检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：刘永壮广西科技大学

学位级别：硕士

高效率地输出需求功率对电动汽车的安全稳定至关重要,车载动力电池在汽车运行时存在较大范围的波动,由于车载动力电池的电压级数的限制,车载动力电池远不能供应足够的、稳定的电压使汽车电机运行在最佳的工作状态,从而快速地输出不断变... 详细信息

高效率地输出需求功率对电动汽车的安全稳定至关重要,车载动力电池在汽车运行时存在较大范围的波动,由于车载动力电池的电压级数的限制,车载动力电池远不能供应足够的、稳定的电压使汽车电机运行在最佳的工作状态,从而快速地输出不断变化的功率需求。在车载动力电池和电机系统之间增加一个直流变换器系统很好地解决了这个问题。直流变换器系统需要能够在输入电压变化范围大、负载突变的情况下迅速输出高精度的稳态电压。为使直流变换器系统达到以上高标准要求,研究直流转化器系统的控制策略特别重要。考虑到两种基本的降压变换器和升压变换器系统是典型的变结构系统,属于非线性系统范畴。汽车常用的是级联直流变换器系统,其非线性程度更强。传统的线性控制方法本身就不适用于非线性系统,直接将其运用于降压变换器或升压变换器往往得不到理想的结果,更不用说将其运用于级联直流变换器系统。近年来,有很多学者运用微分几何理论研究了非线性系统的全局线性化问题,线性化过程保留了原系统全部的非线性因素,并结合传统线性控制方法,研究非线性系统的控制问题。本文首先是建立了直流降压变换器和直流升压变换器的非线性数学模型,运用微分几何知识,将其线性化,然后,结合滑模算法分别设计两者的控制器,进一步研究级联直流变换器系统的控制算法:(1)两种基本直流变换器控制策略的实现首先利用状态空间方法表示出两种直流变换器的非线性数学模型,采用微分几何中同胚映射方法将仿射非线性系统线性化,得到完全可控的线性系统,结合滑模算法,采用指数趋近律构造线性系统的控制输入,以降低系统的抖振现象,依据得到的线性控制输入与原非线性系统控制输入之间的坐标关系,最终得到非线性系统的控制输入信号。整个系统及其控制算法全部在MATLAB/Simulink中搭建完成,对两种基本的直流变换器分别设计了三组测试实验,即电源电压周期扰动、负载电阻周期扰动、期望电压周期扰动。通过对仿真实验结果详细地分析,得到在本文的控制算法下,直流变换器的输出电压响应速度快、精度高、抗负载扰动、电源扰动能力强、跟踪期望电压能力强等优点,完全满足系统提出的要求。(2)两种级联直流变换器的控制策略实现设计了两种级联直流变换器,分别是Buck-Buck级联直流降压变换器系统,Boost-Boost级联直流升压变换器系统,依据禁区阻抗稳定判据方法,确立了两种系统的参数,并利用线性滑模变结构控制算法构造了级联变换器系统的控制器。类似地,也对两种级联直流变换器系统分别设计了三组仿真测试实验,仿真结果表明,级联直流变换器系统保持稳定,且其负载变换器的输出电压完全满足车用设计需要。

关键词：级联直流变换器系统滑模算法微分几何电动汽车

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基于神经网络的非线性气动弹性系统的预测控制

基于神经网络的非线性气动弹性系统的预测控制

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作者：冀然天津大学

学位级别：硕士

气动弹性研究的是弹性物体的结构动力学问题,气动弹性现象是气动力、惯性力与弹性体相互作用下产生的。由于结构不是绝对刚度的,具有一定的弹性,当来流风速到某个临界值时,结构会产生较大的变形,给飞行器带来致命的破坏。本文研究的气... 详细信息

气动弹性研究的是弹性物体的结构动力学问题,气动弹性现象是气动力、惯性力与弹性体相互作用下产生的。由于结构不是绝对刚度的,具有一定的弹性,当来流风速到某个临界值时,结构会产生较大的变形,给飞行器带来致命的破坏。本文研究的气动弹性系统以二元翼段作为系统模型,具有强结构非线性、多变量、不确定性和操纵面的约束性,采用基于神经网络的预测控制方法对非线性气动弹性系统进行控制,使系统的状态快速地到达稳态值。在预测控制中,预测模型的精度对控制效果起着至关重要的作用,针对非线性气动弹性系统提出了一种新颖的模糊小波神经网络辨识方法。首先,采用区间2型模糊逻辑系统和小波神经网络结合构建模糊小波神经网络结构,能够较好的逼近具有不确定性的气动弹性系统参数;然后,考虑到辨识的快速性和准确性,系统采用一组模糊IF-THEN规则,对模糊后件采用单隐层小波神经网络结构;参数学习采用基于Lyapunov稳定性的滑模学习算法,保证系统存在参数不确定的情况下,辨识误差能更快地收敛,随后对二元翼段进行仿真分析研究,检验了此辨识方法的有效性。在滚动优化步骤中,通过启发式高斯粒子群优化算法进行有约束优化。在粒子群的位置初始化时,引入高斯算子来增强粒子在寻优过程中的局部搜索能力。在随后的粒子位置更新中,将高斯函数引入到优化算法中,使得随着优化的进行,逐渐减少粒子位置调整的幅度,从而保证仿真初期的全局寻优能力和后期的逼近效果。最后针对具有结构非线性的二元翼段进行数值仿真,分别研究了系统具有参数摄动和不同的控制舵限幅约束时的控制效果,并与增量式PID控制方法和模型参考自适应控制方法进行比较,最后得出本文提出的基于神经网络的预测控制方法有明显的优势。

关键词：非线性气动弹性系统预测控制滑模算法模糊小波神经网络

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基于主动油气悬架的车辆姿态控制研究

基于主动油气悬架的车辆姿态控制研究

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作者：柯欢欢北京理工大学

学位级别：硕士

油气悬架具有非线性刚度特性，目前主要应用于特种车辆和大型车辆。油气悬架另一个优点是可以实现充放油控制，只要附加必要的阀组、管路、油泵及油箱等部件，通过计算机控制可以实现车辆的姿态调节乃至主动悬架功能。本文以滑模控制理... 详细信息

油气悬架具有非线性刚度特性，目前主要应用于特种车辆和大型车辆。油气悬架另一个优点是可以实现充放油控制，只要附加必要的阀组、管路、油泵及油箱等部件，通过计算机控制可以实现车辆的姿态调节乃至主动悬架功能。本文以滑模控制理论和Backstepping控制理论为基础，对静止的车辆实施姿态控制。研究过程中采用逐渐递进的方式，首先对单轮进行高度控制，研究和分析车体高度控制的基本机理；其次对半车进行姿态控制，保证车辆可以进行起降和俯仰动作；最后基于上述理论研究，对整车进行姿态控制。建立单轮及半车的非线性模型，采用双闭环控制策略。外环利用Backstepping算法实现了对车身姿态的控制并分析了系统的零动态问题。内环利用滑模算法对液压作动器的刚度及伺服阀的非线性进行补偿，实现了作动器压力对外环求出期望压力的跟踪。由于滑模算法存在颤振问题，文中对其进行了详细的仿真分析和修正。将设计的控制策略在建立的单轮及半车模型上进行仿真分析，验证了控制策略的有效性。建立整车非线性模型，设计了可以实现姿态调节的整车油路系统。考虑到整车模型的复杂性，本文将整车模型分为两部分。第一部分不考虑作动器的动力学特性，建立整车的线性模型，利用经典PID算法控制车身姿态求出期望的理想控制力。第二部分考虑油液的可压缩性、缸壁与活塞之间摩擦力、伺服阀的非线性，建立含有作动器动力学特性的整车非线性模型。利用非线性滑模算法使作动器压力跟踪第一部分期望姿态下求出的期望压力。通过仿真分析，验证了所设计的控制器可以快速和准确的控制车身姿态。综上所述，本文用理论分析和仿真计算相结合的方式，对单轮、半车和整车的姿态控制进行了研究，提出了相应的控制策略。

关键词：油气悬架姿态调节滑模算法 Backstepping算法

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磁悬浮高速永磁电机电力失效补偿方法与实验研究

磁悬浮高速永磁电机电力失效补偿方法与实验研究

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2014微特电机及驱动技术创新与发展论坛

作者：张樱子李红毛琨北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京 100191

采用磁轴承的高速永磁电机在遇到电力故障时,若没有保护措施,高速旋转的转子会直接掉落在保护轴承上,影响其寿命.针对该问题,选用Buck电路作为开关变换器的主拓扑结构,提出一种基于滑模算法和PID控制的磁悬浮永磁电机电力失效补偿方法,... 详细信息

采用磁轴承的高速永磁电机在遇到电力故障时,若没有保护措施,高速旋转的转子会直接掉落在保护轴承上,影响其寿命.针对该问题,选用Buck电路作为开关变换器的主拓扑结构,提出一种基于滑模算法和PID控制的磁悬浮永磁电机电力失效补偿方法,通过PID调节器保证系统的稳定控制精度,同时利用滑模算法提高系统在大信号扰动下的响应.仿真和实验结果表明,和传统基于电压闭环PID控制方法相比,这种电力失效补偿系统具有稳定性好,动态响应速度快,鲁棒性强的特点.

关键词：磁悬浮永磁电机电力故障失效补偿方法滑模算法 PID控制

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注入模式下DSG槽式系统滑模温度控制器设计

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热能动力工程 2011年第4期26卷 466-470,498页

作者：潘小弟王桂荣纪云锋中国计量学院机电工程学院浙江杭州310018 杭州和利时自动化有限公司浙江杭州310018

以注入模式下DSG(直接产汽)槽式太阳能热发电系统中的太阳能阵列为研究对象,创新性地运用滑模控制,结合PI与串级控制算法设计温度控制器,以理论分析与仿真研究相结合的方法进行蒸汽温度控制研究,以在光照强度允许且给水已加热并稳定在20... 详细信息

以注入模式下DSG(直接产汽)槽式太阳能热发电系统中的太阳能阵列为研究对象,创新性地运用滑模控制,结合PI与串级控制算法设计温度控制器,以理论分析与仿真研究相结合的方法进行蒸汽温度控制研究,以在光照强度允许且给水已加热并稳定在200℃的条件下,通过调节给水阀给水流量控制太阳能阵列出口蒸汽温度稳定、准确地达到320℃,并控制各级集热器出口蒸汽温度稳定于期望值,初步解决太阳能阵列出口蒸汽温度稳定性与准确性控制问题。研究表明,将滑模算法用于太阳能阵列蒸汽温度控制是完全可行的,其稳定性、准确性与抗干扰控制性能较好。

关键词： DSG 太阳能阵列注入模式非线性方程出口温度串级控制滑模算法

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基于滑模变结构算法的直流变换器应用研究

基于滑模变结构算法的直流变换器应用研究

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作者：耿建华湖南工业大学

学位级别：硕士

当前工业设备的精密及复杂化都到达了一个极高的程度，只靠人力已无法对其有效控制，计算机依靠其计算精度及其实效性，在工业控制领域的作用日益凸现。Buck变换器是所有电力变换器的基础，一般作为整机的电源部件出现，其质量对整机的... 详细信息

当前工业设备的精密及复杂化都到达了一个极高的程度，只靠人力已无法对其有效控制，计算机依靠其计算精度及其实效性，在工业控制领域的作用日益凸现。 Buck变换器是所有电力变换器的基础，一般作为整机的电源部件出现，其质量对整机的性能有重要的影响，所以对Buck变换器输出精度的要求越来越高。对Buck变换器控制的主要算法尤其是现实应用中的方法大多为线性算法，这些算法有明显的缺点就是对系统参数的要求非常敏感，鲁棒性差。一旦系统参数发生轻微的变化或有轻微的扰动，其输出效果会有很大改变，将对设备造成严重影响。由于Buck变换器存在非线性元件，使整个电路工作在通、断两个工作状态，其工作特性存在显著的开关特性。从而将非线性算法尤其是滑模变结构算法应用于Buck变换器的控制有了得天独厚的条件。目前研究一般是采用二维参数进行滑模控制器的设计，只单独采用负载电压或电流进行滑模面的设计，不能充分反应整个系统的动态行为。另外由于在滑模算法中存在抖动现象，对该算法在实际应用中的推广带来了障碍。本文提出设计了一种三维滑模函数，采用负载电压偏差、偏差动态变化率及电感电流三个参数设计滑模面,该方法旨在提高非线性算法在控制Buck变换器中的应用性能，同时其更能反映系统信息及动态行为。由于滑模变结构算法自身存在抖动现象，没有办法完全避免只能尽量抑制。本文在三维滑模函数的基础上，分别同指数趋紧率、动态滑模、模糊算法相结合设计并实现了相关算法的控制器来抑制抖动的产生及对系统的影响。将三种控制器分别应用于Buck变换器进行计算机仿真试验，从试验结果图中可以看到，本文设计的三维参数滑模函数能很好的实现对变换器的控制，同时控制器在系统的抑制抖动、响应速度、到达稳定状态时间等方面有很好的效果。

关键词： Buck变换器三维滑模函数滑模算法动态滑模模糊滑模

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双连杆柔性臂机器人的模糊补偿滑模控制

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电机与控制学报 2005年第1期9卷 1-4页

作者：戴学丰严浙平孙立宁蔡鹤皋哈尔滨工业大学机器人研究所黑龙江哈尔滨150001

提出了宏微双重驱动双连杆柔性臂机器人递阶控制系统结构,下层为根据柔性臂刚性模态设计的实现关节角位置控制的滑模算法和压电陶瓷抑振器,上层为根据关节角误差信号和滑模函数变化趋势建立的模糊推理表用以确定对滑模控制律的修正。... 详细信息

提出了宏微双重驱动双连杆柔性臂机器人递阶控制系统结构,下层为根据柔性臂刚性模态设计的实现关节角位置控制的滑模算法和压电陶瓷抑振器,上层为根据关节角误差信号和滑模函数变化趋势建立的模糊推理表用以确定对滑模控制律的修正。借助自动机模型分析了系统的稳定性, 将控制律在包含柔性模态的完整柔性臂机器人模型上进行计算机仿真,取得了满意的结果。

关键词：双连杆柔性臂机器人模糊补偿滑模控制压电陶瓷抑振器数学模型伺服电机滑模算法

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