计算机实时系统在武钢2800轧机HAGC上的应用

研究针对武钢2800轧机HAGC系统改造项目的计算机实时系统.硬件结构以VME总线多处理器系统为基础,采用分布式控制思想,根据各种算法的复杂度和系统所要求的响应时间划分任务和分配硬件资源.在软件实现上,采用VxWorks实时操作系统,运用多任务机制、客户/服务器机制和内存共享机制等建立面向复杂实时控制的系统架构,并给出了HAGC控制算法结构图.该设计已用于实际生产并长期可靠运行.     

基于改进L1自适应的姿态控制研究

针对含匹配不确定性和时变干扰的多变量耦合系统,提出改进L₁自适应控制,并进行控制系统闭环分析.针对常规解耦中积分型闭环系统的临界稳定问题,在常规解耦之后附加反馈控制,从而构成同时保证系统解耦性和稳定性的线性解耦控制.解耦后,系统表示为由若干含匹配不确定性和时变输入干扰的无耦合子系统组成.针对各子系统中不确定性和干扰问题,采用L₁自适应控制以保证系统的鲁棒性.此外,为避免控制量的瞬时大幅值和大变化率,设计参考信号变换方式,即参考信号中的阶跃跳变部分用正弦信号替代.最后,将所设计改进L₁自适应控制应用于飞行器姿态调节中,并通过Matlab数值仿真对所设计的姿态控制系统进行测试和验证,结果表明所设计控制算法和姿态控制系统可行有效.      

基于遗传规划的中厚板端部变形的预测

为实现平面形状控制,提高成材率,应用遗传规划算法建立了中厚板边部和头尾的预测模型.将现有的平面形状预测模型作为遗传规划中的个体,通过复制、交换、突变以及适应度计算等操作,使个体逐渐逼近问题的最优解,得到头部和边部的预测模型.通过仿真验证了模型的正确性.     

四旋翼无人机的非线性控制理论研究与应用(英文)

四旋翼无人机是一类典型的非线性、动态不稳定的多输入多输出系统.首先将复杂的四旋翼动力学模型分解为两个内外环子系统,即平移动力学和姿态动力学,在此基础上研究了反步法以及滑模控制,并将其应用于四旋翼的位置和姿态控制.上述两种非线性控制算法的设计及其稳定性分析都是以李雅普诺夫全局稳定性理论为基础.为了改善系统动态响应并避免超出执行机构的物理实现范围,在姿态控制子系统中,设计了分段可微信号作为安排"过渡过程",代替阶跃指令输入.仿真结果验证了反步法以及滑模控制在四旋翼上应用的可行性和有效性,最后通过对控制效果的比较、分析,总结两者各自的特点.     

一种中板轧机电动APC智能控制器

研究在保证中板轧机电动APC(自动位置控制)系统定位速度的同时提高定位精度的方法.根据电动APC的控制要求和设备的实际情况,首先采用时间最优思想设计预定的压下轨迹曲线,然后采用仿人智能控制方法,使得实际压下轨迹跟踪预定的轨迹曲线,从而确保电动APC控制的准确定位.该控制算法已应用于实际生产.在系统大惯性和压下螺丝摩擦力不确定的情况下,定位精度达到0.05 mm且整个定位过程快速、无超调.     

基于神经网络的热轧带钢宽度预报与设定

研究带钢热连轧生产线中成品带钢的宽度预报与设定.由于精轧道次带钢宽度变化与板坯化学成分、立辊侧压量、厚度压缩比、钢板温度、速度及张力等因素有关,所以在宽度预报中,按照轧制顺序将整个轧制过程分为两部分:狗骨轧制和随后的精轧道次,前者用数学机理模型建模,后者引入主成分分析-径向基函数(PCA-RBF)神经网络建模.应用效果表明,经过训练的神经网络模型能够有效提高带钢宽度的预报精度,减小成品带钢的宽度波动.     

热轧中板轧制变形规程的优化设计

研究热轧中板轧制变形规程的在线优化设计,包括轧制前的预计算以及轧制中的在线修正. 在轧制数学模型基础上,将轧制规程优化设计分为负荷分配道次和板形道次. 在板形道次,给出其线性规划数学模型,并利用单纯形算法求解,分析了不同约束集对最优规程的影响并进行了仿真,确定了最佳约束集. 轧制过程中利用实测数据进行模型自适应及规程在线修正. 经若干中板厂应用结果表明,该方法节约轧制时间且板形良好,异板差0.1 mm之内的命中率大于95%,成材率提高0.5%.