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作者：李小魁陈素霞魏涛闫絮张秋慧陈朝阳郭壮志宋高峰任磊张宁林伟鹏 451191 河南省郑州市新郑龙湖镇祥和路1号

本发明公开了一种基于多模型自适应切换的管道噪声控制方法及装置，包括管道、声速传感器、噪声抑制扬声器、噪声抑制功率放大器和主动控制器，主动控制器与自适应滤波器和外围电路构成嵌入式噪声主动控制器，嵌入式噪声主动控制器与在... 详细信息

标准号: CN105782631B

本发明公开了一种基于多模型自适应切换的管道噪声控制方法及装置，包括管道、声速传感器、噪声抑制扬声器、噪声抑制功率放大器和主动控制器，主动控制器与自适应滤波器和外围电路构成嵌入式噪声主动控制器，嵌入式噪声主动控制器与在管道的内壁上不同位置设置的误差噪声传感器、参考噪声传感器、声速传感器和噪声抑制扬声器连接，本发明通过采用多模型切换策略，能够适应次级通道模型的快速改变，能够满足多模型切换的实时性要求，同时使用外加测量设备，迅速实现多模型集切换，并通过声波的相消干涉原理，采用自适应滤波器，实现实时的管道噪声抑制。

关键词：主动控制器噪声抑制自适应滤波器声速传感器模型切换嵌入式噪声扬声器管道噪声控制功率放大器实时性要求扬声器连接噪声传感器自适应切换测量设备次级通道管道噪声外围电路误差噪声相消干涉声波传感器内壁参考

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基于多模型自适应切换的管道噪声控制方法及装置

基于多模型自适应切换的管道噪声控制方法及装置

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作者：李小魁陈素霞张秋慧陈朝阳郭壮志闫絮任磊宋高峰林伟鹏韩路恒 451191 河南省郑州市新郑龙湖镇祥和路1号

标准号: CN105782631A

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基于预测控制的货运列车动态质点模型自适应平滑切换

基于预测控制的货运列车动态质点模型自适应平滑切换

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作者：易灵芝谢成张大可刘江永陈才学陈智勇 411105 湖南省湘潭市雨湖区湘潭大学

本发明公开一种基于预测控制的货运列车动态质点模型自适应平滑切换方法，能够基于货运列车运行的位移信号与线路路况信息进行模型动态自适应平滑切换，确保质点模型能够准确描述货运列车的动态特性。针对货运列车运行过程中控制参数与... 详细信息

标准号: CN114261434A

本发明公开一种基于预测控制的货运列车动态质点模型自适应平滑切换方法，能够基于货运列车运行的位移信号与线路路况信息进行模型动态自适应平滑切换，确保质点模型能够准确描述货运列车的动态特性。针对货运列车运行过程中控制参数与动力学模型不匹配的问题，根据车厢间耦合力的差异建立不同线路区段及路况变换点对应的质点模型，通过多模型切换性能指标函数判断后，自适应平滑切换开关快速切换至相应的质点模型。本发明提供的预测控制方法能够实现在模型切换瞬间货运列车的速度、位移、加速度变化率、牵引力与制动力稳定不变，从而确保货运列车的安全平稳运行，有效地解决了对象模型大惯性、大迟延及非线性问题。

关键词：货运列车质点模型平滑切换模型切换预测控制自适应牵引力加速度变化率线路路况信息性能指标函数动力学模型动态自适应非线性问题动态特性对象模型控制参数快速切换平稳运行位移信号稳定不变线路区段运行过程迟延大惯性有效地制动力耦合力路况匹配车厢安全

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非线性系统多模型预测控制算法研究(英文)

非线性系统多模型预测控制算法研究(英文)

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'2008系统仿真技术及其应用学术会议

作者：张靖男孙未蒙郑志强国防科技大学机电工程与自动化学院七队国防科技大学机电工程与自动化学院七队国防科技大学机电工程与自动化学院七队

非线性系统控制的难点在于难以建立系统的非线性模型,而多模型控制用一个线性模型集来逼近非线性模型,能够较为准确的描述系统的非线性特性;预测控制采用一种建立在实际反馈信息基础上的滚动优化,能够不断考虑到由于系统非线性所带来的... 详细信息

非线性系统控制的难点在于难以建立系统的非线性模型,而多模型控制用一个线性模型集来逼近非线性模型,能够较为准确的描述系统的非线性特性;预测控制采用一种建立在实际反馈信息基础上的滚动优化,能够不断考虑到由于系统非线性所带来的影响并及时加以校正.因此,可以将这两种控制技术结合使用,对非线性控制系统的设计进行研究.文章提出了一种多模型预测控制的基本算法,并对该算法进行了详细的研究.最后进行了仿真分析,证明了该算法具有较好的输出跟踪效果和抖动抑制能力.文章研究的结果表明,采用多模型预测控制技术来设计非线性控制系统的思路是可行的,并且文章中研究的多模型预测控制算法具有较高的有效性.

关键词：非线性系统多模型控制预测控制模型切换

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面向无人机通信的区域化智能波束管理

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无线电通信技术 2024年第3期50卷 503-509页

作者：赵乐郑重王新奕费泽松北京理工大学信息与电子学院北京100081

面向新一代无线通信的技术革新,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在未来通信系统中的应用越来越不可忽视。考虑传统波束管理(Beam Management,BM)方法在高动态、高频段空地链路中波束对准的高额开销,设计了一种基于人工智能(Artific... 详细信息

面向新一代无线通信的技术革新,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在未来通信系统中的应用越来越不可忽视。考虑传统波束管理(Beam Management,BM)方法在高动态、高频段空地链路中波束对准的高额开销,设计了一种基于人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术的BM方案。方案基于长短时记忆(Long-Short Term Memory,LSTM)网络模型,利用深度学习(Deep Learning,DL)方法实现基站(Base Station,BS)-UAV通信过程中的BM。以参考信号接收功率(Reference Signal Receive Power,RSRP)为性能指标对BM方案进行评估,基于BM历史经验数据将UAV终端轨迹划分为数个区域,训练特定的区域模型以更好地适应各区域中的信道传播环境特征。在模型部署阶段,根据区域划分结果按区域切换模型,实现基于模型切换的区域化AI-BM(Model Switching based Area-Specific AI-BM,MSAS AI-BM)。仿真结果表明,所提的MSAS AI-BM方案相比传统的简单穷举BM方案能够极大降低系统开销,拥有良好的RSRP保持性能。

关键词：波束管理人工智能参考信号接收功率长短时记忆模型切换

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无人机吊挂负载系统轨迹跟踪控制问题研究

无人机吊挂负载系统轨迹跟踪控制问题研究

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作者：李季大连海事大学

学位级别：硕士

四旋翼无人机,作为一种轻型、多旋翼飞行器,具有垂直起降、悬停能力强、机动性好等特点,因而在军事、公共安全、农业植保、环境监测诸多领域都具有广泛的应用。本文的研究对象为四旋翼无人机吊挂负载系统,简称无人机吊挂负载系统,这是... 详细信息

四旋翼无人机,作为一种轻型、多旋翼飞行器,具有垂直起降、悬停能力强、机动性好等特点,因而在军事、公共安全、农业植保、环境监测诸多领域都具有广泛的应用。本文的研究对象为四旋翼无人机吊挂负载系统,简称无人机吊挂负载系统,这是一个具有多输入多输出特性的欠驱动系统。吊挂负载引入了动态不确定性和复杂性,传统的控制方法难以满足稳定性和精确性的要求。针对无人机吊挂负载系统耦合程度高,控制难度大的问题,本文提出了一种改进的自适应非线性控制策略,增强了系统的轨迹跟踪性能和抗干扰能力。通过李雅普诺夫函数进行稳定性证明以及对仿真实验结果分析,验证所提出的无人机吊挂负载系统在不同场景下进行轨迹跟踪时,控制方法的有效性。考虑到单无人机的运载能力有限,本文还对无人机吊挂负载系统进行了扩展,建立了双无人机吊挂负载系统以及考虑到负载绳索断裂情况的混合模型。本文的主要研究内容有: (1)本文基于动力学分析和欧拉-拉格朗日方程,建立了单无人机与双无人机吊挂负载系统的动力学数学模型。通过模型,分析了系统中无人机与吊挂负载之间位置、速度的关系以及负载摆动对飞行器动态的影响,为控制策略的制定提供了理论基础。 (2)针对单无人机吊挂负载飞行过程中系统易受负载摆动影响的问题以及质量发生改变的情况,本文设计了一种基于积分型反步法的控制策略,并通过构造质量估计自适应律,对负载质量进行实时估计反馈,减少了由于负载质量变化对系统控制精度造成的影响,提升了系统负载运输工作的适应能力。设计了定点悬停状态下,控制策略抑制负载多余摆动的仿真实验;以及在负载质量突变与线性变化两种情况下,控制器控制系统进行轨迹跟踪的仿真实验。仿真结果表明了本章设计的控制策略的有效性,验证了该控制方法可以在多种负载质量变化情况下完成对期望轨迹的跟踪,并有效抑制吊挂负载的多余摆动。 (3)针对无人机吊挂负载系统中出现的部分不确定性并考虑外界未知干扰对系统造成的影响,在姿态积分型反步法控制器的基础上设计自适应律以估计补偿系统所受干扰,提升了干扰影响下系统中无人机姿态的响应能力,通过进行三维螺旋轨迹的跟踪控制仿真验证了设计的自适应控制器可以有效增强系统鲁棒性,减小未知干扰对系统控制精度的影响,表明了本章设计的控制方法的有效性和优越性。 (4)针对复杂场景下,吊挂绳索可能发生断裂的意外情况,建立了包含两种状态子系统的双无人机吊挂负载系统混合模型,并设计了绳索拉力观测器对两条吊挂绳索进行观测并补偿,当绳索拉力发生突变时无人机吊挂负载混合模型进行模型切换控制系统保持稳定。并设计了基于MATLAB/Simulink的飞行过程中吊挂绳索断裂情况下双无人机吊挂负载系统的轨迹跟踪仿真实验,验证了所设计控制策略的可行性和有效性。

关键词：四旋翼无人机吊挂负载自适应积分型反步法模型切换

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分散式风电建模与动态全过程仿真研究

分散式风电建模与动态全过程仿真研究

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作者：史文博东南大学

学位级别：硕士

随着分散式风电的渗透率日益上升,风电的波动性和不确定性给配电网的安全稳定运行带来了挑战。对含风电的配电网进行动态全过程仿真,是研究风电与电网交互影响的有效手段。但风电机组模型复杂、风电集群内机组数量多,使得含风电集群的... 详细信息

随着分散式风电的渗透率日益上升,风电的波动性和不确定性给配电网的安全稳定运行带来了挑战。对含风电的配电网进行动态全过程仿真,是研究风电与电网交互影响的有效手段。但风电机组模型复杂、风电集群内机组数量多,使得含风电集群的配电网阶数非常高,给仿真带来困难。对此,有必要研究适用于动态全过程仿真尺度的风电模型,以及能够兼顾仿真精度与速度的动态全过程仿真技术。论文围绕分散式风电的建模与动态全过程仿真,展开了相关研究:(1)研究了适用于动态全过程仿真的风电单机模型和分散式风电控制策略建模。在分析双馈感应式风力发电系统的基本结构和运行原理的基础上,对于详细风电模型进行降阶,建立动态全过程仿真时间尺度下的风电模型,包括动态(dynamic state,DS)模型和准稳态(quasi-steady state,QSS)模型。在利用风电自身无功调控能力进行自动电压控制(Automatic voltage control,AVC)方面,给出了一种以无功输出最小为原则的自动电压控制策略,实现电压不越限下的有功输出功率最大。在电压跌落期间的有功无功控制逻辑上,给出了一种有功优先控制的策略,能够更大幅度的抬升电压。最后通过仿真对比验证了本文建立的模型和策略的有效性。(2)研究了面向动态全过程仿真的分散式风电集群多机等值建模方法。分析了双馈风电的多环控制特点,选取了能够反映风电机组运行点的分群指标。分别针对风速波动仿真场景和电压跌落仿真场景,采用层次聚类法进行分群,并给出分群数量的确定方法。接下来给出了风电机组、集电线路和负荷的等值参数计算步骤。最后,在某实际地区的配电网上搭建含高密度分散式风电的系统,检验了动态等值建模方法的有效性。(3)研究了含风电的配电网动态全过程仿真算法。分析了含风电的配电网方程的刚性特点,指出应当从采用数值稳定性高的算法、降低方程刚性度应对刚性问题。接下来给出了基于隐式梯形积分法的微分-代数方程交替求解方法,兼顾了算法的数值稳定性和程序的扩展性。提出了一种在仿真中风电动态和准稳态模型自适应切换的策略,设计了一种基于系统状态驱动的模型切换判据,进一步加速仿真。最后,在课题组自主研发的分布式发电集群实时仿真测试平台(Distributed Generator-clusters Real-time Simulation System,DGRSS)中搭建了所提模型和仿真方法,验证了所提算法能够在保证仿真精度的同时实现更快的仿真速度。

关键词：分散式双馈风电风电集群等值建模动态全过程仿真模型切换

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CFB机组宽幅调峰工况下燃烧系统建模与控制

CFB机组宽幅调峰工况下燃烧系统建模与控制

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作者：雷彦云山西大学

学位级别：硕士

随着经济社会的进步和科技的发展，各行各业对电力能源的需求不断增大，不同形式的机组装机规模也不断扩大。为了保证电源侧和负荷侧供需平衡，火力发电机组参与电网调峰日趋频繁。CFB（CirculatingFluidizedBed，CFB）机组在火力发电... 详细信息

随着经济社会的进步和科技的发展，各行各业对电力能源的需求不断增大，不同形式的机组装机规模也不断扩大。为了保证电源侧和负荷侧供需平衡，火力发电机组参与电网调峰日趋频繁。CFB（CirculatingFluidizedBed，CFB）机组在火力发电机组中占有重要比例，其燃烧系统在机组参与电网调峰过程中具有耦合严重、大惯性、时变和非线性等复杂控制系统的典型特征。面对如此的复杂控制系统，传统控制中对单一对象模型采用PID控制器的策略往往不容易达到预期的控制效果。针对这个问题，本文将CFB锅炉燃烧系统作为研究对象，采用闭环模型辨识方法获取其传递函数模型，通过仿真研究该系统的控制策略，以达到提高煤电机组热力系统自动运行水平的目的。　　本文以山西某350MWCFB锅炉燃烧系统为研究对象，在对设备特性和工艺流程了解的基础上，分析研究了其运行和控制过程中变量的动态特性，确定建立两输入两输出模型，其中模型输入为燃烧系统的燃料量和一次风量，模型输出为燃烧系统的主蒸汽压力和床温。通过对现场闭环运行的历史数据进行采集、筛选和预处理，结合热工过程专家经验确定被控对象模型结构，通过自适应惯性权重粒子群优化算法对模型结构中未知参数进行多次寻优，得到燃烧系统的数学模型，最后通过现场历史运行数据证实了所建模型能够反应燃烧系统的实际动态特性。　　针对循环流化床锅炉在机组宽幅调峰过程中，不同工况下燃烧系统存在的时变性和大迟延等问题，提出了一种多模型广义预测控制策略。该策略由多个不同工况建立的子模型和子控制器构成，以机组负荷为切换条件，通过隶属度函数计算各子控制器的输出权重，保证了切换过程的平稳。通过对该策略进行仿真，观察其控制效果，并与单模型PID控制和多模型PID控制比较，结果表明，多模型广义预测控制策略的动态特性和扰动特性均优于另外两种控制。最后，考虑到机组宽幅调峰过程中负荷的升降和主蒸汽压力设定值的变化，通过仿真模拟机组升负荷、降负荷和全工况升降负荷过程，验证了多模型广义预测控制器的有效性。　　本文利用闭环模型辨识方法，利用现场实际运行数据建立被控对象的传递函数模型，提出了多模型广义预测控制策略，通过MATLAB仿真证实了该策略的有效性，对机组宽幅调峰过程中燃烧系统的建模和控制有一定意义。

关键词： CFB锅炉燃烧系统模型辨识预测控制模型切换循环流化床

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遥控无人潜水器的抗干扰与容错控制研究

遥控无人潜水器的抗干扰与容错控制研究

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作者：王金宝西安理工大学

学位级别：硕士

遥控无人潜水器作为海洋资源开发的重要工具,由于其高效、安全、适合各种环境等优点被人们所重视。然而水下环境复杂多变,为遥控无人潜水器的控制器设计带来了巨大的挑战。如何实现遥控无人潜水器高效、准确、稳定的运动控制,以及当潜... 详细信息

遥控无人潜水器作为海洋资源开发的重要工具,由于其高效、安全、适合各种环境等优点被人们所重视。然而水下环境复杂多变,为遥控无人潜水器的控制器设计带来了巨大的挑战。如何实现遥控无人潜水器高效、准确、稳定的运动控制,以及当潜水器部分推进器发生故障时的容错控制是当前的研究热点领域。本文以一种六自由度轻型遥控无人潜水器为研究对象,针对其在水下运动时受到未知干扰的情况,设计了基于非线性干扰观测器的线性二次跟踪器作为潜水器的运动控制器;针对遥控无人潜水器在水下工作部分推进器发生故障时的容错控制问题,提出基于运动特征的多模型切换控制方法。论文的主要工作如下:1.分析遥控无人潜水器水下工作环境,建立运动学模型和动力学模型,对推进器模型进行了理论分析,建立潜水器的非线性数学模型,使用一阶泰勒展开对数学模型线性化,为后续的控制方法设计奠定基础。2.对遥控无人潜水器在水下运动时受到的干扰进行分析,针对干扰非线性、慢时变的特点,设计非线性干扰观测器对未知干扰进行估计。将非线性干扰观测器得到的干扰估计值视为干扰真实值,与线性二次跟踪器结合作为潜水器的运动控制器。仿真结果表明该方法可以有效抵抗外界环境的干扰。3.分析推进器发生故障时遥控无人潜水器的运动特征,建立不同推进器发生故障时潜水器的数学模型及对应控制律,设计了基于运动特征的多模型切换控制方法,可以自动定位发生故障的推进器编号并切换到对应控制律。仿真结果表明,该方法可以在推进器发生故障时对潜水器进行稳定的控制。4.搭建遥控无人潜水器实验平台,对所提出方法的有效性进行评估,实验结果表明基于非线性干扰观测器的线性二次跟踪器和基于运动特征的多模型切换控制方法在潜水器实际控制中取得了良好的效果,提升了遥控无人潜水器的稳定性。

关键词： ROV LQT 非线性干扰观测器模型切换容错控制

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基于磁链辨识模块切换的多感应电机矢量控制

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微电机 2013年第4期46卷 66-70页

作者：张今朝嘉兴学院机电工程学院浙江嘉兴314001

针对两台异步电动机和两台逆变器组成的驱动系统,建立了按定子磁场定向数学模型,并证明了系统可逆性。为解决系统在低速运行时,受电机参数、温度和磁场非线性变化影响,造成定子磁链估计难以保持有效精度的问题,建立了新型磁链观测器。... 详细信息

针对两台异步电动机和两台逆变器组成的驱动系统,建立了按定子磁场定向数学模型,并证明了系统可逆性。为解决系统在低速运行时,受电机参数、温度和磁场非线性变化影响,造成定子磁链估计难以保持有效精度的问题,建立了新型磁链观测器。当多电机驱动系统在低速运行时,根据给定的性能指标,提出定子磁链局部模型网络辨识方法,而在高速时,切换到磁链电压模型,保证了定子磁链辨识的准确性,使驱动系统在全速范围内保持令人满意的控制效果,仿真结果证明了此方法的有效性。

关键词：多感应电机定子磁链辨识模型切换局部模型网络解耦

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