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考虑CDC系统时滞的半主动悬架控制器设计研究

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汽车工程 2024年第5期46卷 913-922页

作者：李靖玮罗建南黄震上海大学机电工程与自动化学院上海200444 西格迈股份有限公司三门317100

针对某高级轿车研制的CDC减振器原理样机,通过实验测试及其数据分析,建立了考虑CDC系统时滞影响的非线性系统模型。分别对单、双电磁阀两种模式CDC减振器进行了研究。充分考虑复杂多变的车辆实际运行工况及系统非线性因素(包括路面激励... 详细信息

针对某高级轿车研制的CDC减振器原理样机,通过实验测试及其数据分析,建立了考虑CDC系统时滞影响的非线性系统模型。分别对单、双电磁阀两种模式CDC减振器进行了研究。充分考虑复杂多变的车辆实际运行工况及系统非线性因素(包括路面激励较大时可能导致的悬架缓冲块撞击,以及轮胎跳离地面等情况),基于建立的非线性车辆系统模型及不同激励水平输入下的非线性系统仿真,研究了减振器系统时滞对车辆性能的影响。结合NSGA-Ⅱ算法优化结果,设计了一个改进的天棚控制算法,分别对单、双阀减振器进行了车辆性能分析与对比。研究结果表明,采用最优天棚控制的双阀CDC减振器相比于单阀CDC减振器有更好的控制效果,且对CDC系统时滞适应能力更强。研究结果可为自主研发的减振器设计和改进提供指导,并为CDC半主动悬架控制算法设计提供重要依据。

关键词： CDC减振器系统时滞控制阀方案对比控制算法非线性系统建模与仿真

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基于状态重构器的顶驱控制方法

中南大学学报（自然科学版） 2022年第3期53卷 991-1000页

作者：姜浩牛学斌张立军尹文波张丙辉徐文凯中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院山东东营257000

为了防止钻井过程中因黏滑振动造成钻井事故,提出一种基于状态重构器的顶驱扭矩控制方法。首先,将顶驱、钻杆和钻具组合等效为集中质量弹簧阻尼系统,采用Karnopp非线性摩擦模型分析黏滑振动摩擦,建立钻柱系统井下运动方程;其次,通过增... 详细信息

为了防止钻井过程中因黏滑振动造成钻井事故,提出一种基于状态重构器的顶驱扭矩控制方法。首先,将顶驱、钻杆和钻具组合等效为集中质量弹簧阻尼系统,采用Karnopp非线性摩擦模型分析黏滑振动摩擦,建立钻柱系统井下运动方程;其次,通过增加摩擦干扰器,采用最优阻尼进行参数整定,设计基于龙伯格状态重构器的PID控制算法;再次,采用MATLAB软件搭建钻柱系统运动模型和状态重构器仿真模型,进行井下黏滑振动模拟和控制算法仿真,验证模型的准确性和算法的有效性;最后,设计并建立井下黏滑振动实验装置,在黏滑振动工况下,估算钻头钻速,验证控制算法。研究结果表明:黏滑振动控制算法可在较短时间内有效控制井下转速,抑制黏滑振动。

关键词：钻井顶驱扭矩黏滑振动状态重构器控制算法

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软体机器人建模与控制技术研究进展

机器人 2024年第2期46卷 234-256页

作者：梅栋赵鑫唐刚强赵春李博骆敏舟王延杰河海大学机电工程学院江苏常州213022 河海大学江苏省特种机器人技术重点实验室江苏常州213022 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安交通大学陕西省智能机器人重点实验室陕西西安710049

由于软体机器人具有超高冗余、大变形以及非线性等特点,如何精准控制软体机器人实现预期目标的抓取和操作,一直以来都是研究人员广泛关注的问题。本文根据是否建立机器人数学模型、是否采用传感器反馈以及采用何种控制算法将现有软体机... 详细信息

由于软体机器人具有超高冗余、大变形以及非线性等特点,如何精准控制软体机器人实现预期目标的抓取和操作,一直以来都是研究人员广泛关注的问题。本文根据是否建立机器人数学模型、是否采用传感器反馈以及采用何种控制算法将现有软体机器人控制技术划分为基于模型的控制与无模型控制、开环控制与闭环控制、经典控制与智能控制3个类别,分别阐述软体机器人在建模、反馈以及控制算法方面的研究现状并进行归纳总结。最后,讨论了软体机器人控制技术面临的问题和挑战,并对未来软体机器人控制技术的发展进行了展望。

关键词：软体机器人控制技术数学模型传感器反馈控制算法

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基于虚拟探照灯的离合制动履带底盘寻径跟踪

农业工程学报 2023年第12期39卷 10-19页

作者：陈子文熊扬凡胡宗锐李聪庞有伦杨明金西南大学工程技术学院重庆400715 重庆工业职业技术学院机械工程与自动化学院重庆401120 重庆市农业科学院农业机械化研究所重庆401329

油动履带底盘由于具有成本低、技术成熟、动力充足、续航能力强、维修便捷等特点而被广泛应用于农业生产,但其操控精度低、振动严重等问题对其应用造成挑战。该研究以农用油动履带底盘为对象,根据共性传动结构提出离合制动式履带底盘,并... 详细信息

油动履带底盘由于具有成本低、技术成熟、动力充足、续航能力强、维修便捷等特点而被广泛应用于农业生产,但其操控精度低、振动严重等问题对其应用造成挑战。该研究以农用油动履带底盘为对象,根据共性传动结构提出离合制动式履带底盘,并以STM32F303作为主控器搭建基于实时动态差分全球导航卫星系统(real-time kinematic global navigation satellite system,RTK-GNSS)的自动导航系统,建立其运动学模型,提出一种改进模糊式预瞄控制算法—虚拟探照灯寻径跟踪(virtual searchlight pathfinding tracking,VSPT)算法。针对横向偏差和速度变化引起的跟踪振荡问题,提出基于横向偏差指数的视域角动态调整方法和基于行驶速度的虚拟目标点判断方法,并通过仿真和试验验证算法的有效性。仿真结果表明,在底盘前进速度0.4 m/s时,横向偏差指数λ、视域增益k1和目标增益k2取值分别为1/4,0.005 rad·m和6 s^(-1)时可获得较好的导航效果。现场试验结果表明,在水泥路面,不同初始位姿下,直线导航平均上线距离为1.64 m,平均横向偏差和航向偏差为0.44 cm和1.57°;行驶速度提高会导致导航精度降低,适当修正k1、k2可维持较好的导航效果,3种行驶速度下获得的平均横向和航向偏差分别为0.75 cm和1.05°,平均纠偏次数为4.7次;田间路况下,由于土路附着系数增加,转向相对平稳,纠偏次数降低至2.7次,相同参数时2种路况下的导航效果接近。研究表明,VSPT算法针对离合制动式履带底盘具有良好的跟踪效果和路况适应性,该研究可为离合制动履带平台提供一种高效、稳定的导航控制方案。

关键词：精准农业车辆导航 RTK-GNSS 履带底盘控制算法

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基于无源性的直流微电网并联变换器控制策略

太阳能学报 2022年第11期43卷 501-507页

作者：张泽华宋桂英侯明宣杨博伟张晓璐刘畅省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学电气工程学院) 天津300130 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学电气工程学院) 天津300130 国网内蒙古东部电力有限公司科尔沁区供电分公司通辽028000 华北电力科学研究院有限责任公司北京100045

针对可再生能源聚合而形成带混合负载的直流微电网稳定性与协调性问题,提出一种将无源控制与改进非线性干扰观测器前馈补偿相结合的新型控制算法,在消除恒功率负载对直流微电网的影响的同时提高了系统鲁棒性,再利用线路阻抗补偿来改善... 详细信息

针对可再生能源聚合而形成带混合负载的直流微电网稳定性与协调性问题,提出一种将无源控制与改进非线性干扰观测器前馈补偿相结合的新型控制算法,在消除恒功率负载对直流微电网的影响的同时提高了系统鲁棒性,再利用线路阻抗补偿来改善分流精度与实现电压无偏差。该文利用Matlab/Simulink搭建并联DC-DC变换器仿真模型进行验证,通过对比传统无源控制与比例积分调节的无源控制表明,提出的控制策略抑制了恒功率负载与线路阻抗对直流微电网的影响。最后,在Opal-RT半实物实验平台验证了该策略的有效性。

关键词：微电网可再生能源 DC-DC变换器控制算法鲁棒性电压无偏差

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提高ECDL扫频线性度的高效迭代算法

应用光学 2024年第3期45卷 575-582页

作者：郭佳奇李鲲曹杰李晶晶梁亚峰北京理工大学光电学院北京100081 北京理工大学长三角研究院(嘉兴) 浙江嘉兴314003

针对调频连续波激光雷达扫频线性度较差的问题,提出一种适用于压电陶瓷外腔的可调谐外腔半导体激光(external cavity diode laser,ECDL)的高效率线性化预调制修正方法。基于体光栅反馈的ECDL模型和压电陶瓷迟滞特性,设计了符合压电陶瓷... 详细信息

针对调频连续波激光雷达扫频线性度较差的问题,提出一种适用于压电陶瓷外腔的可调谐外腔半导体激光(external cavity diode laser,ECDL)的高效率线性化预调制修正方法。基于体光栅反馈的ECDL模型和压电陶瓷迟滞特性,设计了符合压电陶瓷偏置器(piezoelectric ceramics,PZT)物理性质的迭代控制算法,实现了ECDL高线性度扫频激光输出。该激光系统能够实现在60 kHz的重频条件下,输出扫频带宽为1.1 GHz的线性扫频,残余非线性达到10-7,并且通过实验验证了在80 m的距离下厘米级的测量精度,在3 km的距离下实现米级测量精度。结果表明,该算法可以有效解决压电陶瓷偏置器的ECDL的线性化修正问题。

关键词：调频连续波 ECDL 压电陶瓷控制算法

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冶炼烟气制酸技术及控制研究进展

北京工业大学学报 2023年第4期49卷 475-484页

作者：李晓理刘明华王康刘志强李桂海北京工业大学信息学部北京100124 计算智能与智能系统北京市重点实验室北京100124 数字社区教育部工程研究中心北京100124 江西铜业贵溪冶炼厂江西贵溪335499 北京瑞太智联技术有限公司北京100012

有色金属冶炼产生的烟气对生态环境污染严重,冶炼烟气中二氧化硫浓度高、变化范围广,对其进行回收制酸是目前使用最为广泛的脱硫方法.因此,以冶炼烟气制酸为主要研究对象,对其工艺技术和控制过程进行分析.首先,简要回顾了国内外冶炼烟... 详细信息

有色金属冶炼产生的烟气对生态环境污染严重,冶炼烟气中二氧化硫浓度高、变化范围广,对其进行回收制酸是目前使用最为广泛的脱硫方法.因此,以冶炼烟气制酸为主要研究对象,对其工艺技术和控制过程进行分析.首先,简要回顾了国内外冶炼烟气制酸的发展历程;其次,对现有的烟气脱硫方法进行综述,重点分析了烟气制酸的工艺流程及其发展现状;最后,结合近年来烟气制酸系统建模、优化和控制研究现状,分析讨论了优化控制算法应用过程中的发展前景与难点.

关键词：烟气制酸脱硫技术有色金属冶炼优化控制控制算法多模型自适应控制

基于ESO-CPC的激光追踪测量系统电机仿真方法

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哈尔滨工程大学学报 2020年第2期41卷 235-242页

作者：孙衍强陈洪芳石照耀宋辉旭李长亮孙若水北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心

针对常规的PID方法控制电机已不能满足激光追踪测量系统中高精密测量要求的问题,本文结合永磁同步电机的数学模型和激光追踪测量系统的电流控制方法,建立了基于扩张状态观测器电流预测控制算法模型,并运用Matlab/Simulink软件进行仿真... 详细信息

针对常规的PID方法控制电机已不能满足激光追踪测量系统中高精密测量要求的问题,本文结合永磁同步电机的数学模型和激光追踪测量系统的电流控制方法,建立了基于扩张状态观测器电流预测控制算法模型,并运用Matlab/Simulink软件进行仿真分析。仿真结果表明:激光追踪测量系统电机控制模型的有效性,避免了由模型误差和不确定性干扰的影响和电机的内外扰动,能够有效地减小激光追踪控制系统电流环扰动和转矩波动,并且激光追踪测量系统表现出较好的动态响应特性和速度控制特性;对提高系统稳态跟踪精度、增强系统鲁棒性有重要的现实意义。

关键词：激光追踪测量电流预测控制扩张状态观测器电机控制电机建模控制算法永磁同步电机 Simulink仿真

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海流对水下航行器运动及载荷影响研究综述

中国舰船研究 2024年

作者：赵大刚张顺高适钟祥海哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨工程大学青岛创新发展基地

水下航行器不仅在民用领域扮演着重要角色，在军事领域内也同样得到广泛应用，具有广阔的应用前景。但水下航行器在航行过程中易受海流环境的影响，使其水动力参数呈现不确定性，进而导致运动姿态控制困难，航行发生偏移，增大航行成本... 详细信息

水下航行器不仅在民用领域扮演着重要角色，在军事领域内也同样得到广泛应用，具有广阔的应用前景。但水下航行器在航行过程中易受海流环境的影响，使其水动力参数呈现不确定性，进而导致运动姿态控制困难，航行发生偏移，增大航行成本，甚至还会影响到水下作战任务的完成以及碰撞事故的发生，危及航行安全。在梳理不同水下航行器在海流作用下的水动力学研究现状的基础上，讨论水下航行器应对海流干扰的控制方法，并对海流作用下水下航行器的发展方向进行展望，为研究复杂海流对水下航行器水动力参数的影响机理和控制器的设计提供一定的参考。

关键词：水下航行器海流水动力性能水下对接操纵性控制算法