基于PEM-ABC算法的小型无人直升机系统辨识

针对小型无人直升机在悬停状态下飞行动力学模型的系统辨识问题,提出了一种基于预测误差法与人工蜂群算法(PEM-ABC)结合的辨识算法。该算法将系统辨识问题转化为优化问题,用PEM算法确定搜索空间的范围;雇佣蜂搜索阶段采用改进的自适应搜索策略加快收敛速度;跟随蜂搜索阶段引入一种新的概率选择方式保证种群多样性;侦察蜂搜索阶段利用混沌算子来提高全局搜索能力。通过机载设备采集到的飞行实验数据,对辨识获得的模型进行了分析与验证。结果表明:采用该辨识方法,估计出了无人直升机动力学模型的未知参数,与PEM算法和传统人工蜂群算法相比,所提算法的辨识精度更高,具有重要的工程使用价值。     

飞轮储能系统仿真研究

针对飞轮储能系统的工况与结构,为了提高飞轮储能系统的稳定性,论文深入研究了永磁同步电机参数在线辨识,应用MRAS方法推导了电机转速和定子电阻、电感、磁链在线辨识的自适应律,将参数辨识值应用到MRAS转速估算中以保证系统在参数变化时的稳定性,并采用Matlab/Simulink进行了仿真验证。仿真结果表明该方法在保证系统的稳态和动态性能的情况下,能准确地估计出电机的转速、位置,达到控制永磁同步电机的目的。     

数控机床导轨滑块结合部组建模与参数辨识方法研究

提出理论建模-动态试验-多目标优化技术的广义结合部组参数辨识方法,该方法在综合考虑结合部组与被连接件间的双重耦合特性、构建导轨滑块系统广义等效结合部组模型的基础上,通过结构凝聚技术降低计算成本保证计算精度,最终推导得到约束状态下以阻抗形式表达的整体动力学模型,基于未知传递函数/阻抗数据信息获取,将理论建模、动态试验与多目标优化问题求解相结合对结合部参数进行辨识。实例表明,该广义结合部组参数辨识方法的辨识精度较高,模态频率及频响函数的误差非常小,该辨识方法有效。     

汽油机油膜模型参数辨识

为了提高汽油机瞬态空燃比的控制精度,油膜模型被广泛使用。回顾了油膜模型参数的传统辨识方法,提出了可加快辨识过程的解耦辨识法,实现了模型参数的解耦自动辨识。通过仿真试验,证明了该解耦辨识法的有效性。最后提出了较为理想的双方程辨识方法,可定量计算得到油膜参数的值。     

液压挖掘臂二自由度动力学参数辨识

通过拉格朗日法建立了斗杆、铲斗的二自由度动力学模型,并将系统动力学模型整理为未知组合参数的线性化表示.通过对拟合的关节角-液压缸位移函数进行求导得到关节力矩与液压缸驱动力间的函数关系,并在液压缸驱动力模型中引入摩擦力.分别采用递推最小二乘法与递推随机牛顿法对系统动力学模型的未知参数进行辨识.将辨识所得模型用于预测驱动力矩,与实测数据对比分析表明,随机牛顿法比最小二乘法的预测误差在斗杆与铲斗关节分别减少约65％和63％.结论表明随机牛顿法对系统噪声的鲁棒性更好,能获得系统精确的动力学模型.     

非线性时变系统的辨识方法的研究

传统控制系统的被控对象多是考虑到线性时不变系统,由于工业的高速发展,控制系统面临着巨大的变化,被控对象呈现出非线性、时变、时延和外界干扰的系统,并且系统的模型不容易被确定,因此人们首先必须对系统进行辨识,确定系统的模型,才能进行有效地控制。文章主要对辨识的方法进行研究,然后给出辨识的方法和步骤,最后辨识的仿真结果。     

车辆智能巡航控制纵向动力学参数快速辨识方法

为快速、低成本地获取用于智能巡航控制（ICC）的车辆纵向动力学参数,提出了一种基于车辆纵向动力学模型的参数实验辨识方法。设计了车辆静止、空挡滑行、带挡滑行、稳态行车和空挡制动5种工况的道路实验以采集数据,设计卡尔曼滤波器对实验数据进行预处理,基于最小二乘方法辨识车辆纵向动力学参数：滚动阻力因数、风阻因数、节气门制动切换曲线、制动增益和发动机速度特性。使用由该方法辨识出的参数标定车辆纵向动力学模型,模型输出结果与实验结果吻合良好,验证了该辨识方法的有效性。     

水轮发电机组控制系统辨识研究

文章介绍了系统辨识的定义及其算法原理与实现,概述了系统辨识在水轮发电机组控制系统的应用,着重阐述了最小二乘法、神经网络模型和智能优化法等该领域的主要研究方法和研究成果,提出将多种系统辨识方法相结合形成综合智能系统辨识技术,供参考。     

复杂管系水轮机调节系统非线性建模与分析

为了深入揭示水轮机调节系统的非线性本质,研究了非线性水轮机调节系统的建模及动力学问题.在引水系统为复杂管道情况下,考虑水轮机调节系统中传递系数随运行工况变化而呈现的非线性,引入水轮机非线性传递系数,建立了复杂引水管系时的水轮机调节系统非线性数学模型.使用直接代数判据进行理论分析,得到了系统Hopf分支临界点组成的曲线.理论分析表明：水轮机调节系统响应在曲线的一侧区域内是稳定的,在另一侧是不稳定的.通过数值模拟,分析了Hopf分叉点两侧水轮机调节系统稳定性的变化情况,验证了理论分析结果的正确性,得到了使水轮机调节系统处在稳定区域内的调速器PID参数的范围.通过分岔图、Poincare映射图、功率谱图、时域图、相轨迹图、频谱图等,综合分析了随水轮机调节系统参数变化时,系统非线性动力学行为特性.该分析方法与结果,可为水电站系统的安全稳定运行提供理论依据.     

旋转机械碰摩转子系统的可靠性灵敏度设

在碰摩转子系统动力学方程的基础上，将可靠性设计理论与灵敏度分析方法相结合，应用随机摄动理论、Kronecker代数、四阶矩技术和矩阵微分理论，讨论了具有随机参数的转子系统碰摩的可靠性灵敏度问题，提出了转子系统可靠性灵敏度设计的数值方法，给出了碰摩转子系统随机参数统计特性可靠性灵敏度的变化规律，研究了转子系统随机参数统计特性的改变对碰摩转子系统可靠性的影响，为转子系统的可靠性设计提供了理论依据。数值算例表明，计算结果与通常的定性分析结果完全一致，验证了本文方法的有效性。     

离心泵内泄漏流计算及其对转子振动的影响

为研究泄漏流对离心泵转子振动特性的影响,建立了离心泵内泄漏流流场数值模型并对其可靠性进行了验证,验证基于加州理工学院RFTF装置试验结果,验证结果显示数值计算结果与试验结果吻合较好.通过在泄漏流流场与转子系统间进行数据传递,实现了流场模型与基于节点单元法建立的转子系统的耦合计算,得到了泄漏流流体力作用下的转子系统响应结果,结果显示泄漏流的存在明显提高了转子系统刚度并进而增加了其稳定性.该方法可以略去流体力环节从而直观了解到泄漏流道参数变化对转子系统振动特性的影响,对优化离心泵相关参数,提高转子系统稳定性具有重要意义.     

自动变速车辆坡道行驶自适应换挡策略

在分析汽车纵向动力学模型的基础上,运用改进型最小二乘法对整车质量与广义坡度进行实时辨识,以克服采用单一遗忘因子的最小二乘辨识法对变化不同步的参数辨识效果不佳的缺点。制定了自适应坡道换挡策略并进行了实车道路试验。试验结果证明,新型换挡策略能有效地解决了传统换挡策略在坡道行驶时的问题,能够更好地满足自动变速器坡道行驶的要求。     

基于灰度-梯度特征的改进FCM土壤孔隙辨识方法

土壤孔隙的拓扑结构决定了土壤水分保持和传导能力,对土壤生态过程与功能具有重要影响,但现有土壤孔隙辨识方法存在孔隙边界判别不准确和运行效率较低的问题。为解决这一问题,提出一种基于土壤CT图像灰度-梯度特征的改进模糊C均值(GFFCM)孔隙辨识方法。该方法利用拉普拉斯算子建立灰度-梯度二维特征矩阵,并结合土壤相关先验知识分区构造初始隶属度矩阵和确定聚类数目;然后,基于初始条件实现土壤结构的模糊划分;最后,运用孔隙辨识准则对模糊聚类结果进行优化,完成土壤孔隙结构的精准辨识。以非饱和土壤CT图像为应用对象验证孔隙辨识方法的性能,通过与传统FCM法、快速FCM法(FFCM)的比较,表明GFFCM法有效克服了传统FCM法在隶属度矩阵和聚类数目初始化的不足,解决了初始值制约辨识精确度的问题,在保证孔隙辨识精度的前提下具有较高的执行效率。     

基于五元联系数和博弈辨识的人水和谐度评价研究

进行了人水和谐度量化研究,对分析人水关系、实现人水和谐具有重要意义.研究主要基于五元联系数和博弈辨识的结果进行评估计算.该方法利用五元联系数确定待评系统与不同级别的评价标准之间的联系数,按照博弈辨识结果确定各单指标的权重,通过确定和谐度计算的指标体系及标准,构造集对、确定单指标联系分量、确定综合联系数、确定联系分量系数、确定评价结果等步骤开展.并以郑州市为例,对研究区分别采用SMI-P法与集对分析进行人水和谐度评估,采用博弈辨识结果确定权重.与现有研究成果进行对比,结果整体接近,但个别年份有较大差别.博弈辨识确定的权重对最终结果产生了较大影响,更符合实际.     

离心泵环形平面密封动力特性的数值计算

离心泵转子密封结构直接影响泵的密封性能及其转子动力学特性,为了研究离心泵转子环形平面密封的密封结构与密封性能、密封动力特性之间的关系,通过建立密封动力学模型,采用CFD方法计算分析了不同密封长度、密封间隙、密封压差、转子涡动速度比、涡动振幅、进口预旋速度等参数对密封泄漏量、流体作用力及密封动力特性系数的影响。结果表明:泄漏量随密封压差和密封间隙的增大而增大,随密封长度增加而减小。预旋速度、密封长度、密封间隙及涡动速度直接影响转子的稳定性,设计时合理选择负预旋速度、较大间隙、较短的密封结构,能有效减小交叉刚度系数,增大直接阻尼系数,减小转子的不稳定区域,提高转子的稳定性。预旋速度对质量系数、阻尼系数影响不明显,但对交叉刚度系数影响较大,直接影响转子的稳定性.密封质量系数、直接阻尼系数、交叉阻尼系数及交叉刚度系数随密封长度增加而增大,直接刚度系数随密封长度增大而减小。此方法和分析结果对离心泵转子的密封设计和动力学分析具有一定的参考价值和指导意义。     

系统辨识在农业自动化中的应用前景

系统辨识是根据系统的输入和输出时间函数来确定描述系统行为的数学模型,是现代控制理论中的一个分支.在提出和解决一个辨识问题时,明确最终使用模型的目的是至关重要的.它对模型类(模型结构)、输入信号和等价准则的选择都有很大的影响.凡是需要通过实验数据确定数学模型和估计参数的场合都要利用辨识技术,它已经推广到工程和非工程的许多领域,系统辨识在农业自动化中将会发挥越来越大的作用.     

考虑非线性摩擦模型的机器人动力学参数辨识

针对机器人动力学参数辨识的问题,提出了一种基于人工蜂群算法的辨识方法。考虑到关节摩擦特性,引入非线性摩擦模型,推导了机器人动力学模型的非线性形式。设计满足速度、加速度边界条件的五阶傅里叶级数作为激励轨迹来采集实验数据;利用人工蜂群算法,以蜂群为搜索单位,通过群体间的信息交流方式与优胜劣汰机制,对模型中的未知参数进行了辨识。最后,对得到的辨识模型进行了分析与验证,结果表明通过辨识得到关节预测力矩与测量力矩有较高的匹配度,所建立的非线性模型能够更好地描述机器人的动力学特性。     

耦合故障下水轮机振动特性分析

针对水轮机转子质量偏心和不对中等故障,建立水轮机转子非线性动力学模型,并分析质量偏心、不对中量和转速等对水轮机振动的影响,探索水轮机转子的非线性动力学特性。仿真结果表明,同样条件下耦合故障对水轮机运行状态的影响要大于单故障情况,且随着转速增加,多故障耦合下水轮机振动不仅剧烈,且水轮机运行状态复杂,可分为平稳运行状态、周期性碰摩状态和混沌运行状态等3种类型,这为分析和研究水轮机振动现象及故障诊断提供了理论依据,具有重要的学术意义和实用价值。     

中小型水电站水轮机选型与优化的探讨

为了研究影响中小型水电站水轮机优化选型的主要因素，根据中小型水电站的特点及代表水轮机技术特性的各参数之间相互关系，论述了水轮机考虑抗磨蚀和运行稳定性时，其技术经济参数选择和优化的方法、途径，并对信息技术用于水轮机的选型和优化做了初步探讨。     

多层农场用电梯扩展载货驱动系统建模与控制

针对目前多层农场特有环境的电梯需求,以养殖农场垂直搬运饲料、畜禽或废弃物用电梯为研究对象,提出了电梯可扩展载货驱动系统的结构。与普通货梯不同,装载货物小车需要在电梯轿厢门和层门开启后,通过轿厢内和每层层门处的驱动电机协调运行完成进出轿厢的任务。针对群电机驱动系统,建立轿厢内外两台电机的动态数学模型,在此基础上,对小车进出进行控制,提出了基于模型辨识的多电机按转子磁场定向矢量控制方法。考虑驱动系统成本和硬件结构简化,省去了转矩传感器,将三相异步电动机转矩、转子磁链和转子位置估计整合为一个多参数线性加权模型,以获得反馈量。最后对转矩模型辨识进行实验验证,由均方根误差可知,辨识结果有效逼近了参考模型的非线性特征。转矩等多参数辨识结果组成了控制系统反馈回路,实验证明了该控制方法的有效性。