检索结果-内蒙古大学图书馆

工业仪表与自动化装置 2021年第5期 67-72页

作者：臧春华张帅杰苏宝玉沈阳化工大学信息工程学院沈阳华控科技发展有限公司辽宁沈阳110142

针对工业数据模型辨识精度不高及PID不能在线自整定问题,提出一种闭环在线自整定控制策略。控制策略利用递推最小二乘辨识方法获得模型,基于该模型采用改进的遗传算法进行PID自整定,构成闭环在线自整定系统。通过MATLAB中的App designe... 详细信息

针对工业数据模型辨识精度不高及PID不能在线自整定问题,提出一种闭环在线自整定控制策略。控制策略利用递推最小二乘辨识方法获得模型,基于该模型采用改进的遗传算法进行PID自整定,构成闭环在线自整定系统。通过MATLAB中的App designer平台验证了所提方法的可行性和有效性。仿真结果表明:辨识得到传递函数可以很好地拟合跟踪工业数据,PID自整定参数闭环阶跃响应控制效果良好。

关键词：模型辨识递推最小二乘法遗传算法 PID自整定

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面向凝结水节流调频机组的调速系统建模研究

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仪器仪表用户 2022年第6期29卷 97-101,30页

作者：杨康尹玉兰祝建飞邱寅祺李万军陈欢乐上海明华电力科技有限公司上海200090 淮沪煤电有限公司安徽淮南232098

凝结水节流调频技术能够兼顾电网一次调频及机组经济运行的要求,在超(超)临界机组上具有较多的应用案例。但国内尚未建立凝结水调频机组的调速系统模型,采用该技术的运行机组无法满足国能安全、电监安全等相关要求,利用Apros平台搭建凝... 详细信息

凝结水节流调频技术能够兼顾电网一次调频及机组经济运行的要求,在超(超)临界机组上具有较多的应用案例。但国内尚未建立凝结水调频机组的调速系统模型,采用该技术的运行机组无法满足国能安全、电监安全等相关要求,利用Apros平台搭建凝结水调频机组仿真模型,并在此基础上利用试验数据对田集4号机组调速系统进行了模型等效和稳定计算用模型的辨识,得到了符合国家及行业标准规范的模型卡参数,推动了超(超)临界机组节能运行及灵活性控制技术的发展。

关键词：凝结水节流调速系统模型辨识

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基于遗传算法的模型辨识

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计算机仿真 2015年第2期32卷 102-105页

作者：常佳佳郭百巍王星德北京理工大学宇航学院北京100081

关于模型辨识的问题,现在采用的识别方法有很多,每种方法都可以将模型的参数值辨识出来,但是常规的辨识方法计算所得到的参数值都不能确保所获得的解的全局性,而遗传算法就很好地弥补了易陷入局部最优的情况,介绍并分析了遗传算法的相... 详细信息

关于模型辨识的问题,现在采用的识别方法有很多,每种方法都可以将模型的参数值辨识出来,但是常规的辨识方法计算所得到的参数值都不能确保所获得的解的全局性,而遗传算法就很好地弥补了易陷入局部最优的情况,介绍并分析了遗传算法的相关流程图与原理。辨识问题没有比较好的直接求解方法,都是先将辨识问题转化为优化问题。根据采集得到的舵机数据结合MATLAB遗传算法计算,对舵机系统连续采集的5组幅值相同频率不同的输出和输入信号进行优化,优化完成时最小适应度对应的参数就是模型的参数,仿真结果验证了MATLAB遗传算法在系统辨识问题上的有效性,并分析了遗传算法的精度高等优点,为后续进行精确的系统设计提供了依据,为仿真提供了坚实的基础。

关键词：舵机遗传算法模型辨识仿真

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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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高速电主轴动力学模型参数多新息随机梯度辨识

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组合机床与自动化加工技术 2020年第10期 68-71页

作者：唐传胜南阳理工学院智能制造学院河南南阳473004

针对高速电主轴转子转速、磁链和电流中存在复杂的强耦合、时变非线性因素造成其系统模型难以精确建立的问题,结合多新息辨识理论,提出了一种高速电主轴动力模型参数的多新息辨识方法。根据高速电主轴的结构和特点,建立其动力学模型;通... 详细信息

针对高速电主轴转子转速、磁链和电流中存在复杂的强耦合、时变非线性因素造成其系统模型难以精确建立的问题,结合多新息辨识理论,提出了一种高速电主轴动力模型参数的多新息辨识方法。根据高速电主轴的结构和特点,建立其动力学模型;通过对高速电主轴动力模型的离散化,估计参数项由当前误差扩展为包含当前误差和历史误差的向量,实现了高速电主轴的多新息模型参数辨识。通过与传统随机梯度辨识方法进行仿真对比,表明了多新息长度p的引入可以有效提高模型参数辨识的速度和精度,并且随着信息长度的增加收敛速度逐步提高,验证了该文方法的有效性和正确性。

关键词：高速电主轴模型辨识模型离散化多新息随机梯度算法

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快速反射镜驱动方案及控制策略研究

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船电技术 2022年第12期42卷 65-70,75页

作者：孙海晶武汉第二船舶设计研究所武汉430205

本文基于音圈电机设计了快速反射镜的驱动方案,并提出一种以音圈电机和快速反射镜为控制对象的模型辨识方法,在此基础上提出一种基于零极点重新配置的改进陷波器控制方法。最后通过实验了本文设计的有效性。

关键词：快速反射镜音圈电机模型辨识陷波器

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农机自动驾驶系统控制算法研究

农机自动驾驶系统控制算法研究

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作者：利航广东工业大学

学位级别：硕士

农机自动驾驶作为精准农业体系中的一项核心技术,可减轻农业生产的劳动强度,减少对劳动力的依赖,降低生产成本,全面提升规模化农业的“耕、种、管、收”过程的效率。国内农机自动驾驶技术开发起步较晚,农机自动驾驶系统的总体性能及稳... 详细信息

农机自动驾驶作为精准农业体系中的一项核心技术,可减轻农业生产的劳动强度,减少对劳动力的依赖,降低生产成本,全面提升规模化农业的“耕、种、管、收”过程的效率。国内农机自动驾驶技术开发起步较晚,农机自动驾驶系统的总体性能及稳定性亟需提升。目前,农机自动驾驶系统研究还存在着一些问题,本文针对这些问题,将开展工作如下:(1)针对因定位设备的安装偏差引入错误的航向信息的问题,本研究引入扩展卡尔曼滤波算法融合GPS-RTK技术和IMU模块以获取定位点及姿态信息,对错误的农机的航向误差进行修正。在Matlab中引入无卡尔曼滤波和一阶线性卡尔曼滤波模式进行仿真分析和对比试验,验证了基于EKF算法的GPS-RTK和IMU组合导航方式,能有效消除因定位设备的安装偏差而导致的航向静态误差,提供一个更稳定可靠的定位点和航向信息。(2)针对控制算法建模的精准性问题,依据转向模型的工作原理,将方向盘转角与前轮转角间存在的明显滞后现象考虑为一个一阶惯性环节和比例环节进行建模辨识。通过采集农机在平坦路面中行驶时的电机转角与前轮转角数据,使用递归最小二乘法对转向系统进行离线辨识试验,验证了辨识算法对模型辨识的有效性,使该模型可以更加符合农机实际作业时的转向过程,以进一步提升控制算法的模型精度。(3)针对农机实际作业中要求高精度直线跟踪性能和速度适应性的问题,本文提出一种以Stanley算法引导农机快速入线和以四阶LQR算法跟踪直线路径的级联式控制算法。采用Matlab搭建了控制算法仿真平台,通过设计仿真对比试验,验证了级联式控制算法具有良好的入线性能、高精度的线上跟踪精度以及速度适应性。另外,设定航向偏差量模拟定位系统的安装偏差,同时与无卡尔曼滤波模式和一阶线性滤波模式进行对比,验证了基于EKF算法的级联式控制算法在入线后消除静态航向误差的效果更佳,有效提升控制性能。(4)基于以上研究成果,为了进一步验证自动驾驶系统控制算法的在入线性能与直线精度及稳定性方面能否满足实际农机作业性能要求,本研究以约翰迪尔904型号农机为载体搭建了自动驾驶系统试验平台,在实际农田道路进行实车试验。试验结果表明,该自动驾驶系统控制农机入线平滑,超调量较小、无振荡,且具有良好的动态特性;当农机行驶速度为3.6km/h时,直线跟踪精度控制在横向误差绝对值为2.5cm范围内,并且在5.4km/h和8km/h的农机中高速作业工况下都具有良好的直线控制精度,体现系统良好的速度适应性和抗干扰能力,满足实际农机高精度的直线作业要求。

关键词：农机自动驾驶定位技术控制算法模型辨识扩展卡尔曼滤波

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光纤对正用压电微驱动技术研究

光纤对正用压电微驱动技术研究

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作者：卢星帆南京理工大学

学位级别：硕士

在信息技术飞速发展的当下,光纤通信由于具有速度快、损耗小以及带宽高等优点,因此被广泛的应用于信息通信中。单一光路的通断和多条光路的选通是光纤通信中的关键环节,因此用于光纤对正的驱动器也成为了光纤通信系统中的重要组成部分... 详细信息

在信息技术飞速发展的当下,光纤通信由于具有速度快、损耗小以及带宽高等优点,因此被广泛的应用于信息通信中。单一光路的通断和多条光路的选通是光纤通信中的关键环节,因此用于光纤对正的驱动器也成为了光纤通信系统中的重要组成部分。随着科学技术的进步与发展,对光纤对正用驱动器也提出了更高的要求。随着微机电系统在当下的快速发展,以静电驱动、电热驱动以及压电驱动为主的一系列微驱动器逐渐应用于各种实际工程中。针对传统光纤对正用驱动器存在驱动精度低以及系统体积较大等问题,难以满足微小空间下光纤高精度对接的需求,将开展基于压电驱动器的光纤对正用微驱动技术研究,为光纤通信中光路的通断和选通提供了一种智能的精密对正方案。围绕光纤对正用压电微驱动器开展了以下的研究内容: 针对光纤对正用压电微驱动器进行结构设计,并对矩形和梯形两种构型下的微驱动器进行仿真分析,得到不同构型驱动器的输出位移和输出力的特点,从而确定压电微驱动器的构型,进而满足驱动器对输出位移和输出力的要求。同时设计了一种压电驱动光开关,并通过仿真分析得到其输出位移可达197μm,使得其能够满足1×3光开关中光路选通的需求。针对光纤对正用压电微驱动器结构参数对输出性能的影响进行了研究,结合压电驱动的基本原理和驱动器变形的力学知识,建立了驱动器输出位移和输出力的数学模型,同时使用Comsol软件对驱动器进行了参数化建模,并验证了数学模型和有限元模型的正确性;在此基础上对驱动器的输出性能随结构参数的变化情况进行了仿真分析,根据所得到的关系曲线,改进了驱动器结构参数,使得驱动器的输出性能得到了进一步的提升。通过实验方法对光纤对正用压电微驱动器的最大输出位移和迟滞效应进行了测量,得到了该驱动器在一定电压下的最大输出位移和迟滞环;在此基础上结合遗传算法,完成了对所建立的Bouc-Wen迟滞模型的模型参数的辨识并分析了辨识误差;同时还结合粒子群算法,完成了对所建立的Prandtl-Ishlinskii模型的模型参数的辨识并分析了辨识误差,并进行了对比分析,为减小迟滞效应提供了模型依据。针对光纤对正用压电微驱动器的迟滞效应,结合所建立的Prandtl-Ishlinskii模型得到了对应的迟滞逆模型并完成了前馈控制器的设计与仿真;建立了驱动器的动力学模型并得到了其传递函数,在此基础上完成了光纤对正用压电微驱动器的经典PID控制器和模糊PID控制器的设计,并针对阶跃信号进行了仿真分析,使得光纤对正的精度和响应速度得到了提升;基于所建立的前馈控制器和模糊PID控制器完成了驱动器的复合控制器的设计,并给出了其传递函数表达式;基于所设计的控制器完成了驱动器对周期性变化位移的跟踪控制仿真分析,仿真结果表明所设计的控制器能够满足多条光路选通的精度需求。通过对光纤对正用压电微驱动器的光纤对正原理、输出力、输出位移、微平台结构设计、驱动性能随结构参数的变化、迟滞模型的建立与辨识及驱动器控制方法等方面的研究,为光纤对正用压电微驱动器在微光机电系统、微装配系统等领域中的工程应用奠定了基础。

关键词：光纤对正压电微驱动器迟滞效应模型辨识控制仿真

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管壳式冷却器建模方法及换热与压降特性研究

管壳式冷却器建模方法及换热与压降特性研究

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作者：焦超艳长安大学

学位级别：硕士

管壳式冷却器在工业中应用十分广泛,且常存在大量两相及相变换热等现象,显著影响着冷却器的换热及压降特性。对管壳式冷却器两相流动下压降及相变传热特性研究,进一步提高冷却器换热效率,在工程应用领域和科学研究领域中具有十分重要的... 详细信息

管壳式冷却器在工业中应用十分广泛,且常存在大量两相及相变换热等现象,显著影响着冷却器的换热及压降特性。对管壳式冷却器两相流动下压降及相变传热特性研究,进一步提高冷却器换热效率,在工程应用领域和科学研究领域中具有十分重要的意义。本文以管壳式冷却器为研究对象,分别采用理论分析、数值仿真及模型辨识三种方法研究了某压缩机出口冷却器的换热与压降特性,并与已有实验数据进行对比分析,进一步得到了冷却器在两相流动及相变情况下温度及压降随各参数的变化规律,具体工作包括以下内容:(1)建立某压缩机出口的管壳式冷却器壳程出口温度及壳程压降计算理论表达式式,并考虑其壳程热流体在换热过程中存在相变的影响,给出了壳程出口温度及压降的计算表达式,计算结果与已有实测数据进行了对比验证,研究了冷却器结构等各参数对其壳程出口温度及压降的影响。计算结果表明冷却器壳程出口温度随管程介质密度的增加而增加,同时随壳程流体热容量的增大而增大。换热管和折流板的间距及其缺口高度对壳程的流阻压降影响显著,壳程压降随换热管横向及纵向管间距、折流板间距及缺口高度的增大而减小,随壳程流体流量的增大而增大,呈非线性变化。(2)应用FLUENT软件建立管壳式冷却器单相流动及两相流动下的数值仿真模型,计算分析了折流板缺口高度、折流板数量以及换热管数等结构参数对冷却器换热特性及流阻压降的影响。数值结果表明冷却器壳程出口温度随折流板缺口高度的增大而增大,压降随折流板缺口高度的增大而减小;压降随折流板数量以及换热管数量的增大而增大,出口温度随折流板数量和换热管数量的增大而减小;分析了冷却器壳程水蒸气冷凝相变情况下温度、压力、流线以及凝结水体积分布云图。(3)应用辨识精度高的系统时域辨识方法,建立了适用于该管壳式冷却器的神经网络模型。使用大量已有实验数据对该模型进行训练,最终确定模型各参数,应用该模型,对管壳式冷却器壳程出入口的温度及压降进行预测,并与已有实测数据进行了对比验证。

关键词：管壳式冷却器传热计算压降特性数值模拟模型辨识

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基于开放式运动控制器的进给系统模型快速辨识方法

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机床与液压 2020年第22期48卷 80-84页

作者：井宸李学伟尹明睿范增华山东理工大学机械工程学院山东淄博255000 西安瑞特快速制造工程研究有限公司陕西西安710054

为快速准确获得进给系统动力学模型,提出基于开放式运动控制器的进给系统快速辨识方法。首先,采用匀速信号加白噪声作为激励信号对进给系统进行激励,减小非线性摩擦对模型辨识精度的影响;其次,通过开放式运动控制器实时读取输入、输出... 详细信息

为快速准确获得进给系统动力学模型,提出基于开放式运动控制器的进给系统快速辨识方法。首先,采用匀速信号加白噪声作为激励信号对进给系统进行激励,减小非线性摩擦对模型辨识精度的影响;其次,通过开放式运动控制器实时读取输入、输出位置反馈数据;再利用MATLAB辨识工具箱构建进给系统辨识模型;最后,使用实际加工程序对辨识模型进行验证。结果表明:该方法能够快速准确地建立进给系统辨识模型。通过设置合理的匀速信号及激励幅值可以大幅降低低速非线性摩擦对辨识结果的影响,提高辨识模型与实际进给系统的拟合度,使模型输出与实际输出拟合度达98.11%;运用加工程序对辨识模型进行验证,其线性部分最大误差在±3μm以内。

关键词：进给系统模型辨识开放式运动控制器动力学模型

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