航空光电稳定平台摩擦力的自适应补偿

在比例积分(proportional integral,PI)控制器的基础上,采用模型参考自适应(MRAC)方法进行了摩擦力的自适应补偿研究。采用"库仑"摩擦模型;并推导出模型跟随控制器,然后通过李雅普诺夫法给出未知参数的更新规律。在摩擦力补偿试验中,平台对幅值为1(°)·s~(-1)和10(°)·s~(-1)的正弦信号的最大速度跟踪误差相比PI控制器降低了28.26%和69.43%;对于单向运动中等效周期性摩擦力补偿后的残余扰动控制在0.285(°)·s~(-1)以内,较之PI控制器减小了36.67%,实验结果表明了此设计的有效性。     

有刷直流电机自适应滑模控制器设计与实验

为了提高有刷直流电机低速控制的精确性,设计了基于扰动补偿的有刷直流电机转速自适应滑模控制器。首先,针对转速模型中摩擦力在转速快速变化过程中体现的快变特性和在线估计困难的特点,采用Stribeck稳态摩擦力模型,通过离线辨识模型参数的方式计算摩擦力;其次,针对负载扭矩等扰动的慢变特性,设计了扰动观测器对其进行在线估计,并证明了估计误差的有限时间收敛性及有界性;最后,设计了自适应滑模控制器对扰动进行补偿和误差反馈校正,进而实现精确的转速跟踪控制,并在Lyapunov稳定性框架下证明了闭环系统的稳定性。该控制器的开关增益仅与扰动观测器估计误差的上界相关,避免了一般滑模控制方法采用高增益来提高控制精度的问题,从而能够大大减小系统输入抖振现象,有利于工程实现。所提方法的稳态误差分别为PI、传统滑模控制器稳态误差的46%、63%,响应时间在0.15s以内,远小于PI、传统滑模控制器的响应时间,通过正弦参考信号跟踪实验,验证了所提方法在瞬态工况下具有很好的控制效果。实验结果表明,所设计的控制器能有效抑制摩擦力及负载扰动对电机控制带来的影响,能显著改善电机控制的稳态和瞬态性能,并且该方法能大大减小控制输入的抖振问题。     

基于状态观测的自适应摩擦力补偿的高精度控制

摩擦力是影响运动系统定位精度的主要因素之一.基于模型的摩擦力补偿是消除摩擦力的基本方法.文中在比例微分(PD)控制基础上,采用LuGre摩擦力模型,通过设计状态观测器和引入自适应以及离线拟合模型参数的方法,成功应用于直线电机驱动的高精度运动平台.实验比较了上述方法与未加入任何摩擦力补偿的PD控制以及基于经典摩擦力模型补偿的PD控制.结果表明,基于这种状态观测与自适应相结合的LuGre摩擦力模型补偿效果最好,它不但可以大幅度减少系统的跟踪误差,而且还提高了定位精度.     

南亚热带11种珍贵阔叶树种光合特性研究

【目的】了解我国南亚热带珍贵阔叶树种的光合特性,为造林树种的选择和结构优化提供参考。【方法】使用Li-6400便携式光合测定系统测定各树种的光响应曲线和二氧化碳响应曲线,采用模型拟合的方法,计算出各树种的光合特征参数并比较分析。【结果】不同珍贵阔叶树种的光合生理特性存在明显差异,各树种最大净光合速率为7.00~18.19μmol·m~(-2)·s~(-1),平均值为10.83μmol·m~(-2)·s~(-1)。最大净光合速率由高到低排序依次为柚木Tectona grandis(18.19μmol·m~(-2)·s~(-1))、米老排Mytilaria laosensis(13.07μmol·m~(-2)·s~(-1))、红锥Castanopsis hystrix(12.60μmol·m~(-2)·s~(-1))、降香黄檀Dalbergia odorifera(11.63μmol·m~(-2)·s~(-1))、香梓楠Michelia hedyosperma(11.29μmol·m~(-2)·s~(-1))、灰木莲Manglietia glauce(10.85μmol·m~(-2)·s~(-1))、观光木Tsoongiodendron odorum(10.64μmol·m~(-2)·s~(-1))、格木Erythrophleum fordii(8.90μmol·m~(-2)·s~(-1))、擎天树Parashorea chinensis(7.72μmol·m~(-2)·s~(-1))、山白兰Paramichelia baillonii(7.22μmol·m~(-2)·s~(-1))、铁力木Mesua ferrea(7.00μmol·m~(-2)·s~(-1))。光合能力较强的树种为柚木、米老排和红锥,较弱的为擎天树、铁力木和山白兰;对高光强适应能力较强的树种为铁力木、柚木、观光木和降香黄檀,较弱的为灰木莲和山白兰;对弱光利用能力较强的树种为格木、红锥和香梓楠,较弱的为山白兰、擎天树、观光木和米老排。【结论】在全球气候变化的背景下,可选择光合能力强的树种造林。格木、红锥和香梓楠对弱光利用能力较强,可作为松、杉人工针叶纯林近自然化改造树种。     

低燃速无烟黑索今改性双基推进剂燃烧性能

采用"燃速-靶线法"研究聚甲醛(POM)、蔗糖八醋酸酯(SOA)及其不同质量比的(POM+SOA)混合物对无烟RDXCMDB推进剂燃烧性能的影响,同时研究了两种复合燃烧催化剂(F-Pb/W-Cu和E-Pb/W-Cu)对含POM+SOA的RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,配方中分别添加8%的POM或SOA,POM使10 MPa下燃速由10.87 mm·s~(-1)降至6.47 mm·s~(-1),SOA使10 MPa下燃速由10.87 mm·s~(-1)降至4.73 mm·s~(-1);当POM和SOA的质量比为5∶3混合使用时,6~15 MPa下推进剂压强指数降至0.49;铅盐F-Pb/铜盐W-Cu催化剂使低燃速RDX-CMDB推进剂6~15 MPa下的压强指数由未添加催化剂时的0.65降至0.12,在中压8~10 MPa下燃烧出现麦撒效应。     

基于H_∞理论的倒单摆控制系统

利用loop shaping design procedure(LSDP)设计倒单摆H∞控制器,以Tustin摩擦力模型及干扰观测器(disturbance observer,DOB)补偿台车与轨道间的摩擦力及干扰,观察在H∞控制器下倒单摆的鲁棒稳定性及鲁棒性能.实验结果显示,补偿摩擦力及干扰后的系统明显优于未补偿的系统.     

6种魔芋光合特性的比较研究

光合作用是植物根本特性,其光合参数与植物种类有关.魔芋属半荫生植物,为获得不同魔芋种光合作用相关信息,应用双曲线修正模型建立通光响应曲线,通过计算和分析,结果表明:甜魔芋、疣柄魔芋、株芽魔芋、滇魔芋、东京魔芋、攸乐魔芋的光补偿点(LCPs)在2.41～17.83μmol·m~(-2)·s~(-1)之间,东京魔芋(2.41μmol·m~(-2)·s~(-1))和攸乐魔芋(3.67μmol·m~(-2)·s~(-1))光补偿点显著低于其他魔芋,光饱和点(LSPs)在417.16～1 381.22μmol·m~(-2)·s~(-1),甜魔芋(1 381.22μmol·m~(-2)·s~(-1))和弥勒魔芋(1 323.76μmol·m~(-2)·s~(-1))显著高于其余魔芋种.表观量子产率(AQYs)疣柄魔芋最低(0.026μmol·mol~(-1)),弥勒魔芋最高(0.046μmol·mol~(-1)).甜魔芋的最大净光合速率(P_(max)=14.47μmol·m~(-2)·s~(-1))显著高于其余种,弥勒魔芋次之,疣柄魔芋最小.这些研究结果揭示了魔芋种间光合性能的差异,为高光效育种奠定了基础.     

带摩擦补偿的滚珠丝杠副进给系统自适应滑模控制

为了提高滚珠丝杠副进给系统的跟踪性能,采用了带摩擦补偿的自适应滑模控制方法.基于滚珠丝杠副进给系统轴向振动特性建立了两自由度的质量模型,根据模型的状态方程设计了系统的反演滑模控制器,考虑到外界干扰的影响设计了带自适应律的自适应滑模控制器.采用基于Stribeck摩擦模型的摩擦补偿方法和遗传算法对滚珠丝杠副进给实验台的Stribeck摩擦模型进行了参数辨识.采用建立的控制方法在实验台上进行了轨迹跟踪实验.实验结果表明:在没有使用摩擦补偿情况下自适应滑模控制器最大跟踪误差为31.85μm;使用带摩擦补偿的自适应滑模控制器,其最大跟踪误差减小为15.55μm.实验结果证明了针对滚珠丝杠副进给系统轴向振动特性模型设计的自适应滑模控制器具有较高的跟踪性能,并且采用带摩擦补偿的自适应滑模控制方法显著提高了滚珠丝杠进给系统的跟踪精度.     

基于模糊自适应PI控制和模型预测控制的MMC-HVDC控制方法

模块化多电平换流器的高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current, MMC-HVDC)系统包含外环控制器和内环控制器,是柔性直流输电系统的重要组成部分。传统的外环比例-积分(proportional-integral, PI)控制器的参数固定,没有自适应能力,稳定性和抗干扰性能较差;同时传统的内环控制器是在dq旋转坐标系下的解耦控制系统,其结构复杂,容易出现超调。因此,提出一种基于模糊自适应PI控制和模型预测控制(model predictive control, MPC)的MMC-HVDC控制方法,以简化系统结构,增强动态响应性能,进而使用准比例谐振(proportional resonance, PR)环流抑制控制器来替换传统环流抑制控制器,消除静差值。在Power Systems Computer Aided Design(PSCAD)仿真平台搭建MMC-HVDC系统模型,分别对比了改进前后内外环控制器的性能和环流抑制控制器的环流抑制效果,结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

温室屋面光伏组件对温室微环境及作物净光合速率的影响——以草莓温室为例

以"京藏香"草莓为实验作物,研究温室南面屋面安装光伏组件对温室微环境以及草莓叶片净光合速率的影响.结果表明:光伏温室内太阳辐射日均值相比普通温室降低了47.3%,光合有效辐射PAR降低了68%.光伏温室草莓叶片净光合速率P_n日均值为3.53μmol·m~(-2)·s~(-1),高于普通温室内草莓叶片P_n日均值3.34μmol·m~(-2)·s~(-1).在普通温室中,草莓叶片光能利用率(LUE)仅为光伏温室的26.3%,但草莓叶片净光合速率随空气温度、空气湿度和PAR变化的幅度均高于光伏温室.