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2020中国自动化大会(CAC2020)

作者：王振春谭懿刘福才燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室

电磁线圈发射是一种新型发射技术,但弹丸出口速度较低,主要应用于发射低速大质量发射体。各国研究人员对电磁线圈发射装置的优化做了许多研究,已有研究者通过结合了轨道炮的复合型电磁炮来提升弹丸获得的动能,将大质量载体发射到超高速... 详细信息

电磁线圈发射是一种新型发射技术,但弹丸出口速度较低,主要应用于发射低速大质量发射体。各国研究人员对电磁线圈发射装置的优化做了许多研究,已有研究者通过结合了轨道炮的复合型电磁炮来提升弹丸获得的动能,将大质量载体发射到超高速度。本文研究了线圈炮发射系统结构参数和电路参数等关键因素对出口速度以及发射效率的影响,并且分析了利于促进发射技术发展的一些关键技术。在今后的研究中,可以在最优参数组合的基础上,结合人工智能控制算法对线圈触发时刻进行研究,利用仿真软件促进电磁炮走向实践应用,有效提升出口速度,为下一步优化线圈炮系统提供有价值的参考。

关键词：电磁线圈发射速度优化控制算法

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水下载体姿态检测与控制技术研究综述

水下载体姿态检测与控制技术研究综述

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2020中国自动化大会(CAC2020)

作者：刘福才程雪聪黄茹楠燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室

随着惯性测量元件的发展,姿态检测技术已经在多个行业得到了广泛的应用,惯性测量元件是进行姿态检测和控制的核心,但使用单一的惯性测量元件进行姿态检测存在输出误差较大、成本过高等问题。针对此背景,从惯性测量元件、数据融合算法和... 详细信息

随着惯性测量元件的发展,姿态检测技术已经在多个行业得到了广泛的应用,惯性测量元件是进行姿态检测和控制的核心,但使用单一的惯性测量元件进行姿态检测存在输出误差较大、成本过高等问题。针对此背景,从惯性测量元件、数据融合算法和姿态控制等方面介绍了国内外在水下载体姿态检测、姿态控制、导航定位等方面的研究成果,阐述了我国相关研究的进展,指出应使用计算机算法和惯性测量元件相结合的方法来设计姿态检测系统,并展望了该方向的今后的发展趋势。

关键词：水下载体数据融合姿态检测

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沉浸式3D催化裂化培训系统的设计与实现

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计算机与应用化学 2019年第2期36卷 153-161页

作者：李国友闫春玮孟岩宋成全燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室

应用3DsMax,Photoshop软件完成三维工厂模型建模,通过Unity3D将系统仿真技术与虚拟现实技术相结合,并结合HTC VIVE VR头盔显示器(简称VR头显,下同)完成沉浸式催化裂化3D培训系统的设计。本系统彻底摆脱了实物装置限制,首次实现DCS仿真... 详细信息

应用3DsMax,Photoshop软件完成三维工厂模型建模,通过Unity3D将系统仿真技术与虚拟现实技术相结合,并结合HTC VIVE VR头盔显示器(简称VR头显,下同)完成沉浸式催化裂化3D培训系统的设计。本系统彻底摆脱了实物装置限制,首次实现DCS仿真系统与虚拟现实技术的通信,将VR头显运用到其中,允许多人同时操作同一套设备;并在兰州某职业院校得到应用,取得了良好的培训效果。它能有效解决传统化工培训中存在的安全隐患、无法真正动手操作、培训场地、时间限制等问题,能缓解目前频发的化工生产安全问题并有效提高化工培训的质量。

关键词：催化裂化虚拟现实技术系统仿真操作培训化工安全

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基于改进EKF的感应电机无速度传感矢量控制

基于改进EKF的感应电机无速度传感矢量控制

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2020中国自动化大会(CAC2020)

作者：车海军田颖杨景明武炳林燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室

针对基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)感应电机无速度传感器矢量控制系统稳定运行中,转矩突变动态降落大、恢复时间长的问题,引入强跟踪卡尔曼滤波算法(STEKF),通过将渐消因子引入到状态预测协方差矩阵中,在线调整EKF中固定的增益矩阵,能有效... 详细信息

针对基于扩展卡尔曼滤波器(EKF)感应电机无速度传感器矢量控制系统稳定运行中,转矩突变动态降落大、恢复时间长的问题,引入强跟踪卡尔曼滤波算法(STEKF),通过将渐消因子引入到状态预测协方差矩阵中,在线调整EKF中固定的增益矩阵,能有效应对负载转矩突变。为提高系统转速估计精度,设计巴特沃斯滤波器抑制系统噪声,且利用全局辅助粒子群优化噪声矩阵(Q、R)参数以及滤波器的截止频率。同时,为了进一步提高系统鲁棒性,通过设计电压解耦控制器消除d-q轴的耦合电压,从而将d-q轴控制转换成两个独立通道的单回路控制系统。仿真结果表明改进后的卡尔曼滤波无速传感系统滤除了估计转速噪声,系统抗扰能力显著增强,转速估计精度提高。

关键词：感应电机扩展卡尔曼滤波转速估计巴特沃斯滤波器全局辅助粒子群

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基于广义杆组对多环路三移一转位移输出机构的型综合

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机械工程学报 2019年第15期55卷 154-162页

作者：张兴牟德君张一同李维奇王洪瑞燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室秦皇岛066004 燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室秦皇岛066004 燕山大学先进锻压成型技术与科学教育部实验室秦皇岛066004

基于广义杆组提出了一种对多环路三移一转位移输出机构型综合的新方法。该方法把运动链当成广义杆组逐个添加在输出构件上,进一步扩展了Assar杆组法在空间的应用。分析了单环路到多环路杆组自由度与输出构件自由度和位移参数的关系,得... 详细信息

基于广义杆组提出了一种对多环路三移一转位移输出机构型综合的新方法。该方法把运动链当成广义杆组逐个添加在输出构件上,进一步扩展了Assar杆组法在空间的应用。分析了单环路到多环路杆组自由度与输出构件自由度和位移参数的关系,得到了添加自由度为0的广义杆组对输出构件自由度和位移参数的变化关系。综合了三移一转位移参数的杆组,建立了交集运算规则。通过组合两个广义杆组综合输出构件自由度为2、3、4单环路机构,再添加自由度为0广义杆组,得到了双环路机构。通过自由度为0广义杆组综合出多环路机构的例证,展现了该方法在空间机构综合方面的全面性和有效性。

关键词：型综合广义杆组多环路三移一转位移参数

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结合目标估计的自适应压缩跟踪

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小型微型计算机系统 2019年第2期40卷 432-438页

作者：李国友张春阳夏永彬张凤岭燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室

传统的压缩跟踪算法使用不考虑目标位移的搜素机制和固定大小的跟踪窗口跟踪目标,且每帧更新分类器,容易造成目标的漂移和丢失.该文提出了结合目标估计的自适应压缩跟踪算法,该算法采用ORB算法将先前帧和当前帧的目标区域进行特征点匹配... 详细信息

传统的压缩跟踪算法使用不考虑目标位移的搜素机制和固定大小的跟踪窗口跟踪目标,且每帧更新分类器,容易造成目标的漂移和丢失.该文提出了结合目标估计的自适应压缩跟踪算法,该算法采用ORB算法将先前帧和当前帧的目标区域进行特征点匹配,通过建立关系模型实现候选目标的估计定位,从而解决了搜索区域受目标运动速度影响的问题;其次,提出了基于匹配点间方差的尺度自适应方法,实现了跟踪窗口的自适应变化;最后,引入遮挡判断因子,并结合匹配点的数量调整分类器的更新策略,实现抗遮挡的处理.实验结果表明:该算法具有较高的重叠率和成功率,对目标跟踪中的相机晃动、快速运动、尺度变化、遮挡等因素具有较强的抗干扰能力,且在多个测试视频上平均帧率为32帧/s,能满足实时性的要求,较好的解决了传统压缩跟踪算法的缺陷.

关键词：目标跟踪运动估计自适应 ORB匹配 Bhattacharyya距离

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液压有源测试在锻造机液压故障诊断中的应用

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哈尔滨工程大学学报 2019年第2期40卷 380-386页

作者：杨成刚赵静一姚成玉张瑞鑫孙浩燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制重点实验室河北秦皇岛066004 唐山工业职业技术学院河北唐山063299 燕山大学河北省工业计算机控制工程重点实验室河北秦皇岛066004

随着液压技术的快速发展,大型锻造机液压系统越来越复杂,由于液压系统内泄漏引发的故障停机造成的经济损失越来越巨大,急需一种快速、准确的在线内泄漏的检测方法,本文提出了基于液压有源测试技术锻造机故障诊断方法研究。建立了开式液... 详细信息

随着液压技术的快速发展,大型锻造机液压系统越来越复杂,由于液压系统内泄漏引发的故障停机造成的经济损失越来越巨大,急需一种快速、准确的在线内泄漏的检测方法,本文提出了基于液压有源测试技术锻造机故障诊断方法研究。建立了开式液压系统泄漏模型和开式液压系统的液压有源在线测试泄漏模型,对开式液压系统的总泄漏进行了分析,得到总泄漏为主油路所有控制元件的泄漏量和某一支路元件的泄漏之和,并对主油路控制元件、支路元件泄漏的测试方法进行了分析。通过某1 250 t锻造机液压系统压力不足的故障进行了应用研究,验证了所提方法对于检测复杂液压系统的内泄故障的有效性。

关键词：液压有源测试锻造机液压故障在线检测泄漏检测故障诊断液压系统内泄故障

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AHP-TFN在反应-再生系统FTA模型定量分析中的应用

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计算机与应用化学 2019年第3期36卷 201-211页

作者：李国友闫春玮宋成全孟岩王维江燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室

FTA(故障树)分析法是故障诊断领域的一种重要方法,但它在定量分析的过程中存在着基本事件(使用Xi代替,下同)故障概率不确定而无法直接获取的问题。为此本文引入层次分析法(AHP)和三角模糊数(TFN)理论,利用Xi的故障率(次/106小时)和评价... 详细信息

FTA(故障树)分析法是故障诊断领域的一种重要方法,但它在定量分析的过程中存在着基本事件(使用Xi代替,下同)故障概率不确定而无法直接获取的问题。为此本文引入层次分析法(AHP)和三角模糊数(TFN)理论,利用Xi的故障率(次/106小时)和评价者自身存在的模糊性,通过层次分析法得出Xi的故障概率基础数据,通过三角模糊数理论求得Xi的故障概率三角模糊数,从而解决了FTA定量分析中存在的问题,并将AHP-TFN应用到催化裂化装置中完成了反应-再生系统FTA模型的定量分析。

关键词：反应-再生系统故障树模型层次分析法三角模糊数 SDG模型

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考虑分配次序的无人机协同目标分配建模与遗传算法求解

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控制理论与应用 2019年第7期36卷 1072-1082页

作者：陈志旺夏顺李建雄王航王昌蒙燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

本文研究了动态战场环境中的多无人机协同目标分配(MUCTA)问题,首先通过分析UAV分配次序对打击任务总收益的影响,设计了动态战场环境的更新规则,将航程代价和任务代价作为惩罚项修正目标函数,建立了考虑分配次序的UAVs协同目标分配优化... 详细信息

本文研究了动态战场环境中的多无人机协同目标分配(MUCTA)问题,首先通过分析UAV分配次序对打击任务总收益的影响,设计了动态战场环境的更新规则,将航程代价和任务代价作为惩罚项修正目标函数,建立了考虑分配次序的UAVs协同目标分配优化模型.然后针对模型的物理意义改进了遗传算法基因编码方式,设计了MUCTA遗传算法,该算法利用状态转移思想,引进SDR算子获得多种分配次序种群,同时以单行变异算子修正UAV与目标对应关系,并采用最优个体法和轮盘赌法筛选子代个体.最后仿真结果验证了所设计算法的有效性.

关键词：无人机遗传算法目标分配分配模型

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伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统受限状态下预设性能控制

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控制与决策 2019年第3期34卷 661-667页

作者：李强方一鸣李建雄马壮燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统输入和状态受限问题,考虑系统存在的参数不确定性和负载转矩扰动影响,设计一种基于观测器的预设性能自适应控制器.首先,针对系统存在的参数不确定性、负载转矩扰动等问题,基... 详细信息

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统输入和状态受限问题,考虑系统存在的参数不确定性和负载转矩扰动影响,设计一种基于观测器的预设性能自适应控制器.首先,针对系统存在的参数不确定性、负载转矩扰动等问题,基于Lyapunov函数设计变增益扩张状态观测器,在保证观测精度的同时,削弱峰值现象;其次,考虑状态和输入受限的情况,将预设性能函数与Backstepping技术相结合设计控制器,构建指令滤波器解决"计算膨胀"问题,引入动态补偿量对观测器及受限状态产生的误差进行补偿,并对所设计的控制器进行稳定性分析;最后,通过仿真对比实验验证控制器的有效性.

关键词：连铸结晶器振动位移系统预设性能状态观测反步控制

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