关键词： 自适应控制   数控铣削   切削力调整   磨损修正   实时调整  

摘要： 本文研究自适应控制策略在数控铣削中的应用,旨在提高加工效率、降低能耗、并优化加工质量。采用调整切削力、实时修正刀具磨损以及对材料特性变化进行实时调整等自适应控制策略,通过实验设计和综合性能评估方法,系统研究了这些策略在不同场景下的应用效果。实验结果表明,自适应控制策略在数控铣削中能够显著提高切削效率、降低能耗,并可以有效应对刀具磨损和材料特性变化带来的挑战。

关键词： 农业工程   拖拉机   湿式离合器   无模型自适应控制   遗传算法  

摘要： 以提升拖拉机动力换挡变速箱(PST)湿式离合器压力控制准确性为目标,提出了一种基于改进遗传算法的湿式离合器压力无模型自适应控制方法。首先,分析并建立了湿式离合器液压系统数学模型,基于偏格式动态线性化的无模型自适应控制(PFDL-MFAC)算法构建了离合器压力控制器。然后,引入变比例精英保留策略、K-均值聚类算法和灾变策略改进遗传算法,提出了基于灵敏度分析和改进遗传算法的PFDL-MFAC控制器参数整定方法。最后,开展了基于拖拉机自动变速箱控制单元(TCU)硬件在环试验平台的离合器压力控制试验。结果表明:改进遗传算法的收敛速度和优化精度更好;与PID控制相比,PFDL-MFAC的离合器压力响应速度更快、鲁棒性更好,满足拖拉机湿式离合器压力控制要求;同时,基于本文算法的变速箱换挡品质更优,研究成果可为动力换挡拖拉机换挡品质的提升提供基础。

关键词： 永磁同步直线电机   参数不确定性   建模不确定性   饱和非线性   特征模型   自适应控制   抗饱和  

摘要： 为了解决永磁同步直线电机系统的参数不确定性、建模不确定性及饱和非线性等问题,提出一种基于特征模型的自适应控制器。依据特征模型理论描述永磁同步直线电机系统,采用自适应和鲁棒控制方法设计控制器。建立永磁同步直线电机的特征模型,并给出具体建立步骤,使得控制器设计变得简单,易于工程实现。通过设计参数自适应律对系统未知特征参数进行估计,可实现对系统模型的精确补偿,同时在控制器中添加带有误差积分的鲁棒控制项,提高系统对不确定参数及未知干扰的鲁棒性。此外,由于饱和特性的存在,导致控制器产生windup问题,给系统的控制性能和稳定性造成不利影响。因此,该控制器中还带有抗饱和控制项,能够提升系统的抗饱和能力。最后,通过对比实验验证了所提控制器的有效性。

关键词： 状态估计   非线性时变系统   扩展状态   量化处理   鲁棒控制  

摘要： 针对含有有色噪声和通信带宽受限的网络化系统,设计了鲁棒非线性扩展状态估计算法。采用测量信息逐差法降低噪声相关性对系统造成的影响,再利用对数量化器进行测量信息处理,克服通信容量限制,创新地将不确定非线性项作为扩展系统的一个状态解决非线性问题,在此基础上设计了一种鲁棒非线性扩展状态估计器。运用Young’s不等式和矩阵分析求解Riccati方程,得到估计器的误差协方差上界,实现增益的实时优化。该估计算法处理非线性系统更加方便,能够克服非线性函数处理时的保守性,且估计性能优异。

关键词： 控制理论与控制工程   数据驱动学习   鲁棒控制   最优控制   持续激励条件  

摘要： 针对非匹配不确定性系统的静态输出反馈鲁棒控制问题在线求解难的难题,提出了一种基于数据驱动学习的自适应学习算法。首先,将不确定性系统的鲁棒控制问题转化为具有性能指标函数的标称系统的最优控制问题。其次,为实现输出反馈最优控制,根据状态反馈控制项构造了输出反馈黎卡提方程。再次,为实现该输出反馈黎卡提方程的在线求解,使用克罗内克积和向量化操作重构输出反馈黎卡提方程,进而设计了基于输入/输出数据的自适应学习算法,摒弃了传统观测器的使用,实现可一步求解的输出反馈鲁棒控制。最后,为实现被估参数的快速收敛,进一步放松了所要求的持续激励条件。仿真结果验证了本文控制方法和学习算法的有效性。

关键词： 磁耦合谐振式无线电能传输(MCR-WPT)   传输效率   频率跟踪   无模型自适应控制  

摘要： 为解决磁耦合谐振式无线电能传输(magnetically coupled resonant wireless power transfer, MCR-WPT)系统因频率失谐而使得传输效率降低的问题,提出一种无模型自适应频率跟踪方法。该方法以发射端电流和电压间的相位差值为控制器输入,以控制器输出来调控发射端的交流电源频率;控制器设计不依赖于系统的精确数学模型,而且可通过伪雅可比矩阵的自适应估计律来提高应对发射端频率失谐的控制自适应性。MCRWPT系统的控制仿真结果表明,相比传统的PI控制,该方法不仅在较长的无线传输距离情况下能实现维持系统发射端的谐振工作状态,而且具有更好的谐振频率跟踪性能,对保持较高的系统无线电能传输效率具有明显优势。

关键词： 绳驱动并联机器人   动力学模型   滑模控制   轨迹跟踪   稳定性  

摘要： 由于船体表面形状不规则及海浪激励引起船舶运动,因此船舶清洗作业成为难点。为实现船舶高效、自动化清洗作业,该文提出一种变结构空间绳驱动清洗机器人。首先,采用Newton-Euler法建立包含船舶运动及多种外部扰动的动力学模型。通过流体仿真试验验证了水射流可喷射至作业面,并得到水枪反作用力。其次,考虑到海风对清洗作业的影响,采用风压投影法计算得到风扰力,并将风扰力与水枪反作用力共同作为扰动输入。再次,在动力学模型的基础上,为实现动基座激励下的高精度轨迹跟踪控制,提出了一种模糊自适应比例-积分(proportional-integral, PI)滑模控制器(fuzzy adaptive PI sliding mode controller, FAPI-SMC)。最后,采用Lyapunov理论证明了控制系统稳定,并通过仿真试验验证了FAPI-SMC有效。结果表明:在不同形式的波浪激励和作业场景下,FAPI-SMC的位置稳态误差为±0.02 m,角度稳态误差为±0.02°。与传统的比例-积分-微分(proportional-integral-derivative, PID)控制器相比,FAPI-SMC的最大误差减少6%,响应速度提升57%,稳态性能提升3%。该研究成果可为绳驱动机构的实船应用提供理论依据。

关键词： 智能控制   电力系统   自动化监测  

摘要： 阐述基于计算机的自动化监测与诊断方法,介绍其中的关键技术,包括数据采集与传输、信号处理与特征提取、故障诊断与预测。实验结果表明,电力系统的监测与诊断能力显著提升。

关键词： 半导体激光器   自适应温度控制   温控算法   有源电子式直流测量系统  

摘要： 凭借能实现高低压间的电隔离和抗电磁干扰等优点,半导体激光器(LD)是有源电子式直流测量系统常用的供能光源。由于有源电子式直流测量系统工作在室外环境,LD的工作温度也会受环境影响,从而影响LD的输出功率,最终对系统测量结果产生影响,因此需对LD进行环境温度自适应控制,以保证其工作在正常温度范围,使有源电子式直流测量系统输出的测量数据稳定。针对有源电子式直流测量系统中LD的环境温度自适应控制技术进行了深入研究。探究了LD的温度控制原理,通过多物理场建模仿真研究了环境温度、管芯温度和热电制冷器(TEC)驱动电流之间的关系;在此基础上提出了一种环境温度自适应温控算法,将根据环境温度进行的稳态调控和根据管芯温度进行的瞬态调控相结合,可以提高管芯温度调控过程的整体稳定性;最后基于Keil MDK软件和STM32开发板进行了实验研究,研究结果表明提出的环境温度自适应温控算法可以改善LD瞬时功率稳定性,LD瞬态功率波动从0.72%下降为0.38%,验证了方案的可行性。

关键词： 过程控制   神经网络   参数估计   气体分馏装置   丙烯塔  

摘要： 现有无模型自适应控制(MFAC)算法中,4个模型参数λ,ρ,η,μ在控制过程中保持不变,导致伪偏导对控制进程影响小、算法自适应能弱等问题。利用径向基函数(RBF)神经网络,基于系统的输入和伪偏导,以期望输出与实时输出差值为训练误差的实时整定参数,提高了MFAC的自适应能力;进而提出了一种新的离散时间非线性系统紧格式动态线性化MFAC算法(简称BRF-MFAC算法),并通过非线性系统控制案例验证了RBF-MFAC良好的跟踪性能;将其应用于某炼油厂0.3 Mt/a气体分馏装置,相比现有MFAC算法,丙烯塔单输入单输出(SISO)系统丙烯产品纯度达标操作调整次数减少42.4%,多输入多输出(MIMO)系统丙烯产品纯度和产量达标操作调整次数减少78.0%。