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火星上升器入轨段自适应迭代制导方案设计

深空探测学报（中英文） 2024年第1期11卷 31-39页

作者：宋春郭延宁郭敏文李琨空间物理重点实验室北京100076 哈尔滨工业大学控制科学与工程系哈尔滨150001 北京控制工程研究所北京100094

针对火星上升器入轨段的制导问题,设计了一种自适应迭代制导策略。为降低初始状态偏差和火星环境不确定性的影响,每个周期内在制导坐标系下迭代计算剩余飞行时间,求解出在上升器推力大小固定情况下满足目标点位置与速度矢量约束的最优... 详细信息

针对火星上升器入轨段的制导问题,设计了一种自适应迭代制导策略。为降低初始状态偏差和火星环境不确定性的影响,每个周期内在制导坐标系下迭代计算剩余飞行时间,求解出在上升器推力大小固定情况下满足目标点位置与速度矢量约束的最优控制角,进而实时修正飞行轨迹。仿真结果表明,相较于传统的开环制导方案,提出的方案显著地提升了制导精度,其中高度误差降低3个量级,最大速度误差降低至原开环制导的三分之一,入轨点轨道倾角和偏心率误差均满足基本工程需求,可作为未来火星上升器入轨段制导的一种可靠方案。

关键词：火星上升器入轨段迭代制导最优控制

考虑模态更新的断索作用下斜拉桥动力响应分析方法

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哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 1-8页

作者：李岩崔石林陈逸民哈尔滨工业大学交通科学与工程学院哈尔滨150090 湖南大学土木工程学院长沙410082

为了考虑斜拉桥拉索断索全过程特征和桥梁结构模态时变特性的影响,反映断索事故中斜拉桥结构动力响应的全过程特征,提出一种考虑断索过程模型和结构模态信息更新的突发断索作用下斜拉桥动力响应分析方法,利用数值模拟主要开展了依托斜... 详细信息

为了考虑斜拉桥拉索断索全过程特征和桥梁结构模态时变特性的影响,反映断索事故中斜拉桥结构动力响应的全过程特征,提出一种考虑断索过程模型和结构模态信息更新的突发断索作用下斜拉桥动力响应分析方法,利用数值模拟主要开展了依托斜拉桥桥例分析典型断索场景下桥梁的动力行为特征和研究断索持时对桥梁动力响应特征的影响规律的工作。结果表明:考虑断索过程特征的模态更新方法较不考虑的情况桥梁结构动力响应峰值增幅近10%,同时整体响应也出现略滞后现象;当不同部位单根主塔拉索断裂时,总结得到了全桥主梁结构动力响应较大类型及峰值位置;发现当断索持时大于结构基本周期时,结构动力放大系数变化较小且幅值接近于1.0;当断索持时为0.01~1.0倍结构基本周期时,随着持时缩短结构响应的动力放大系数变大直至峰值。研究结果可为同类桥型考虑突发断索的设计和事后结构评定提供借鉴和参考。

关键词：斜拉桥斜拉索断索作用模态更新动力响应

基于频域波束降维的车载雷达多参数联合超分辨方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：刘润虎曹丙霞李迎春闫锋刚金铭哈尔滨工业大学(威海)信息工程研究所哈尔滨工业大学电子与信息工程学院

针对车载雷达多参数联合超分辨复杂度高，无法快速实现的问题，提出了基于频域波束降维的多参数联合超分辨方法。该算法通过快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）将空时多参数域联合数据变换到频域，处理感兴趣区域的多维频... 详细信息

针对车载雷达多参数联合超分辨复杂度高，无法快速实现的问题，提出了基于频域波束降维的多参数联合超分辨方法。该算法通过快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform，FFT）将空时多参数域联合数据变换到频域，处理感兴趣区域的多维频域数据，完成空时波束空间降维和基于频域数据的多参数联合超分辨，实现目标信息的快速联合估计。推导了频域子空间正交性及频域波束降维超分辨算法理论，仿真研究了算法的分辨率和估计性能与信噪比的关系，仿真表明所提算法的精度和分辨率远超传统FFT算法，相对于传统多重信号分类算法（Multiple Signal Classification，MUSIC）该算法计算量大幅降低。

关键词：频域波束空间联合超分辨多重信号分类

基于非线性动力学模型的PMLSM自适应趋近律滑模位置控制

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电机与控制学报 2024年

作者：金鸿雁马阔雷滋稼沈阳工业大学电气工程学院

针对摩擦力、定位力、参数失配和外部扰动等不确定性因素影响永磁直线同步电动机（PMLSM）位置跟踪性能的问题，提出基于非线性动力学模型的自适应趋近律滑模控制（ARLSMC）方法。由于定位力和摩擦力是系统中主要的非线性动力学因素，... 详细信息

针对摩擦力、定位力、参数失配和外部扰动等不确定性因素影响永磁直线同步电动机（PMLSM）位置跟踪性能的问题，提出基于非线性动力学模型的自适应趋近律滑模控制（ARLSMC）方法。由于定位力和摩擦力是系统中主要的非线性动力学因素，且其模型参数会随PMLSM动子位置而变化，因此，设计基于非均匀有理B样条（NURBS）函数的精确模型，为电机控制系统设计提供模型基础。其次，设计ARLSMC方法抑制不确定性因素对系统的影响，ARLSMC中所采用的自适应趋近律可以随位置误差大小实时变化，能够在提高收敛速度的同时减小系统抖振，提高位置跟踪精度。为进一步增强系统对于不确定性的鲁棒性，设计滑模扰动观测器（SMDO）实时估计扰动值并将估计值前馈补偿到ARLSMC的控制律。最后，通过仿真和实验验证本文方法在提高PMLSM伺服系统的位置跟踪性能和鲁棒性能方面的可行性和有效性。

关键词：永磁直线同步电动机非线性动力学自适应趋近律滑模扰动观测器

考虑线路阻抗的分布式储能SOC均衡控制策略研究

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中国电力 2024年

作者：么钟然孙丽颖辽宁工业大学电气工程学院

直流微电网孤岛运行状态下，由于分布式电源(distributed generation， DG)的不确定性，需要加入储能单元进行补充。对于传统下垂控制，线路阻抗的差异造成输出电流无法精确分配，对储能单元荷电状态(state of charge， SOC)的均衡效果... 详细信息

直流微电网孤岛运行状态下，由于分布式电源(distributed generation， DG)的不确定性，需要加入储能单元进行补充。对于传统下垂控制，线路阻抗的差异造成输出电流无法精确分配，对储能单元荷电状态(state of charge， SOC)的均衡效果造成影响；并且随着SOC的降低，收敛速度变慢；同时没有考虑DG波动对母线电压的影响。因此，提出一种改进下垂控制策略，通过计算输出电流偏差量，引入对电流偏差的积分环节，消除线路阻抗差异的影响，并且设计加速项和自适应变化的加速系数，提高了SOC 均衡速度。当DG波动时调整输出电流增发量，满足负荷功率平衡，保持电压稳定。经过仿真验证，所提控制策略在考虑线路阻抗时的SOC收敛误差小于0.1，收敛速度较对比方法提高20，并且电压降落小于3。

关键词：直流微电网分布式储能单元荷电状态改进下垂控制

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基于ISSA-LSTM的储麦长期品质预测

中国粮油学报 2024年

作者：吴兰王恒姚远河南工业大学电气工程学院

为了解决非时序预测模型无法预测储麦品质时序劣变趋势，以及现有数据驱动的时序预测模型在长期储麦品质预测中因样本不足导致长期预测精度不高的问题，提出一种基于改进麻雀搜索算法（ISSA）优化长短时记忆网络（LSTM）的长期储麦品质... 详细信息

为了解决非时序预测模型无法预测储麦品质时序劣变趋势，以及现有数据驱动的时序预测模型在长期储麦品质预测中因样本不足导致长期预测精度不高的问题，提出一种基于改进麻雀搜索算法（ISSA）优化长短时记忆网络（LSTM）的长期储麦品质预测模型。首先，提出了一种统计均匀分布方法，利用小麦稳定劣化的生理知识对原始数据进行增强扩容。其次，利用麻雀搜索算法(SSA)对LSTM模型进行优化，克服局部极值点，提高收敛速度。最后，引入t分布函数对SSA位置更新过程进行扰动避免局部最优。结果表明，储麦品质参数中的吸水率、咀嚼度、脂肪酸值和峰值黏度与储藏时间的Spearman相关性较为显著，相关系数均高于0.9，ISSA-LSTM模型预测精度相比于BP、LSTM、SSA-LSTM预测模型分别提高了11.83%、16.98%、26.5%，有助于提高小麦品质预测及分析的准确性。

关键词：模式识别与智能系统储藏小麦品质预测模型长短时记忆网络麻雀搜索算法统计均匀分布

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考虑分布式电源出力不确定的逆变器功率分配

电源学报 2024年

作者：么钟然孙丽颖辽宁工业大学电气工程学院

微电网在孤岛时采用下垂控制，逆变器按分布式电源容量比例分配负荷功率，防止分布式电源过载或轻载以及产生功率环流。然而逆变器的功率分配效果不仅与线路阻抗有关，还受分布式电源实际容量变化的影响。针对此问题，提出一种考虑分布... 详细信息

微电网在孤岛时采用下垂控制，逆变器按分布式电源容量比例分配负荷功率，防止分布式电源过载或轻载以及产生功率环流。然而逆变器的功率分配效果不仅与线路阻抗有关，还受分布式电源实际容量变化的影响。针对此问题，提出一种考虑分布式电源出力随机变化的改进下垂控制策略。该策略采用双层控制，外层控制在额定状态下消除线路阻抗的影响。当运行条件改变时，根据两级式逆变器直流母线电压变化，得到分布式电源的容量变化比例，形成非额定状态下的功率和电压参考值；内层采用改进下垂控制，调整下垂控制系数使逆变器工作在电压参考值。最后调节逆变器出力，保证功率平衡。通过仿真，验证了该策略的正确性和可行性。

关键词：微电网随机性功率分配下垂控制

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高强钢板组合单边螺栓抗剪性能试验

哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1050-1057页

作者：夏瑞林段留省王耀刘昌永周天华哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 长安大学建筑工程学院陕西西安710061 结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 黑龙江哈尔滨150090

为研究高强钢板组合单边螺栓抗剪承载力和破坏机理,本文对29个试件进行试验研究。钢材选用Q345B和Q460C,高强螺栓选用10.9级和12.9级2种等级和M20、M24、M27、M30、M33这5种规格。试验显示出螺杆剪断和钢板破坏2种破坏模式。结果表明:... 详细信息

为研究高强钢板组合单边螺栓抗剪承载力和破坏机理,本文对29个试件进行试验研究。钢材选用Q345B和Q460C,高强螺栓选用10.9级和12.9级2种等级和M20、M24、M27、M30、M33这5种规格。试验显示出螺杆剪断和钢板破坏2种破坏模式。结果表明:螺栓预拉力对极限抗剪承载力影响较小而对峰值位移影响较大,钢板破坏时,有预拉力试件的峰值位移比无预拉力反而增加40%。本文试验范围内,12.9级螺栓与Q460C匹配时,抗剪承载力最优,充分的发挥高强钢材的强度,与Q345B匹配时,变形能力较好;10.9级螺栓与Q460C匹配时峰值位移最小,与Q345B匹配时,抗剪承载力最低;抗剪承载力与端距呈正相关。钢板组合单边螺栓连接梁柱节点时,其端距仍可采用标准规定的最小端距进行设计计算。建议螺栓抗剪强度设计值f_(v)^(b)取螺栓最小抗拉强度f_(u)^(b)的0.40倍。

关键词：抗剪承载力钢板攻丝预拉力端距微观断口匹配度单边螺栓螺纹

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全方位机器人的重心位置预测与轨迹跟踪控制

控制理论与应用 2024年第1期41卷 145-154页

作者：王义娜刘赛男王硕玉杨俊友沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870 高知工科大学智能机械系日本高知7828502

针对全方向移动机器人存在非线性动态强耦合、实时重心偏移及难以实现高精度跟踪控制的问题,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的重心位置在线预测的轨迹跟踪控制法.首先,建立考虑重心偏移的动力学模型并基于LSTM神经网络训练... 详细信息

针对全方向移动机器人存在非线性动态强耦合、实时重心偏移及难以实现高精度跟踪控制的问题,本文提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的重心位置在线预测的轨迹跟踪控制法.首先,建立考虑重心偏移的动力学模型并基于LSTM神经网络训练构建其对比模型;其次,基于模型对比法实时估计重心偏移参数,再基于张神经网络(ZNN)对估计的重心偏移参数进行预测以减小估计过程引起的滞后;最后,基于非线性动态反馈解耦法设计数值加速度控制算法,且基于离散系统极点配置法分析了系统的稳定性.仿真结果验证了所提方法相对于数值加速度控制器与自适应控制器因能在线预测重心偏移参数完成高精度动态解耦实现控制精度的提高.实际实验中,所提控制算法相比数值加速度控制及模型预测控制,其跟踪精度明显提高,这表明所提控制算法可显著减小重心偏移对跟踪控制精度的影响.

关键词：跟踪控制时变矩阵求逆重心偏移参数估计长短期记忆神经网络