩立柱合理的ρ和ρ范围分别为1.6%～2.2%、1.0%～1.5%。2、主余震序列作用下双层高架桥框架式桥墩地震易损性分析。基于增量动力分析方法,分别选取20组真实型主余震记录和采用重复法、随机法、衰减法构造的三种人工型主余震序列作为地震动输入,评价了框架式桥墩的主余震易损性曲线。结果表明,与仅主震作用相比,框架式桥墩在主余震序列作用下的地震易损性更高,对应谱加速度中位值最大下降了44.9%。衰减型主余震序列对框架式桥墩造成的易损性与真实型主余震序列较为接近,而重复型主余震序列会造成框架式桥墩更高的易损性,随机型主余震序列会造成框架式桥墩更低的易损性。3、建模不确定性对双层高架桥框架式桥墩地震易损性的影响。基于耐震时程法对框架式桥墩进行地震易损性分析,分别采用龙卷风图形法和中心点法对框架式桥墩的不确定性建模参数进行了敏感性分析和不确定性分析。结果表明,阻尼比(?)、容重系数λ、混凝土峰值强度对应的应变ε、混凝土28天抗压强度f是关键的不确定性建模参数。建模不确定性的存在使得框架式桥墩发生轻微损伤、中度损伤、重度损伤和完全损伤的对数标准差分别增加了6.4%,16.1%、13.3%、20.1%。

关键词：双层高架桥框架式桥墩 Open Sees开放平台地震易损性主余震序列建模不确定性

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输入受限时电机伺服系统渐近跟踪控制

兵工学报 2015年第8期36卷 1405-1410页

作者：董振乐姚建勇马大为南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

参数不确定性、不确定非线性(特别是非线性摩擦)以及输入受限等非线性问题在电机伺服系统中广泛存在,针对以上诸多问题,建立了包含连续可微摩擦模型的系统数学模型,提出了一种基于误差符号积分鲁棒控制器的新型控制方法。该方法能实现... 详细信息

参数不确定性、不确定非线性(特别是非线性摩擦)以及输入受限等非线性问题在电机伺服系统中广泛存在,针对以上诸多问题,建立了包含连续可微摩擦模型的系统数学模型,提出了一种基于误差符号积分鲁棒控制器的新型控制方法。该方法能实现在输入受限时和外干扰作用下的渐近跟踪。采用Lyapunov函数从理论上证明控制器的渐近稳定性。仿真对比结果表明,该控制方法在输入受限时展现了优良的跟踪精度和响应速度,且具有较强的鲁棒性。

关键词：控制科学与技术电机伺服系统误差符号积分鲁棒输入受限渐近跟踪建模不确定性连续摩擦补偿