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关键词： 预处理   Crank-Nicolson格式   初值和终值问题   偏微分方程约束优化  

摘要： 针对一类抛物型偏微分方程约束的分布式最优控制问题,通过此问题的一阶最优性条件得到了一组耦合的初值和终值问题,对这组耦合的问题运用Crank-Nicolson格式进行离散,采取块三角预处理策略来求解2*2的线性系统,然后通过匹配策略和基于Kronecker积的分裂技术建立了基于Kronecker积的Schur补的近似,并由此提出了一种基于Crank-Nicolson离散格式的预处理迭代方法,最后用数值实验证明了该方法的精确性和计算效率。结果表明,由于Schur补的近似具有Kronecker积的结构形式,该方法可以有效地实现预处理条件;该方法能极大地减小迭代次数,节省运算时间,降低运算成本,具有较好的结果。研究结果在解决工程技术和社会科学领域的相关最优控制问题具有应用价值。

关键词： SiC   IGBT   变频器   温升   采煤机  

摘要： 针对薄煤层采煤机变频器功率密度受限问题,介绍了一种采用混合SiC IGBT替换常规的Si IGBT模块的高功率密度变频器。通过优化变频器的结构及布局,确保变频器在原重载功率90 kW的尺寸不变的前提下,重载功率提升至110 kW,功率密度显著提高。分析了混合SiC模块应用的关键技术,提供了选型依据。同时对研制的高功率密度变频器散热性能进行了仿真分析和实验验证。结果表明:混合SiC IGBT比使用Si IGBT可以降低约1/4的损耗,可满足应用于复杂工况,尤其是大倾角工作面的薄煤层大功率采煤机的使用要求。

关键词： 空间飞行器   轨迹优化与控制   凸优化   人工智能   最优控制  

摘要： 空间飞行器轨迹优化与控制技术可通过优化设计飞行过程中的控制律,来提高飞行器总体性能,在航空航天领域具有极高的发展潜力和应用价值。围绕该研究方向,概述了近年来国内外的主要研究成果和最新研究进展。重点关注了针对建模方法的研究以及针对求解方法的研究这两个方向,以及新兴的人工智能方法。在此基础上,重新梳理了空间飞行器轨迹优化与控制方法的理论体系,重点分析了各类典型方法的优缺点以及最新的代表性成果。结合其研究历程以及现有技术优势,对空间飞行器轨迹优化与控制方法的未来发展趋势进行了展望,指出未来空间飞行器轨迹优化与控制技术将朝着通用化、智能化、数据化、实时化的方向发展。

关键词： 高速动车组   IGBT   焊层疲劳   可靠性   有限元分析  

摘要： 为了提高高速动车组服役环境下功率器件主端子连接结构的服役可靠性,文章通过有限元分析对IGBT器件主端子结构焊层的疲劳可靠性进行研究,并且运用不同的理论预测焊层疲劳寿命并通过功率循环试验进行了验证。结果表明,随着主端子焊层孔洞率的增加,循环周次会降低,但影响并不明显。随着主端子焊层厚度逐渐增加,循环周次呈现出先增加后减少的变化规律。在功率循环过程中,主端子结构焊层的退化表现为灰色含Sn相的粗化,采用基于能量的Darveaux模型进行分析更加符合功率器件主端子结构焊层的退化过程。故在主端子结构中,影响其服役寿命的主要因素为焊层厚度。

关键词： 低速行驶   车辆电机   矢量控制   状态变量   模糊控制器   参数优化  

摘要： 在车辆低速行驶过程中,主要应用传统PI(比例-积分)策略实现车辆电机控制,控制参数不随环境扰动调整,使得控制处理产生的超调量较大.提出一种面向低速行驶的车辆电机控制算法,分析车辆电机的内部结构,并构建电机运行数学模型.应用粒子群算法进行迭代学习,得到电机参数辨识和跟踪结果,并找到参数跟踪波动曲线中的突变点.结合模糊控制策略和PI控制策略,搭建具有自整定能力的双闭环模糊PI控制器.利用包含步长调节机制的天牛须算法,进一步优化双闭环模糊PI控制器参数,通过控制突变点,实现低速行驶车辆电机高效控制.实验结果表明:所研究方法应用后,车辆电机各项控制参数产生的超调量都小于10%,可以保障车辆电机高效控制.

关键词： 变体导弹   轨迹规划   最优控制   序列凸优化   混合整数规划   凹凸分解   控制分配  

摘要： 针对变后掠角导弹俯冲段的轨迹规划问题,提出一种基于序列混合整数凸优化的轨迹规划方法。提出使用升阻力系数可达集代替攻角约束、后掠角约束和气动代理模型作为导弹控制约束,避免在轨迹规划问题中直接处理强非线性的气动代理模型。注意到可达集由两个区域组成,这使其无法被简单的解析函数描述,故提出使用整数变量来表征对可达集区域的选择,将升阻力系数可达集约束转换成解析的形式。建立变体导弹轨迹规划的最优控制问题,通过重新设计控制量、部分线性化、凹凸分解等方法将其转化为仅含凸约束的最优控制问题,并使用序列混合整数凸优化算法对该问题进行求解。仿真结果表明,提出的算法能可靠地求解出严格满足各类约束的最优飞行轨迹,且变体导弹的终端速度相较于标准构型导弹显著提升。

关键词： 永磁同步电机   弱磁控制   滑膜控制   矢量控制  

摘要： 为了满足当今市场对电动摩托车性能要求,设计了一套电动摩托车动力总成控制系统,根据市场调研结果以及考虑到电动摩托车的动力性能,选取一款内嵌式永磁同步电机(IPMSM)作为动力核心,72V蓄电池组作为动力源,采用矢量控制策略对驱动系统进行动力匹配。为了实现更宽的调速范围,提高电动摩托车的续航里程,提出了一种适用于IPMSM驱动器高速运行的最大转矩电流比(MTPA)弱磁控制算法。基于速度指令,运行模式将自动从恒定转矩区变为弱磁区。为了使电动摩托车在复杂路况下也能平稳行驶,排除系统内部参数扰动对最终控制效果的影响,在矢量控制系统的转速环引入了基于指数趋近率的滑模速度控制器(SMC)。使用MATLAB/Simulink搭建了控制系统仿真模型,并对动态负载工况和稳态负载工况进行仿真,结果表明所提出的控制策略是可行的。最后,搭建了电机控制器动力总成系统测试平台,进行电机和控制器的综合性能测试,结果表明所设计的动力总成系统较市场上同类产品效率提高约5%。

关键词： 磁齿轮复合电机   改进蜻蜓算法   参数整定   矢量控制  

摘要： 针对磁齿轮复合电机双转子结构在无接触传动时出现振荡和超调的问题,提出了一种基于改进蜻蜓算法(improved dragonfly algorithm,IDA)的双闭环PI(proportional integral,比例积分)参数自整定矢量控制方法。针对DA在收敛速度和收敛精度等方面存在的不足,分别在算法寻优的前期、中期和后期引入Tent映射、改进权重系数和差分优化算法,并在其适应度函数上增加可抑制振荡和超调的惩罚项,使算法的收敛速度和收敛精度得到明显提高。采用PI、DA-PI和IDA-PI三种控制方法对磁齿轮复合电机进行控制仿真和实验,结果表明,在IDA-PI控制下电机转速的超调量和稳态误差最小,动态响应速度最快,证明了所提策略的有效性。研究结果为不同拓扑结构磁齿轮复合电机的控制提供了参考。

关键词： AB755系列变频器   转炉   倾动系统  

摘要： 转炉倾动装置是冶炼过程中的关键设备,冶炼过程中,炉体倾动系统需要进行±360°旋转,旋转过程中由于液态钢水重心随着转炉倾角的变化而变化,同时炉体具有势能负载特性,因此对传动系统有更高的要求。文章基于AB755系列变频器在120t转炉倾动系统上的成功应用,从传动主从控制逻辑、抱闸控制逻辑、三用一备冗余控制方案、调试重点难点进行详细介绍。

关键词： 永磁同步直线电机   矢量控制   优化矢量控制   仿真  

摘要： 主要研究矢量控制在永磁同步直线电机中的应用,通过建立数学模型,分析了矢量控制的特点,构建电机矢量控制系统模型及评估性能,并进一步优化矢量控制,根据仿真结果验证优化效果,为实际应用提供理论指导。