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： 液压支架   智能控制   系统设计  

摘要： 煤矿作业中液压支架故障频发,主要是因为液压支架控制系统的协调性差、调控精度低、自主调节能力不足,增大了采矿作业风险。为解决这一问题,以液压支架组智能控制系统为研究对象,分析了液压支架支护机理,提出了智能化液压支架支护系统设计原理,指出了系统功能与结构设计要点,分析了应用效果,但缺乏案例与数据支撑,未来需从这一方面加以改进,保障研究深度。

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%。

关键词： 飞行器姿态   智能控制   离散特性   PSO算法   实验系统  

摘要： 针对飞行器姿态复合控制问题研究中直接力连续化处理导致的与实际工程特性差距较大问题,研究了体现直接力离散特性的控制系统构建方法及控制参数优化设计方法。首先,搭建了体现直接力离散特性的飞行器姿态复合控制系统框架及模型;然后针对复合控制问题的非线性、强耦合、多约束等复杂特性,采用PSO算法对控制律及控制分配参数进行多目标优化设计,构建了飞行器姿态智能控制系统;再通过数字仿真从控制算法、PSO算法参数、飞行器系统参数三个方面对智能控制问题研究方法进行了说明;最后,依托最新科研成果设计开发了飞行器姿态智能控制实验系统,为自动化专业本科生智能控制类课程实践教学及创新型人才培养提供了自主开放的实验研究平台。

关键词： 电气工程   智能控制系统   设计与应用  

摘要： 随着科学技术的发展越来越迅速,在电气工程中自动化控制系统得到广泛的应用,在电气工程自动化控制系统中应用智能控制可以完善自动化控制功能,加强对信息的收集和整理,弥补了自动化控制系统中存在的不足,提升自动化控制水平,进而推动电气工程的快速发展。因此,文章将重点分析电气工程中的智能控制系统设计与应用要点,希望使智能控制系统与技术体系更加完善,促进我国电气工程取得健康发展。

关键词： D-DQN   强化学习   双足机器人   智能控制   经验回放池   虚拟约束控制  

摘要： 针对现有双足机器人智能控制算法存在的轨迹偏差大、效率低等问题,提出了一种基于D-DQN强化学习的控制算法;先分析双足机器人运动中的坐标变换关系和关节连杆补偿过程,然后基于Q值网络实现对复杂运动非线性过程降维处理,采用了Q值网络权值和辅助权值的双网络权值设计方式,进一步强化DQN网络性能,并以Tanh函数作为神经网络的激活函数,提升DQN网络的数值训练能力;在数据训练和交互中经验回放池发挥出关键的辅助作用,通过将奖励值输入到目标函数中,进一步提升对双足机器人的控制精度,最后通过虚拟约束控制的方式提高双足机器人运动中的稳定性;实验结果显示:在D-DQN强化学习的控制算法,机器人完成第一阶段测试的时间仅为115 s,综合轨迹偏差0.02 m,而且步态切换极限环测试的稳定性良好。