阀控非对称缸系统多级滑模鲁棒自适应控制

考虑阀控非对称缸系统的特性,设计了一种基于逆向递推方法的多级滑模鲁棒自适应控制器。首先采用Backstepping逆向递推技术和状态反馈线性化的方法,给出系统的多级滑模控制器。然后依据Lyapunov稳定性理论,得到系统不确定参数的自适应律,并在自适应控制中引入鲁棒控制的设计方法,实现对活塞位移的精确位置跟踪控制。实验结果表明,多级滑模鲁棒自适应控制具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。     

非对称液压缸位置伺服系统鲁棒控制

针对阀控非对称液压缸位置伺服系统存在参数摄动和不确定外负载的问题,提出了一种鲁棒H∞自适应反步控制器的设计方法。在设计控制器时,通过对子系统选择合适的Lyapunov函数,避免了高阶系统中对虚拟控制量重复求导的问题;使系统的跟踪误差满足鲁棒H∞性能指标,增强了系统的鲁棒性;考虑到控制输入前的不确定参数会导致所设计控制律和自适应律互相嵌套,把系统模型中的时变参数进行变量置换,并对整个系统构造了一个合适的Lyapunov函数,从而解决了该问题;最后对闭环系统的稳定性进行了证明。仿真结果表明,与PID控制器相比,所设计的控制器使系统的输出对给定信号的跟踪速度更快,具有更小的跟踪误差,且对参数变化有较强的鲁棒性。     

基于SIMULINK的导弹控制器参数优化设计法

在导弹控制系统中,为了减小或消除系统的稳态误差,同时获得良好的动态特性和飞行稳定性,常采用PID反馈控制法。但是,传统控制参数的确定方法受制于对舵机和弹体响应的建模误差,且需要进行大量的特征点选取和计算,效率低、准确度差,严重影响控制效果;本文针对以上问题提出了一种基于SIMULINK优化工具的导弹控制器参数优化设计方法,能够在明确控制指标的情况下,对PID控制参数进行自动优化,具有高精度、高效率等优点。     

日光温室非对称多孔导流法通风控湿技术试验研究

通过分析不同的通风除湿技术，找出通风控湿的新方法，即非对称多孔导流法。对非对称多孔导流法进行试验，研究通风控湿参数，并对日光温室内通风时的气流流向进行测试。      

闭式泵控三腔液压缸驱动装载机举升装置特性研究

装载机是一种频繁装卸货物的工程机械,在工作过程中其举升装置及其负载存在大量的重力势能,为回收利用这部分能量,提出闭式泵控三腔液压缸的装载机举升装置。将原有动臂非对称两腔液压缸改为对称液压缸,增加一个势能回收腔,并与蓄能器相连,直接回收与利用重力势能。闭式泵控液压系统通过伺服电机-定量泵驱动三腔液压缸,消除液压系统的节流和溢流损失,并通过采用速度-位置复合闭环控制策略提高举升装置的响应特性。首先对闭式泵控三腔液压缸举升装置工作原理进行分析,搭建其数学模型,并设计相应控制策略;然后构建该装置的多学科机电液联合仿真模型,并验证其可行性;最后构建该装置的试验测试平台,进一步分析其工作与能耗特性。试验结果表明,与无蓄能器参与工作的闭式泵控系统相比,采用该系统,液压缸的平均工作压力由10 MPa降为6 MPa,一个工作周期内系统能耗降低21. 2%;较原有阀控非对称液压缸系统,空载、半载和满载工况下能耗分别降低22. 7%、20. 9%和21. 5%。     

可编程控制器污水处理系统优化设计

当前水资源短缺已经成为制约经济社会发展的重要阻碍因素,为了促进污水处理行业的发展,必须采用先进的污水控制处理系统,PLC(可编程逻辑控制器)是最佳选择.本文首先对污水处理的整体控制系统进行了分析,提出了基于PLC技术,由西门子自动化产品构成的污水处理控制系统方案.最后通过下位机的控制程序执行污水处理各环节的控制,上位机...     

区域交通智能车辆控制器优化设计和品质分析

为实现区域交通智能车辆(CyberCar)对目标路径的稳定跟踪,导航控制器设计是核心技术之一。首先建立基于视觉预瞄的车辆转向动力学控制数学模型,根据现代控制理论研究了最优导航控制器设计中加权矩阵、加权系数和预瞄距离的优化选取方法。仿真分析和试验结果表明,经过优化设计后的控制器对车辆模型中的不确定因素具有很好的品质特性,使区域交通智能车辆在户外自主导航中具有良好的跟踪性能。     

基于MATLAB环境下球杆系统PID控制器设计

在机械控制系统中,不稳定系统的控制问题是公认的控制难点,由于不稳定控制系统具有一定的危险性,常给研究带来了不小麻烦。为此,对球杆系统做了介绍,设计了PID控制器,并应用MATLAB编程求出满足指标的参数值集合,缩短了参数的调试时间,验证了PID控制器设计及编程方法的正确性。     

新型直流输电系统变参数PID控制器的设计

为了进一步改善新型直流输电系统的控制性能,通过总结采用新型换流变压器及其相应感应滤波方式的直流输电系统的控制特性,在此基础上,将现代控制理论中变参数PID控制器(VAPID)引入到新型直流输电系统的控制策略中,提出了采用VAPID的新型直流输电系统换流器控制方式,并相应地设计了基于VAPID的整流侧定电流控制器及逆变侧定电压控制器.通过对一具体的新型直流输电模拟系统控制性能进行仿真实验,将所设计的控制器与传统的直流输电固定PID控制器相比较,以验证新型直流输电系统采用VAPID控制器所具有的良好的控制性能.     

基于遗传算法的齿轮传动可靠性优化设计

以可靠性理论为基础,将齿轮的应力与强度视为服从正态分布的随机变量,通过建立以最小体积为目标,以强度、可靠性为约束的优化模型,对齿轮传动的主要结构参数进行优化设计.以某轿车减速器齿轮传动为例,建立优化模型,利用MATLAB遗传算法求解模型.与原始设计相比,经优化后齿轮分度圆体积之和减小16.4％,齿轮结构更加紧凑,实现了...     

基于发电厂的风力发电机系统优化设计

提出一种基于发电厂的风力发电机设计理念,以风电场年发电量和发电质量作为优化目标,采用伸缩式叶片结构,在低风速下伸展叶片以提高风机输出功率,在高风速下收缩叶片,结合变桨实现输出功率调节;将额定风速、伸展时最大叶片长度、收缩时最小叶片长度和叶片中心半径作为优化变量,建立风机系统优化模型,运用遗传算法获取风机最优设计参数.结合风机设计实例,验证了风机系统优化设计的可行性.     

基于Pareto最优解的非对称转向机构双目标优化

根据四向叉车的转向需求,设计适用于四向叉车的非对称转向机构;为了同时提高非对称转向机构纵向和横向转向性能,分别建立非对称转向机构纵向四轮转向和横向两轮转向的转向运动数学模型,并且构建纵向四轮左、右转向非对称性约束;以接近Ackermann理想转向为优化目标,建立非对称转向机构双目标优化函数,采用改进的粒子群优化(PSO)算法求解非对称转向机构双目标优化的Pareto最优解。优化结果分析算例表明纵向和横向转向性能可分别提高32.1%和38.9%,为非对称转向机构优化设计提供有益的理论参考。     

基于控制器的农用无人机导航自动控制系统研究

农用无人机在自主作业时,导航精度对作业性能的影响较大,如果导航精度不高,农机在行驶过程中会产生横向误差和纵向误差,从而降低农机的作业质量.为了提高农用无人机导航的精度,采用滑模控制方法建立了导航线追踪和主从系统车速协同的控制模型,并通过虚拟仿真验证了控制器的控制效果.仿真结果表明:采用滑模控制方法可以有效降低导航的误差...     

基于神经网络PID的拖拉机空调温控系统优化设计

为了提高拖拉机空调温控系统的调节精度和效率,提升驾驶室内的环境舒适程度,将PID控制器引入到了拖拉机空调控制系统的设计上,采用温度误差反馈调节的方式,提高温控的精确性。在PID控制器的优化上采用了神经网络算法,通过神经网络训练和权值的修改,实现了PID控制器的3个参数的优化,进而提高了控制系统的效率和精度。为了验证神经网络算法对PID控制器的优化作用,以拖拉机的温控误差和调节时间为研究对象,对单独采用PID控制器和采用神经网络PID控制器时的控制结果进行了测试,结果表明:神经网络算法使PID控制器具有更快的响应速度和更高的控制精度。     

机压微灌管网系统布置与管径同步优化设计

微灌管网系统由轮灌管网(支毛管)和续灌管网(干管)组成,以往的研究没有将其作为一个系统,且不能实现布置与管径组合的同步优化,研究成果对坡度均匀的大型灌区机压微灌独立管网系统的优化也不适用。因此,提出了机压微灌管网系统优化的方法,并建立了优化设计数学模型,采取整数及实数编码的混合编码方法,通过遗传算法求解,同时实现轮灌管网及续灌管网的布置优化及管径组合优化,得出的管径为标准商用管径,无需调整。实例计算结果表明,该模型与算法在求解机压微灌管网系统优化设计问题上具有良好的优化性能和求解精度。与传统设计方案相比较,轮灌管网和续灌管网的优化设计方案单位面积年费用分别降低了14. 85%～35. 59%和4. 12%～12. 99%,节省投资效果明显。     

基于驱动效率的四驱拖拉机驱动系统优化设计

四轮驱动拖拉机设计时,需要综合考虑前后轴上轴荷分配、驱动力分配对驱动效率的影响,目前的设计方法多采用经验法进行配重,无法适应农用拖拉机不同工况的需求。为此,针对拖拉机在犁耕工况下,会产生轴荷转移问题,分析了轴荷变化对四驱拖拉机驱动效率的影响,并以固定速比四轮驱动结构为研究对象,提出了一种以驱动效率为目标函数的优化方法,使用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行优化求解,旨在为设计四驱农用拖拉机驱动系统提供一种新的思路。     

斜口螺旋精控排肥器优化设计与试验

为解决螺旋排肥器排肥流量不均匀影响精控施肥的问题,在通过排肥过程肥料运动状态仿真分析确定其排肥不均原因的基础上,采用倾斜排肥口的结构设计以提升排肥均匀性。利用EDEM建立斜口螺旋排肥器仿真模型,以斜口长度x1、斜口角度x2、开口宽度x3试验因素,排肥流量变异系数为试验指标,进行二次通用旋转组合设计试验研究。试验结果表明：试验因素对试验指标的影响主次顺序为x3、x2、x1,且当x1为105mm、x2在30°~44°范围内、x3在40.05~55.00mm范围内时,排肥流量变异系数σ小于15%,排肥均匀性较佳。采用台架试验对传统及斜口螺旋排肥器进行对比试验,结果证明：转速60r/min时斜口螺旋排肥器排肥流量变异系数σ为13.59%,与理论优化值相吻合,且斜口螺旋排肥器均优于传统螺旋排肥器。同时基于实测的排肥器排肥转速流量曲线,设计一种排肥控制器并进行台架试验,结果表明其可实现精控施肥。     

基于遗传算法的热水ORC发电系统优化设计

介绍了遗传算法的基本理论,详细描述了以低温热水为热源的有机朗肯循环余热发电系统的热力过程,以系统净发电量最大为优化目标,利用谢菲尔德遗传算法工具箱在Matlab中编写优化计算程序对系统进行优化,得到了较为理想的优化结果,也为解决其他工程优化问题提供了一种更加有效的方法。     

流量控制式ECHPS系统转阀结构参数优化设计

在流量控制式电控液压助力转向系统(ECHPS)中,转阀结构参数对系统的可变助力特性有重要的影响.应用液阻网络理论对系统的等效通流面积和助力特性进行了分析.建立了转阀阀口通流面积与转阀主要结构设计参数(小坡口宽度、小坡口圆弧偏心距、阀芯键宽、小坡口轴向长度)之间的数学关系.对转阀的主要结构参数进行了优化设计,优化前为0.9 mm、10 mm、5.76 mm和11 mm,优化后为1.115 mm、4.626 mm、5.652 mm和4.499 mm.仿真计算结果表明优化后可变助力特性范围由1.2升为3,低速转向时最大手力达到了4 N·m.     

空间微重力模拟育种平台系统的控制器设计

在地面进行模拟的空间微重力育种平台是一个随机时变、强非线性的复杂系统,无法精确建模,使得系统在较大工作范围内很难实现精确控制。为此,采用基于径向基神经网络PID的具有自调整能力的、稳定的自适应控制器应用于本系统研究:首先通过PID控制器快速调节参数值,使其恢复到理想的期望值附近,以此来初始化RBF神经网络;然后再用RBF神经网络在线动态调整PID参数的控制方法,实现系统在完成三维空间微重力模拟育种试验时所需的垂直地面Z向上的完全重力补偿;最后,通过Mat Lab对系统的控制算法进行仿真研究。