关键词： 磁浮列车   速度跟踪控制   BP-ADRC控制器   参数自整定  

摘要： 永磁磁悬浮(Permanent Magnet Maglev,PMM)是继电磁悬浮和电动悬浮之后提出的一种磁悬浮轨道交通新制式,相对传统轮轨和磁悬浮轨道交通,具有低碳节能、建设成本低、工期短,选线灵活、占地少等优势,为我国构建绿色、智慧城市交通网络提供了一种理想方案。精确平稳的速度跟踪控制是PMM列车全自动驾驶运行过程安全高效的重要保障。在复杂静磁场力和多变环境因素干扰下,传统的列车速度控制方法难以实现PMM列车的精确平稳速度控制。为解决PMM列车在复杂干扰下智能驾驶过程的精确平稳速度跟踪控制问题,提出一种基于参数自整定ADRC的PMM列车速度跟踪鲁棒控制方法。首先建立PMM列车的纵向动力学模型,描述PMM列车运行控制过程的非线性迟滞特性。然后设计一种基于BP神经网络控制参数估计的自抗扰控制器(BP-ADRC),实现列车速度控制过程中ADRC扩张状态观测器的参数自适应调整。最后在Simulink仿真环境中进行PMM列车速度跟踪控制仿真实验,实验得出BP-ADRC控制器的速度跟踪精度比传统的BP-PID和ADRC控制器分别提高20.96%和16.66%,速度跟踪平稳性分别提高19.78%和16.69%。实验结果表明,相比传统的列车速度控制方法,BP-ADRC控制器在提升PMM列车速度跟踪控制精确度和鲁棒性方面具有显著优势,证明了该方法的有效性和可行性。

关键词： 水下无人机   自适应控制   轨迹跟踪   渐近稳定   不确定性  

摘要： 针对模型参数完全未知的水下无人机(autonomous underwater vehicle,AUV)轨迹跟踪控制问题,考虑外部环境扰动,提出了一种自适应渐近跟踪控制策略。首先,基于障碍李雅普诺夫函数及反步控制策略,构造系统虚拟控制律,有效提高了系统的控制性能。然后,通过设计自适应律,有效解决了不确定性对系统的影响,保证了跟踪误差的渐近收敛性。同时,考虑输入饱和问题,采用双曲正切函数解决真实控制律构造困难的问题。基于李雅普诺夫方法,分析了闭环系统的稳定性。最后,仿真结果表明,该控制策略可有效抑制模型参数未知和外部干扰对系统的影响。

关键词： 抓斗   卸船机   电气控制系统   智能控制  

摘要： 针对抓斗式卸船机的控制问题,设计了抓斗式卸船机智能电气控制系统。该系统能够解决抓斗在抓取物料过程中空间定位不准确、卸货效率低下、机械磨损严重以及电机易过热等问题,具备简单高效的模块化结构、调速转矩响应速度快和大范围的速度控制等优点。基于负载实验的测试结果表明,研究提出的智能电气控制系统不仅可以在各种工况下平稳运行,还能够精确定位抓斗在卸货过程中的空间位置。该系统的应用范围不仅局限于特定型号的抓斗式卸船机,还可以应用于其他型号的抓斗式卸船机的智能控制。

关键词： 海外工程项目   施工进度   智能控制   BIM   进度模型  

摘要： 进度控制是海外工程项目施工管理与控制的重点,影响因素较多,控制难度较高,现行方法控制效果不佳,在实际工程中,项目施工无法按照原进度计划完成。文中提出考虑多因素的海外工程项目施工进度智能控制方法,识别与分析项目进度影响因素,利用BIM建立进度模型,评价施工进度风险及量化进度偏差,按照调整规则对进度进行调整。结果表明,在设计方法应用下,海外工程项目施工仅比预期计划延长2 d,该设计方法具有良好的应用前景。

关键词： 带式输送机   液压张紧自适应   模糊   PID   控制  

摘要： 为实现带式输送机的安全平稳运行,提高系统控制精度,本文通过分析PID、模糊控制的优势,设计液压张紧自适应模糊PID控制器。仿真研究表明,尽管该系统的超调量高,但工作可靠性高,且对张力冲击具有很好的超调效果。对比分析系统常规和模糊PID控制的特性,模糊自适应PID控制的响应速度快、超调量小,与PID控制相比,该系统控制更为理想,能明显改善张紧系统张力。

关键词： 多无人机编队   方位角编队控制   非线性控制   实验验证  

摘要： 本文主要研究了无人机编队的抗扰跟踪控制设计.针对各无人机只能获取邻机方位信息的情况,文章设计了一种新的非线性控制器以完成多无人机系统的编队形成与跟踪任务.考虑到无人机系统易受外界扰动影响的特性,采用Leader-Follower式编队方法,通过引入Leader位置信息来矫正基于方位信息的无人机编队系统的位置漂移.将反步法设计结合自适应设计与鲁棒控制设计,来补偿未知参数与未知外界扰动对多无人机编队系统造成的影响,提高了多无人机方位编队系统的鲁棒性.然后,基于Lyapunov分析方法证明了系统的稳定性.最后,搭建了四旋翼无人机编队实验平台,进行了基于方位信息的编队形成与跟踪飞行实验,并与PD控制器进行了对比实验.飞行实验结果验证了算法的有效性与实用性.

关键词： 煤矿   坑道钻进   岩性识别   智能优化   智能控制  

摘要： 煤矿坑道钻进施工环境恶劣、复杂的煤层结构和繁杂的操作工序造成钻进效率低、钻进成本高。开展煤矿坑道钻进过程优化与控制技术的研究势在必行。围绕煤矿坑道钻进控制过程关键技术,从含煤地层岩性智能识别、钻进参数智能优化和智能控制3方面展开。首先,为了准确判断含煤地层类型,建立基于BP-Adaboost的含煤地层岩性智能识别模型。然后,在不同含煤地层条件下,建立基于机械比能和钻速的智能优化模型,为司钻人员提供最优给进压力和转速参考值。进而,提出一种基于模糊PID的给进压力控制策略,实现给进压力的有效控制。最后,基于煤矿坑道钻机智能钻进系统在淮南矿区某煤矿井下进行了现场试验。试验结果表明:所提含煤地层岩性智能识别方法的识别准确率达到96.75%;智能优化方法显著提升现场钻速,消耗的机械比能降低,在提高钻进效率的同时降低了钻进成本;给进压力控制策略使给进压力稳定运行在最优值附近,减小给进系统超调的同时,提升系统的响应速度,使给进压力的动态响应更加平稳。煤矿坑道钻进过程智能优化与控制技术能够保障钻进过程安全高效运行,促进煤矿坑道钻进技术智能化发展。

关键词： 连续体机械臂   线驱动   特征模型   滑模控制   自适应控制  

摘要： 针对连续体机械臂动力学建模困难,控制难度大的问题,使用特征建模的方法,用简化等价的特征模型设计了自适应鲁棒控制器。首先,通过对机械臂系统进行分析,使用特征建模得到等价的动力学模型,然后采用递推最小二乘法进行参数辨识,得到该特征模型的特征参数,最后,利用模型与辨识得到的参数设计了一种结合滑模控制的自适应控制器。通过仿真实验对本文方法与传统PID方法进行对比,仿真结果表明,本文的方法对于末端角度控制的跟踪精度高,同时对于末端扰动有着良好的自适应能力和鲁棒性。

关键词： 无人农场   智能控制技术   农业感知传感器   智能自主作业  

摘要： 在中国城镇化浪潮下,土地流转也将成为土地高效集约化利用带来契机。未来农业,技术先行,无人农场技术模式是对农业未来的可持续发展进行的一种大胆的尝试与探索。该研究分析自主定位导航技术、在线专业传感器、工作障碍信息感知技术、路径规划决策技术、多机协同技术、自主作业和变量作业等技术的研究应用现状,研判农业大数据、智能决策系统和机器人作业装备等关键核心技术前沿和发展趋势,提出农业智能设备的专用传感器、精准操作决策控制系统、实用的智能设备仍然是无人农场实际应用的关键环节。研究表明无人农场技术模式当前存在基础数据积累不足、环境—作物—装备互作机理不明、智能装备多参数融合调控策略缺乏等重大问题,需要重点关注农业大数据、智能决策系统、机器人操作设备、无人农场领域示范等核心技术,为无人农场农业生产自动化、智能化和环境可持续性的优化发展提供了一定思路。

关键词： 空间机械臂   连续型机械臂   动力学控制   强化学习   稀疏学习   自适应控制  

摘要： 探讨空间连续型机械臂执行在轨操作任务过程中的自适应轨迹跟踪控制器设计问题.首先,对于具有显著非线性特征的连续型机械臂动力学模型,考虑运动过程中存在的建模误差和外部干扰因素,设计变结构动力学控制器;然后,基于深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)对变结构控制器参数进行在线调整,实时优化控制器性能;最后,提出一种针对强化学习网络稀疏训练方法,训练过程中采用具有随机稀疏拓扑结构的稀疏连接层代替神经网络的全连接层,并以一定概率对连接薄弱的网络进行迭代剪枝,使得DRL的策略网络由初始稀疏拓扑结构演化为无标度网络,在不降低训练精度的基础上压缩网络规模.仿真结果表明,所提出基于强化学习的自适应控制器能够有效地进行连续型机械臂的跟踪控制,通过稀疏学习的方法,控制器在保证控制精度的同时,双隐层网络节点参数量下降99%,大幅降低了计算成本.