燃料电池空气子系统模糊解耦控制仿真与试验

质子交换膜燃料电池空气子系统是一种非线性、强耦合系统,其空气流量与进气压力的控制具有较强的耦合性,影响了燃料电池系统的稳定运行。建立了燃料电池空气子系统的仿真模型,基于模糊控制理论设计了模糊解耦控制器,并对模糊解耦控制器的有效性进行了计算仿真与试验验证。仿真和试验结果表明,该方法易于实现且具有良好的解耦能力、较好的动态响应和较强的鲁棒性能。     

基于单神经元PID的温室系统多变量解耦控制研究

温室系统是一个典型的多变量、非线性动态系统,环境变量之间相互影响,常规PID控制方法难以取得理想的控制效果。为了获取良好的控制效果,本文根据温室系统环境变量耦合特性,提出了自适应粒子群算法(PSO)与单神经元PID相结合的解耦控制方法,利用自适应PSO算法对单神经元PID网络参数进行优化,从而提升系统解耦效果,并在温室系统多变量输入输出模型中仿真验证。结果表明,改进后的控制方法使得各变量输出调节时间可平均缩短22 s,光照强度超调量降低45%,且鲁棒性更好,对温室系统解耦效果理想。     

串并联数控机床伺服系统运动学耦合特性研究

为分析串并联机构运动学耦合问题,提出了一种串并联机构的运动学正、逆解耦分析方法,分析了3-PTT串并联机床伺服进给系统加工过程中运动学耦合机理,建立了耦合模型。针对串并联机构虎克铰结构和运动特性,采用位姿解耦的方法进行分析。在此基础上,以加工螺旋线轨迹为仿真实例,应用ADAMS和Matlab对模型进行联合仿真分析。仿真及试验结果表明：3-PTT串并联数控机床伺服进给系统加工过程中运动速度快且耦合误差小,运动轨迹符合运动学规律,可较好地反映运动耦合状态。该研究过程实现了3-PTT串并联机构运动学解耦。     

液电混合直线驱动系统位置控制特性研究

提出了一种采用电-机械直线执行器和液压缸的液电混合直线驱动系统。为消除电-机械直线执行器和液压缸之间的耦合影响,液压泵和比例阀协同控制液压缸输出力和运行方向,满足系统负载力需求,电-机械直线执行器用于运动控制,并补偿液压缸输出力波动和外部干扰力。为实现上述目标,设计了基于扩张状态观测器的电-机械直线执行器自适应滑模控制方法,以估计的负载力调节泵压力和比例阀开度,对液压缸输出力进行调控。比例阀在系统运行中主要用于控制液压缸运动方向,阀开度较大,可显著降低节流损失。通过仿真和试验分析了系统的运行特性和能效特性。结果表明,该系统具有良好的位置控制特性,能量效率高,较传统阀控系统能耗减少51%。     

制冷机组发动机隔振仿真分析及机架结构优化

利用已建立的制冷机组发动机隔振系统动力学模型及其解耦分析,运用ADAMS10.0建立了发动机隔振系统现有支承和半解耦支承形式的仿真模型,并进行线性模态分析。分析表明：发动机现有支承存在严重的振动耦合;采用半解耦支承形式,其质心的动态响应显著减小,即X和Y方向的位移减至0.79811mm和1.6095mm,解决了发动机的振动耦合问题。运用I-DEAS8.0软件,对原机组的机架进行了振动模态分析和动态响应仿真分析,现有机架固有频率54.6Hz时发生整体变形,最大变形为1.08mm,原机架的整体动刚度差;通过对原机架的结构改进,使机架发生整体变形的固有频率提高到129.5Hz,机架最大变形减小为0.359mm,显著改善了机架的结构动态性能,提高了制冷机组的动态工作性能。     

用并联补偿解耦法设计MIMO控制的仿真

针对过程控制中常见的多输入多输出(MIMO)系统,由于系统中得各个控制通道之间存在耦合关系,所以输出往往要经过一段时间才能响应输入信号,时滞现象广泛存在于工业控制中,对于消除这种现象,传统的方法有对角矩阵解耦法,但对于一些比较复杂的系统解出的解耦补偿矩阵,往往计算都比较复杂。文章使用一种并联补偿解耦法,与传统的对角矩阵解耦法作比较,并Simulink仿真过程,可以得到并联补偿解耦法在仿真过程的优点。     

基于不相关性的非稳态信号解耦技

对两路非稳态随机实值信号通过一个线性未知系统后得到两路输出信号的解耦问题进行了探讨.首先建立了非稳态信号的两路输入、两路输出系统的数学模型,将系统的解耦问题转换成求解系统的解耦系数问题.然后对解耦系数的求解进行推导,并给出算法适用的必要条件是信号为非稳态和不相关.通过计算出的解耦系数将源信号从测得的输出耦合信号中分离.通过本算法对人工耦合成的两路信号进行了解耦,结果证明了本算法的正确性.最后将算法应用到了研发的差速器检测试验台上,解耦结果满足了工程实际需要.     

植保机可变量喷雾鲁棒控制

为了减少农药对环境的污染程度,可变量喷雾技术是当前植保机械研发的重要内容和发展方向,该技术可根据喷药目标的要求,通过提高农药的利用率来减少对环境的污染问题。本文针对植保机变量喷药系统的输出流量进行控制,建立了喷药系统的数学模型,控制电磁阀的输出流量,并设计了最优鲁棒输出跟踪控制器,实现实际输出流量跟踪到目标值。同时,利用Mat Lab对系统进行了仿真,结果表明:采用鲁棒控制方法,能够进行良好的系统跟踪,并能达到很好的控制效果。     

风力发电变频水泵智能控制策略研究

针对风力发电机和逆变器的特点,给出了风能变频水泵的两输入两输出耦合系统时变模型结构。保持逆变器输入电压恒定的前提下,扰动逆变器输出交流电的频率来实现风力发电机的最大功率跟踪。根据解耦和神经网络的思想,采用两个回归神经网络（DRNN）在线调整两个PID控制器的参数,一个神经元解耦补偿器完成系统的解耦,实现了不依赖于对象模型的自适应PID解耦控制。计算机仿真结果验证了该控制策略可行性,这为以后进一步研究奠定了基础。      

渠道运行控制模拟仿真

渠道运行控制系统本质上是一个多输入多输出系统．要系统的描述渠道系统的动态变化只能借助现代控制论。以实验室试验渠道为背景，以现代控制理论和MATLAB为工具对渠道运行控制器设计过程进行了模拟仿真，设计了多渠段多级闸门渠道系统最优控制器。     

并联机构运动解耦设计方法与应用研究

根据基于方位特征集(POC)的并联机构拓扑结构设计理论,对国内外已有的2~6自由度运动解耦并联机构,进行拓扑结构及其运动解耦性分析,发现机构运动解耦不仅与拓扑结构有关,而且还与运动参数有关;接着从这2个层面提出了并联机构运动解耦的4个规律,以及相应的基于基本运动链(BKC)合成与分解、基于子并联机构等效支链、基于合理选取基点,以及基于移动副平行、垂直配置等4个运动解耦设计原理及其方法,其中,提出了将并联机构的运动解耦分为位-姿分离解耦、位-姿内部解耦的思路,可作为运动解耦的方向和顺序;进一步,设计了15个运动解耦并联机构。     

农业机械化、能源消费与经济增长耦合关系研究

农业机械水平一定程度上代表了农业现代化程度,能源作为驱动经济增长的原始物质动力至关重要。本文应用中国1980-2012年的相关数据,基于脱钩理论建立农业机械化、能源消费和农业经济增长之间的脱钩模型,对三者相互脱钩程度进行了详细评价。研究发现:农业机械化和能源消费之间的耦合程度并不高,多数年份处于弱脱钩和强脱钩状态;能源消费和农业经济增长之间的耦合程度较高,多数年份都处于扩张负脱钩状态,表现出农业经济增长对能源较强的依赖关系;农业机械化和农业经济增长之间的耦合关系最强,80%以上的样本数据都表现出扩张负脱钩状态,但脱钩指数绝大多数年份都较高,这也说明我国农业机械化对农业经济增长的拉动效率有待提升。     

华北地下水开采与粮食生产的脱钩效应及其空间差异性研究

开展华北地区地下水开采与粮食生产的脱钩关系研究,对于客观反映华北地区地下水超采治理成效,辅助华北粮食主产区地下水超采治理精准施策,继而促进地下水资源修复与农业可持续发展具有重要意义.综合采用Tapio脱钩模型、LMDI分解模型和GIS莫兰指数空间分析方法分别从省区和地市层面对华北地区地下水开采量与粮食产量之间的脱钩关系...     

越野汽车车桥模拟加载试验系统的解耦

针对越野汽车车桥模拟加载试验系统,分析了机械耦合对系统控制性能的影响。仿真研究结果表明,模拟驱动的转速控制子系统与模拟二桥和轮边负载的转矩控制子系统之间的机械耦合干扰误差较大,明显降低了系统的控制精度。通过在系统中加入特定的解耦控制元件,实现了模拟加载系统的解耦,使各子系统成了接近完全独立的控制系统,有效地消除了耦舍的不利影响,使系统的控制性能得到了显著改善。所采用的解耦方法,为实现模拟加载试验系统的解耦控制、进一步提高整个试验系统的工作性能,提供了一种有效的途径。     

基于神经网络的解耦控制在板带钢生产过程中的应用

根据板带钢轧制工艺的特点和板形板厚的控制要求，本文提出了一种基于神经网络的解耦控制方法，并设计了具有自适应、自学习解耦能力的智能解耦控制器。实际运用表明，该方法能够实现板形板厚的解耦，满足板带质量控制要求并具有良好的鲁棒性。     

车用永磁同步电动机电流环偏差解耦控制系统

以永磁同步电动机矢量控制为基础,分析了转子谐波磁通和电动机参数变化对电流控制器性能的影响.并通过复矢量模型,指出高速下耦合电压使得电流控制性能恶化.针对励磁电流分量和转矩电流分量之间的交叉耦合问题,提出了一种偏差解耦控制方法,并与传统的反馈解耦控制进行了仿真和实验对比.结果表明,所提偏差解耦控制方法实现了宽调速范围内的电流解耦控制,具有很好的参数鲁棒性和扰动抑制能力.     

中国用水量与经济增长的脱钩分析

为分析我国用水量与经济增长之间的相互关系,首次将资源环境领域的脱钩概念引入到水资源利用与经济增长分析中,在IPAT方程的基础上建立了用水量变化与经济增长脱钩分析方法,并提出了评价脱钩程度的强脱钩实现程度系数。在此基础上,对我国1997-2008年用水量与经济增长进行了脱钩分析。结果表明,我国农业用水量同第一产业GDP为...     

基于现场总线技术的水产养殖过程智能监控系统

提出了基于PROFIBUS现场总线的多变量模糊前馈解耦控制系统。PROFIBUS和Intranet技术相结合的水产养殖过程监控系统,实现了水产养殖过程的智能控制和信息共享。系统中模糊控制器和解耦部分独立设计,解耦由两层神经网络实现,根据系统输出误差,在线调整网络权值,从而实现动态解耦而无需辨识养殖环境的模型,实验结果表明这种方法是有效的。