检索结果-内蒙古大学图书馆

控制理论与应用 2023年第12期40卷 2277-2287页

作者：李鑫滨袁蕊霞闫磊韩松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 东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程学院河北秦皇岛066004 河北省智能康复及神经调控重点实验室河北秦皇岛066004

随着海洋科技发展,自主水下航行器(AUVs)协作执行任务技术被广泛应用,AUVs的准确定位是实现AUV集群协同作业的基础技术要求.然而,在协同定位系统中,AUVs间的异步时钟会影响测距精度,并且惯性测量系统推算的速度有较大误差.本文针对AUV... 详细信息

随着海洋科技发展,自主水下航行器(AUVs)协作执行任务技术被广泛应用,AUVs的准确定位是实现AUV集群协同作业的基础技术要求.然而,在协同定位系统中,AUVs间的异步时钟会影响测距精度,并且惯性测量系统推算的速度有较大误差.本文针对AUV集群系统中的协同定位问题,提出了利用距离测量和多普勒频移测量进行误差修正的方法.该方法首先针对时钟异步问题对距离测量的影响,利用泰勒算法对时钟参数进行估计,解决了异步时钟问题;然后,建立以位置和速度为变量节点和以距离测量和多普勒频移测量为函数节点的因子图模型,利用因子图的消息传递计算变量的边缘分布,得到位置和速度的估计;最后,针对线性化过程带来的误差,提出根据变量的协方差矩阵构造自适应因子调整置信度,从而改变对变量节点的估计.仿真结果表明,所提时钟参数能够得到良好估计,所提算法能够有效抑制惯性导航系统的累积误差.

关键词：自主水下航行器协同定位因子图速度估计异步时钟

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基于固定时间滑模干扰观测器的AUVs事件触发编队控制

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控制与决策 2022年第5期37卷 1116-1126页

作者：苏博王洪斌王跃灵高静燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066000 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066000

研究多自主水下机器人(AUVs)编队控制过程中存在外部未知扰动、模型参数摄动和节约控制器传输网络能耗的问题,提出一种抗扰动的固定时间相对阈值事件触发编队控制方法.首先,给出自适应固定时间积分滑模干扰观测器(AFISMDO),在固定时间... 详细信息

研究多自主水下机器人(AUVs)编队控制过程中存在外部未知扰动、模型参数摄动和节约控制器传输网络能耗的问题,提出一种抗扰动的固定时间相对阈值事件触发编队控制方法.首先,给出自适应固定时间积分滑模干扰观测器(AFISMDO),在固定时间内用来估计系统的复合扰动;其次,基于所设计的AFISMDO,将非线性滤波器引入到反步算法中,解决反步法多次微分求导造成计算量大的问题;然后,为了节约网络传输资源,降低控制器能耗,将相对阈值事件触发机制引入到多AUVs编队控制中,结合虚拟轨迹概念,设计固定时间分布式编队控制器,使得闭环系统是固定时间收敛的,且系统收敛时间仅取决于控制器设计参数,并通过理论推导排除Zeno现象.仿真实验结果表明,所设计的控制器是合理有效的.

关键词：自适应固定时间积分滑模干扰观测器编队控制相对阈值事件触发机制虚拟轨迹固定时间控制

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基于事件触发的AUVs固定时间编队控制

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自动化学报 2022年第9期48卷 2277-2287页

作者：王洪斌高静苏博王跃灵燕山大学电气工程学院秦皇岛066004 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

针对多自主水下航行器编队系统受限于有限的通信资源及收敛速度慢等问题,提出一种基于事件触发的自主水下航行器固定时间领航-跟随编队控制方法.首先,将动态面控制算法与反步法结合,消除“计算膨胀”问题;其次,为节约有限通信资源,将事... 详细信息

针对多自主水下航行器编队系统受限于有限的通信资源及收敛速度慢等问题,提出一种基于事件触发的自主水下航行器固定时间领航-跟随编队控制方法.首先,将动态面控制算法与反步法结合,消除“计算膨胀”问题;其次,为节约有限通信资源,将事件触发通讯机制和固定时间理论引入多自主水下航行器编队控制中,设计编队控制器,实现编队系统的固定时间稳定,且系统收敛时间与初始状态无关,并通过理论证明无Zeno行为;最后,对4艘自主水下航行器的编队进行仿真实验,验证算法的有效性.

关键词：多自主水下航行器事件触发领航者-跟随者法动态面控制固定时间控制

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考虑共享电池站和温控负荷响应的综合能源系统优化调度

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控制与决策 2022年第2期37卷 370-378页

作者：杨婕王伟强马锴住安湖焦宗旭燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 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

针对区域综合能源系统协同优化调度问题,构建基于能量枢纽(energy hub,EH)的分层能量管理框架,充分考虑新能源电厂、气-电、电-气能源转换装置调节能力,以共享电池站(shared battery station,SBS)替代传统储能电站,为能源系统提供电能... 详细信息

针对区域综合能源系统协同优化调度问题,构建基于能量枢纽(energy hub,EH)的分层能量管理框架,充分考虑新能源电厂、气-电、电-气能源转换装置调节能力,以共享电池站(shared battery station,SBS)替代传统储能电站,为能源系统提供电能存储功能,采用温控负荷为能源系统提供需求侧响应,保障异质能源供需实时平衡.基于区域能源系统相关数据及美国PJM电力市场数据,构建考虑多元分布式设备的区域综合能源系统成本函数,采用遗传算法求解该混合整数规划问题.仿真结果表明,在所提出的能量管理框架下,可以实现综合能源系统的供需动态平衡,保障系统的高效经济运行.

关键词：区域综合能源系统优化调度需求响应共享电池站温控负荷

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基于龙伯格观测器的感应电机预设性能位置跟踪优化控制

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控制理论与应用 2023年第6期40卷 1043-1052页

作者：刘乐刘鹏王馨方一鸣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 智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心河北秦皇岛066004

考虑暂稳态约束、控制参数优化及参数摄动和负载扰动等对感应电机位置跟踪控制性能的影响,本文提出了一种基于龙伯格观测器的预设性能优化控制方法.首先,针对电机转子磁链在实际中不可测的问题,采用龙伯格观测器对其进行了快速准确的估... 详细信息

考虑暂稳态约束、控制参数优化及参数摄动和负载扰动等对感应电机位置跟踪控制性能的影响,本文提出了一种基于龙伯格观测器的预设性能优化控制方法.首先,针对电机转子磁链在实际中不可测的问题,采用龙伯格观测器对其进行了快速准确的估计.其次,基于反步法完成感应电机位置预设性能控制器的设计,基于变增益指数趋近律完成感应电机磁链滑模控制器的设计,通过构造干扰观测器对电机系统中由参数摄动和负载扰动引起的不确定项进行观测,实现了对系统给定值准确的跟踪控制.再次,将遗传算法(GA)与改进的粒子群优化(IPSO)算法相结合,对所设计的控制器参数进行优化整定,进一步提高了系统的收敛速度和稳态精度.基于李雅普诺夫稳定性理论分析表:所设计的控制器能够保证位置跟踪误差一直处于预设边界内,且整个闭环系统是全局一致有界稳定的.最后,通过仿真和模拟实验对比分析验证了本文所提方法的有效性及在实际电机系统中应用的可行性.

关键词：感应电机龙伯格观测器预设性能控制反步滑模控制混合智能优化算法

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一种新型大转角弱耦合并联髋关节外骨骼的设计及分析

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中国机械工程 2023年第21期34卷 2540-2547页

作者：徐继龙刘福才牛云展燕山大学智能控制系统与智能装备教育部工程研究中心秦皇岛066004 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 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

为解决并联髋关节外骨骼工作空间小、正运动学建模困难、控制复杂的问题,设计出一种具有大转角、弱耦合特性的生物融合式髋关节外骨骼。开展了二级移动副详细结构的设计,得到了计算沟槽坡度的表达式。采用封闭矢量法推导了人-机复合体... 详细信息

为解决并联髋关节外骨骼工作空间小、正运动学建模困难、控制复杂的问题,设计出一种具有大转角、弱耦合特性的生物融合式髋关节外骨骼。开展了二级移动副详细结构的设计,得到了计算沟槽坡度的表达式。采用封闭矢量法推导了人-机复合体的位置正解与逆解,对逆解进行求导,得到了人-机复合体的逆雅可比矩阵。性能分析表明,人-机复合体具有运动范围大、内部无奇异、力传递性能良好、便于控制的优势。

关键词：并联髋关节外骨骼生物融合大转角弱耦合

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基于自抗扰控制的机械臂末端力/位置控制

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高技术通讯 2024年第6期34卷 642-650页

作者：郑宏伟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秦皇岛066004 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

针对机械臂末端力/位置控制问题,提出一种基于自抗扰控制(ADRC)的间接力/位置混合阻抗控制方案,将间接力/位置混合控制与阻抗控制相结合,在机械臂未与环境接触时采用位置控制,在与环境接触后切换为间接力控制,并体现出阻抗特性。该方案... 详细信息

针对机械臂末端力/位置控制问题,提出一种基于自抗扰控制(ADRC)的间接力/位置混合阻抗控制方案,将间接力/位置混合控制与阻抗控制相结合,在机械臂未与环境接触时采用位置控制,在与环境接触后切换为间接力控制,并体现出阻抗特性。该方案将混合阻抗控制与ADRC相结合,根据机械臂与环境接触时的阻抗模型建立ADRC控制器,并将阻抗参数视为系统总扰动的一部分,利用扩张状态观测器进行估计补偿,实现在无需计算阻抗参数的情况下使间接力/位置混合阻抗控制器在面对扰动时有较好的稳定性和鲁棒性。完成二自由度机械臂模型的仿真,并与传统阻抗控制器进行了比较,结果验证了所提出的基于ADRC的间接力/位置混合阻抗控制方案的有效性。

关键词：机械臂间接力/位置混合控制自抗扰控制(ADRC) 阻抗控制

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基于RFF及GWO-PF的锂电池SOC估计

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计量学报 2022年第9期43卷 1200-1207页

作者：吴忠强胡晓宇马博岩侯林成曹碧莲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

为了提高锂电池剩余电量估计的准确性,提出一种在线参数辨识与改进粒子滤波算法相结合的锂电池SOC估计方法。针对粒子滤波中的粒子退化问题,引入灰狼算法,利用灰狼算法较强的全局寻优能力优化粒子分布,保证粒子多样性,有效抑制粒子退化... 详细信息

为了提高锂电池剩余电量估计的准确性,提出一种在线参数辨识与改进粒子滤波算法相结合的锂电池SOC估计方法。针对粒子滤波中的粒子退化问题,引入灰狼算法,利用灰狼算法较强的全局寻优能力优化粒子分布,保证粒子多样性,有效抑制粒子退化现象,提高滤波精度。采用带遗忘因子的递推最小二乘法实时更新模型参数,并与改进粒子滤波算法交替运行,进一步提高SOC的估计精度。实验结果表明,改进算法的平均估计误差始终保持在±0.15%以内,相比扩展卡尔曼滤波与无迹卡尔曼滤波算法,在电池SOC估计上有更高的估计精度与稳定性。

关键词：计量学 SOC估计锂电池粒子滤波灰狼算法参数辨识

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基于摩擦补偿的电液位置伺服系统模型辅助自抗扰控制

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液压与气动 2024年第12期48卷 157-168页

作者：王立新王赫赵丁选刘福才贾拓燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004 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 燕山大学车辆与能源学院河北秦皇岛066004

电液位置伺服系统非链式积分器模型阻碍自抗扰控制器设计实施,非线性摩擦和测量噪声影响液压缸伺服性能。为此,提出一种具有摩擦补偿功能的模型辅助自抗扰控制器,建立包含非线性库伦摩擦的电液伺服系统数学模型,通过坐标转换,获得等效... 详细信息

电液位置伺服系统非链式积分器模型阻碍自抗扰控制器设计实施,非线性摩擦和测量噪声影响液压缸伺服性能。为此,提出一种具有摩擦补偿功能的模型辅助自抗扰控制器,建立包含非线性库伦摩擦的电液伺服系统数学模型,通过坐标转换,获得等效链式积分结构,阐明影响系统输出的总扰动,使自抗扰控制器可以顺利实施。通过试验辨识,获得系统参数估计值,利用粒子群优化算法提升摩擦模型精度,建立摩擦补偿通道,将预知模型信息融入扩张状态观测器,以达到减小观测器带宽、降低测量噪声敏感性的双重目的。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了模型辅助扩张状态观测器和闭环系统的稳定性。对比试验结果验证了所提控制方法的优越性和实用性。

关键词：电液伺服系统自抗扰控制非线性摩擦模型信息

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多维动态贝叶斯网络及其重要度分析方法

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中国机械工程 2022年第19期33卷 2340-2346页

作者：陈东宁胡彦龙姚成玉王宽通马雷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秦皇岛066004 先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004 燕山大学河北省工业计算机控制工程重点实验室秦皇岛066004

贝叶斯网络分析方法是可靠性分析的重要方法,但传统贝叶斯网络分析方法局限于分析单因素影响,当系统可靠性受多因素影响时会产生较大分析偏差。为此,提出多维动态贝叶斯网络分析方法,借助单位阶跃函数与冲激函数进行贝叶斯网络时间连续... 详细信息

贝叶斯网络分析方法是可靠性分析的重要方法,但传统贝叶斯网络分析方法局限于分析单因素影响,当系统可靠性受多因素影响时会产生较大分析偏差。为此,提出多维动态贝叶斯网络分析方法,借助单位阶跃函数与冲激函数进行贝叶斯网络时间连续化构造,建立根节点受多因素影响时系统的失效概率分布函数。在此基础上,对传统重要度分析方法进行多维扩展,提出多维动态贝叶斯网络重要度分析方法。通过对斗轮机张紧机构液压系统进行工程实例分析,并与离散时间贝叶斯网络分析方法分析结果对比,验证了多维动态贝叶斯网络及其重要度分析方法的可行性和优越性,为系统改进与薄弱环节识别提供了更为准确的量化依据。

关键词：多维动态贝叶斯网络重要度可靠性分析液压系统

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