C800型摩擦焊机状态评估液压系统构建研究

目的针对摩擦焊机液压系统状态评估的特点及其对检测系统的要求,建立面向状态评估的摩擦焊机液压系统。方法定义状态评估检测系统完备状态表示概念和亚完备状态表示概念,在亚完备状态表示最优系统构建方法基础上提出了亚完备状态系统生长最优构建法构建面向状态评估的摩擦焊机液压系统。结果构建了C800型摩擦焊机状态评估液压系统,实现了参数检测和目标最小化。结论本文提出的生长最优构建法适用于亚完备状态系统的模型构建,特别是如C800型摩擦焊机液压系统这种复杂系统。     

基于IED的变电站一次设备状态监测系统

本文结合变电设备状态监测系统现状以及智能电网建设需求,分析了变电设备状态监测系统存在的问题以及发展趋势,指出基于IED的变电设备状态监测系统是变电设备状态监测系统的过渡形式;同时,阐述了基于IED的变电设备状态监测系统的建设原则,系统架构以及实施方案,并分析了系统的特点及优势.     

非线性切换系统的输入输出对状态稳定

为观测和估计切换系统状态,该文提出了一类非线性切换系统一致输入输出对状态稳定的充分条件。在一定条件下将切换系统化为受扰动系统。利用受扰动系统一致输入输出对状态稳定的结论,证明了非线性切换系统一致输入输出对状态稳定,存在光滑的李亚普诺夫函数和存在状态模估计器三者之间的等价关系。讨论了切换系统一致输入输出对状态稳定与其它相关稳定性之间的关系。     

多状态系统的可能可靠性分析

为进一步深入开展对系统的可能可靠性分析,克服由系统状态可能性分布难以获取、使基于可能性理论的系统可靠性分析停留在初级阶段的问题,引入最大可能剩余寿命来表征系统状态与剩余寿命之间的内在函数关系.将系统状态对应的最大可能剩余寿命定义为该状态下系统保有最大可能剩余的寿命时间,通过最大可能剩余寿命建立了系统状态可能性分布与系统寿命可能性分布之间的关系,同时引入系统状态变化的观测时刻,它是联系系统状态与对应的最大可能剩余寿命之间的函数关系变量,重新定义了多状态系统的可能可靠性函数.进而,利用系统寿命的可能性分布,避开难以入手的系统状态可能性分布,实现了对系统可能可靠性的分析,得到了系统可能可靠性的计算方法.     

基于图形转换的组合状态安全性验证技术

受制于系统状态组合爆炸,并发系统的组合状态验证一直是困扰模型检验的难题。基于图形转换的组合框架,研究了该框架的组合状态安全性验证技术。采用Petri网模型构造系统组合框架,分析出组合系统可达状态空间与部件可达状态空间的包含关联关系,提出了组合状态危害等级分类模型,设计出组合状态可达性分析方法和层次化多级安全性验证算法,并实例应用于轨道交通列车控制系统的功能安全性验证。     

大系统马尔可夫模型状态转移概率矩阵的快速形成方法

提出马尔可夫模型状态转移概率矩阵的快速形成方法．定义元件状态转移率矩阵和系统状态数组,将系统状态转换为便于计算机存储与处理的数组,有效地描述了系统状态之间的转移;基于元件状态转移率矩阵和系统状态数组提出不受系统状态和元件状态数目限制快速准确计算状态转移率的方法,通过挖掘状态转移概率矩阵中非零元素的分布规律提出非零元素的快速定位方法,进而快速形成状态转移概率矩阵的稀疏存储;针对由两状态元件组成的系统,提出基于给定系统状态排序和服务状态集数纽快速定位状态转移概率矩阵中非零元素的方法．将其应用于电力系统概率安全性评估,以新英格兰10机39节点系统为例,证实了方法的有效性和实用性．     

配电系统状态估计分析研究

状态估计对于配电系统的管理和控制非常重要,针对配电系统与输电系统的不同,重点研究了常用的3种经典配电系统状态估计算法,分析比较了这些算法各自的优缺点,并对配电系统状态估计的新算法进行了阐述和展望。     

疲劳影响可忽略的聚合马尔可夫可修系统的可靠性分析

在经典马尔可夫可修系统模型的基础上,把系统的状态空间分为工作状态集与故障状态集,根据系统运行水平的不同,又把工作状态集划分为完全工作状态集与疲劳工作状态集。当系统在疲劳工作状态集运行的时间小于给定的常数τ时,可以认为系统在这段时间也是处于完全工作状态,即疲劳影响可以忽略,而当系统在疲劳工作状态集运行的时间大于给定的常数τ,则这段时间不能被忽略,从而建立了疲劳影响可忽略的可修系统新模型。运用Laplace变换方法以及生物药理学的离子通道建模理论,求得了原模型与新模型的一些可靠性指标。最后用一个数值算例对所得结论进行了模拟实现。     

水电厂辅助设备状态检修系统研究

首先介绍了设备状态检修技术的发展和水电厂机组状态检修系统在国内的实际应用情况,分析了水电厂辅助设备开展状态检修的必要性和可行性,同时提出了系统研究的关键技术。在此基础上阐述了水电厂辅助设备状态检修系统的框架和信息化模型。     

转子-机匣碰磨密封混沌系统的状态观测器研究

研究了在非线性密封力和气流激振力作用下,转子-机匣密封碰摩混沌系统的状态观测器设计问题。基于状态观测器理论的混沌反馈控制设计方法,给出了转子-机匣密封碰摩混沌系统的状态观测器的Brunovsky状态空间形式参数化表达式,其所含参量为被控系统的混沌状态用重构状态代替后的全部输入参数和控制律,可通过适当选择控制律将系统调整到正常的工作状态,通过数值计算和仿真结果,表明本文所提出的状态观测器方法可以将由外界干扰引起的系统碰摩混沌状态有效的调整到正常工作状态,为旋转机械的理论设计和动态监测提供了一种理论依据。     

分布式不敏卡尔曼滤波状态估计技术

在许多实际的分布式多传感器系统中,系统的动态或传感器的观测方程是非线性的.解决分布式多传感器非线性系统的状态估计问题,通常采用的一种方法是分布式扩展卡尔曼滤波.但由于模型的线性化误差,EKF的滤波效果在很多情况下并不能令人满意.另外,在许多实际应用中,模型的线性化过程比较繁杂,而且也不容易得到.为了有效解决分布式多传感器非线性系统的状态估计问题,提出了一种基于不敏卡尔曼滤波的状态估计技术.不敏卡尔曼滤波是最近提出的一种新的非线性滤波方法.由于不需要对非线性系统进行线性化,不敏卡尔曼滤波可以很容易地应用于非线性系统的状态估计,并且其性能也要优于扩展卡尔曼滤波.仿真结果说明分布式不敏卡尔曼滤波方法的性能要优于分布式扩展卡尔曼滤波方法.     

基于zonotope的离散时间Markov跳变系统的状态区间估计

为了有效地处理鲁棒估计产生的误差,为系统提供可靠的估计信息,针对一类具有未知输入的线性离散时间马尔科夫跳变系统(Markov jump systems, MJS),提出了一种新的状态区间估计方法。设计一个降维未知输入观测器,实现系统状态的观测,并以线性矩阵不等式的形式给出了观测器存在的充分条件,确保误差系统随机稳定,且具有较好的H∞干扰抑制性能。基于设计的降维未知输入观测器,提出了一种利用中心对称多胞体(zonotope)的方法来近似状态边界,从而获得系统状态的区间估计,使所获得的系统的状态值更加准确。通过一个数值仿真验证了所提方法的有效性。     

乙苯化工过程的分布式无迹卡尔曼滤波方法

乙苯化工过程由一系列连续搅拌釜式反应器和分离器组成的大规模非线性系统,针对这一类系统提出了一种基于分布式无迹卡尔曼滤波的状态估计方案。该方法通过将系统分解,对每个子系统设计局部无迹卡尔曼滤波,它接收局部测量值,并与其它滤波器协同计算局部状态估计值的方法完成整个系统的状态估计。给出了详细的分布式无迹卡尔曼滤波的设计方法和估计算法。在不同的噪声下对分布式和集中式无迹卡尔曼进行了比较分析。仿真结果表明,分布式无迹卡尔曼滤波可以很好的处理强噪声,正常噪声下比集中式无迹卡尔曼滤波有更稳定的性能,但在理想噪声下集中式无迹卡尔曼滤波有更好的表现。     

一种参数不确定性系统的鲁棒状态估计方法

研究具有时变和模有界的参数不确定性系统的状态估计问题。针对目前鲁棒状态估计中不确定性参数仅出现于状态矩阵和输出矩阵的问题，介绍了一种系统状态方程和输出方程的所有矩阵中都含有不确定性参数的状态估计算法。该算法通过求解两个代数Riccati方程的正定解，得到了使得估计过程二次稳定的状态估计器。此算法不但经过了理论证明，而且具体的仿真试验也表明了设计方法的有效性和可行性。     

基于线性二次调节器算法的两轮自平衡机器人最优控制方法

两轮自平衡机器人作为一种多输入多输出系统,虽然已在许多日常使用中得到应用,但大多数研究只关注通过试验实验或使用简易的数学模型来达到平衡.为了研究两轮自平衡机器人完整数学模型建模和运动平衡控制器设计,首先,根据机器人的电机模型、车轮模型和摆体模型,推导机器人运动的状态空间模型;其次,分析系统的可控性和可观性,并结合状态估计和反馈控制设计具有状态估计的反馈控制器,同时引入线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)控制方法以完善控制器在机器人运动中的控制效果.仿真实验结果表明:具有状态估计的反馈控制器和LQR控制方法对于这类自平衡机器人运动平衡控制具有良好的稳定性和鲁棒性.     

带等式状态约束的集合卡尔曼滤波算法

对含等式状态约束的非线性系统状态估计问题,本文考虑将集合卡尔曼滤波算法与估计投影方法结合,分别对每个状态粒子和加权平均后的状态估计向量使用估计投影方法,得到两种新的带约束的状态估计算法. 实验表明,与粒子滤波和不带约束的集合卡尔曼滤波相比,新算法的估计精度有所提高     

LQG/LTR控制在二级倒立摆系统中的应用研究

以二级倒立摆系统为例,采用LQR状态反馈与卡尔曼状态估计相结合的方法,通过回路传输恢复LTR技术弥补LQG设计的不足,完成了LQG/LTR全状态反馈控制器的设计,并运用MATLAB语言进行仿真分析,将其仿真结果与LQR控制器进行了对比。结果表明,LQG/LTR控制在二级倒立摆系统中有效地解决了在外界干扰和量测噪声等情况下出现的不稳定问题,且具有较好的鲁棒性。     

一类基于改进Weibull分布模型的 电力电缆寿命评估方法

对电缆的剩余寿命进行评估是电缆寿命管理的关键环节,以往电缆寿命评估的方法中有Arrhenius方法和Weibull分布模型。对这两种方法分别进行分析,特别是确定Arrhenius模型中激活能的计算,以及应用Weibull分布模型对电缆寿命进行评估。最后以实际电缆的状态监测数据,对简化的Arrhenius模型进行仿真,说明所提出的方法是有效的。     

欺骗攻击下基于集员估计的网络化系统跟踪控制

针对在统计特性未知欺骗攻击下,线性时变参数网络化控制系统（NCS）容易出现跟踪偏差的问题,提出了一种基于集员估计的控制策略,实现了系统状态对参考状态的有效跟踪.与卡尔曼估计等方法相比,无需提前知道攻击的统计特性,利用一种新型的集员估计方法,将传感器到控制器通道和控制器到执行器通道遭受的欺骗攻击建模为未知但有界（UBB）的信号,其中系统真实状态和估计状态都存在于估计集中.该方法提高了估计的准确性,并扩大了适用范围.采用Lyapunov函数,给出了误差闭环系统稳定的充分条件和基于线性矩阵不等式的估计器和控制器的求解算法,并使用凸优化方法获得最佳的估计集.用数值仿真验证所提出方法的可行性.     

遭受执行器攻击的工控系统输出反馈滑模控制

针对工业控制系统存在测量噪声及外界执行器攻击问题,提出一种基于无偏状态估计的输出反馈离散滑模控制方法。在执行器攻击存在的情况下,构造等效滑模控制律。由于攻击信号与系统状态未知,通过引入无偏状态观测器从遭受噪声干扰的传感测量数据中获得系统真实状态的最小方差无偏估计量。在此基础上,利用一步延时攻击估计得到攻击信号的近似估计值,使所设计的鲁棒滑模控制律得以实现。给出了在此控制律作用下滑模面的收敛性分析及闭环系统最终有界稳定的证明。数值仿真实验结果验证了面向执行器攻击的无偏状态估计器的有效性,也表明与传统滑模控制方法相比,提出的输出反馈滑模控制方法对执行器攻击具有更强的抑制力,能够有效提高系统的鲁棒性能。