移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究

提出了一种移动机器人的运动控制系统硬、软件结构 .此控制系统是由工业计算机 ,ADT85 0运动控制卡及相关传感器组成 ;其操作系统采用Windows98,用VC 6 .0开发 ,并应用模块化及Windows线程的多任务处理机制实现控制程序设计 ;根据状态反馈控制理论 ,设计了移动机器人路径跟踪控制算法 .实验论证了此控制系统及控制算法的有效性 .     

X65管线钢板交替与连续控冷工艺的计算与比较

为减小X65管线钢板控制冷却后的残余应力和翘曲,通过开发线性混合热膨胀模型、拓展Avrami相变动力学模型和应用Leblond的相变诱发塑性(TRIP)模型建立了热力耦合有限元模型,考虑了控冷时的弹塑性变形、热膨胀、相变潜热、相变膨胀、TRIP等所有物理效应.用该模型研究了2种控制冷却工艺下X65管线钢板的温度、残余应力、残余应变及翘曲.结果表明:与连续控冷相比,交替控冷使板的温度进一步降低7℃;上表面一侧的残余拉应力峰值进一步减小44 MPa;下表面一侧的残余总压应变峰值进一步增加0.001;翘曲由0.54×10-3减至0.09×10-3;故交替控冷可降低板内的残余应力,并减小翘曲.     

基于超螺旋滑模及前馈补偿的智能车侧向运动控制

智能车路径跟踪控制受到车辆参数摄动、场景多变等干扰,影响路径跟踪精确性,甚至引起控制系统不稳定.本文设计了考虑不确定性的二阶超螺旋滑模鲁棒控制算法,证明了控制系统的收敛性,并针对干扰问题设计了前馈补偿控制器以进一步提升控制系统的精确性.通过Carsim-Simulink联合仿真环境下的双移线、正弦路径跟踪控制,以及参数摄动情况下的路径跟踪控制,与传统一阶滑模控制对比,验证了所设计的超螺旋滑模控制器路径跟踪的精确性及鲁棒性.结果表明,面对智能车辆参数不确定、驾驶场景多变等情况,采用超螺旋滑模算法比传统滑模算法具有更好的鲁棒性和跟踪精度,超螺旋算法能有效地减弱传统滑模算法产生的方向盘抖振问题.最后,利用实车平台对进行了低速大曲率场景测试,验证所设计的超螺旋滑模算法控制器具有良好的路径跟踪精度.     

相变冷却服发展趋势

 冷却服能够为高温作业人员提供降温保护,提高人体微气候区的舒适度。分析了各种类型冷却服（气体冷却服、液体冷却服和相变冷却服）的降温方式、原理、特点及研究进展,着重阐述了相变冷却服的关键技术及发展方向：研究易塑性、耐腐蚀性的封装材料和相应的封装技术,解决液相相变材料存在的变形、泄露及水蚀问题;将纳米技术与相变材料微胶囊结合,研制作用时间长、散热良好的复合相变材料,提高相变材料的导热系数;将相变冷却技术与其他技术相结合,开发作用效果可调控的新型冷却服,同时研制可快速激活相变材料的设备或新型材料,使相变材料能够快速蓄冷。     

基于故障估计的无人车容错控制方法

考虑转向控制系统故障和未知干扰同时作用对无人车辆路径跟踪效果的影响,为提高无人车辆控制系统的可靠性,设计了一种无人车路径跟踪容错控制方法. 对转向控制系统输入性故障进行分析,结合未知干扰情况定义了名义故障并建立相应的数学模型. 利用高阶滑模观测器构造名义故障微分方程,并利用自适应容积卡尔曼滤波设计了车辆质心侧偏角和名义故障估计方法,从而为无人车容错控制提供可靠信息源. 基于滑模控制理论设计了无人车路径跟踪容错控制器并证明了其收敛性. 联合仿真和硬件在环试验结果表明,所提出的估计方法能够得到精确可靠的质心侧偏角和名义故障估计结果,且与无容错控制相比,所设计的路径跟踪容错控制器在面对故障和干扰时能够明显地提高车辆的控制性能,并同时保证车辆的路径跟踪能力及其自身的稳定性.      

三段式控冷工艺对82B线材组织和性能的影响

提出风冷段三段式控制冷却工艺,即在冷却过程中加入模拟相变热的加热过程,以模拟热轧82B线材的实际风冷过程,分别研究相变前冷却速率、返温温度以及相变后冷却速率对82B线材组织和性能的影响。结果表明,返温温度和相变前后的冷却速率对珠光体片层间距都有影响,整个风冷过程的冷却速率对碳化物的析出均有影响,而马氏体的产生主要与返温温度和相变后的冷却速率相关;提高相变前后的冷却速率,都会提高线材的抗拉强度,加快相变前冷却速率以及降低相变后的冷却速率会使线材的面缩率提高。     

控制轧制对高碳钢珠光体相变温度的影响

采用压力-膨胀仪测定了高碳钢经控制轧制后,在连续冷却下珠光体的相变温度;并分析了不同控轧参数对珠光体相变温度影响的规律。实验结果表明:奥氏体形变使连续冷却下珠光体的相变温度提高。     

宽带钢层流冷却系统智能控制模型研究

以某一热轧厂板带轧后的层流冷却过程为背景,针对层流冷却控制系统非线性、多变量、时滞等特点,提出新的智能控制模型,并采用MATRIXX软件对该智能控制模型进行仿真设计与分析。结果表明,该控制模型精度高,其仿真系统可用于新产品的开发和生产现场的调试。     

含钒高强度船体结构钢的连续冷却转变

利用热模拟实验机模拟了中板控制轧制工业生产工艺,测定了一种钒微合金化船体结构钢经不同温度多道次变形后的动态CCT曲线,讨论了终轧温度和冷却速度对组织、γ/α相变及CCT曲线的影响. 结果表明:随终轧温度的降低,实验钢的动态CCT曲线整体向左上方移动,获得铁素体 珠光体组织的冷却速度范围变宽;随冷却速度的增加,γ/α相变开始温度Ar3逐渐降低,贝氏体相变开始温度Bs以抛物线形式变化;铁素体晶粒随终轧温度降低或冷速的增加而细化.     

基于状态感知的UGV 事件触发路径跟踪控制

针对通信受限下的无人驾驶车辆路径跟踪控制问题，提出了一种基于状态感知的H∞事件触发路径跟踪控制策略.首先，根据车辆的动力学行为建立了相应的路径跟踪控制模型；其次，基于对路径跟踪控制系统的状态实时感知，设计了一种新型的基于状态感知的事件触发通信策略（SS-ETC），可根据控制系统的状态对事件触发阈值进行动态自适应的调整；然后，在该动态事件触发通信策略下，结合时滞系统建模方法与Lyapunov 稳定性理论，设计了基于状态感知的事件触发H∞控制器.本文所提出的基于状态感知的动态事件触发通信策略能够根据控制系统的量测状态进行通信阈值的动态调整，有效地实现了自主车辆通信与控制的自适应协同设计.最后，通过仿真实验验证了所提出的动态事件触发控制策略的有效性.     

ADCOS-PM工艺下中厚板冷却速度控制方法

以国内某4300mm中厚板生产线轧后先进冷却系统为研究对象,对中厚板轧后冷却过程中冷却速度的影响因素及控制方法进行研究.分析了换热、喷嘴形式及集管水流密度等因素对冷却速度的影响,确定出不同厚度规格钢板的冷却速度控制范围.建立了冷却速度计算模型,并结合自学习方法实现对冷却速度的高精度控制.利用该控制系统对12MnNiVR进行轧后冷却过程控制,结果表明被控钢板具有较高的冷却速度控制精度.     

中厚板中间坯冷却过程中晶粒长大及控制方法

为控制中厚板中间坯长时间待温导致的晶粒长大,研究了中间强制水冷却对奥氏体组织的影响．通过对Q345B钢和含Nb-Ti钢采用1050℃变形后快冷至1050-950℃预定温度保温的热模拟方法,确定了中间坯冷却过程中的晶粒尺寸变化规律,提出了中厚板冷却过程中晶粒长大的控制方法,建立了Q345B钢和含Nb-Ti钢在中间冷却过程中的晶粒长大模型．在中间冷却过程中,Q345B钢晶粒稳定性较差,而含Nb-Ti钢晶粒稳定性良好,归因于以铌为主的析出相对奥氏体晶界的钉扎作用．中间坯的强制冷却可控制奥氏体晶粒长大,63mm厚中间坯强制冷却可有效减小平均晶粒尺寸约20μm．在实际生产中,经中间强制冷却后16mm厚度Q345B钢板的冲击韧性提高25％-70％．     

相变材料和液冷结合的锂离子电池热管理性能优化

相变材料因其良好的控温能力在电池热管理中得到了广泛的研究,但在高温环境和高放电倍率下,单纯依靠相变材料很难满足热管理的要求。设计了相变材料和冷却板混合的电池热管理方式并对其进行数值模拟,与采用纯相变冷却进行了对比。分析了电池间距、冷却液入口速度对电池最高温度以及相变材料液化率的影响,并对充放电循环过程进行了探究。结果表明,在高温和高放电工况下,液冷的引入解决了因相变材料完全液化导致的电池温度恶化和中间电池热量累积的问题。相比于纯相变冷却,当冷却液速度为0.5 m/s时,混合冷却可将电池的间距减小至3 mm,继续增大冷却液的速度对热管理性能提升较小。同时,液冷板的加入可以减少首次充放电循环对后续循环过程的影响,增加电池的使用寿命。     

非对称热轧高品质不锈钢复合板可行性模拟研究

利用特厚规格复合板与较薄规格复合板进行非对称组坯,采用ABAQUS有限元软件对其热轧过程中的应变、接触应力及温度分布进行计算,并通过温度补偿及冷却控制的手段,对热轧非对称复合坯的可行性进行模拟分析。结果表明,采用非对称组坯设计,有利于特厚复合板碳钢层与不锈钢层在各道次轧制中的界面结合;通过控制复合坯上、下表面的温差,能有效改善板坯翘曲现象,并可一次性获得一块宽幅特厚复合板与一块宽幅较薄规格复合板,提高生产效率;此外,采用非对称组坯设计还可实现控轧控冷,保证芯部不锈钢与碳钢的协同变形,促进其界面结合。     

In situ measured growth rates of bainite plates in an Fe-C-Mn-Si superbainitic steel

The growth rates of bainite plates in an Fe-C-Mn-Si superbainitie steel were investigated by in situ observation. The lengthening rates of ferrite bainite during both cooling and isothermal holding processes were observed and the growth rates of bainite plates nucleating at grain boundaries, within grains and on preformed bainite were measured. It is indicated that the lengthening rates of bainite plates during the cooling and isothermal processes were different, and that the growth rates of bainite plates nucleating at different types of sites also demon- strated diversity. The bainite plates initiating at [vain boundaries during cooling grew the fastest, while the plates nucleating on preformed bainite did the slowest. However, the growth rate of the bainite plates nucleating at grain boundaries during isothermal transformation de- creased the most, whereas the bainite plates initiating within grains grew the fastest. In addition, the growth rate of ferrite bainite in the study supported the diffusion transformation mechanism of bainite from the viewooint of ~rowth rate.     

制冷压缩机性能试验台冷却水量模糊控制研究

针对冷却水系统强耦合、分布参数且参数时变的非线性特点,在无法建立精确数学模型的情况下,采用模糊控制技术进行冷却水流量的调节,从而保证测试系统在试验工况下制冷剂所要求保持的温度．经过仿真验证,可以得到良好的控制效果．     

RPC对800 MPa级低合金高强度钢的影响

利用一种特殊的机械热处理工艺技术,即在控轧终轧后经过一段控制时间与温度的弛豫,使得基体中出现应变诱导析出以及变形奥氏体中缺陷组态重组,在随后的直接淬火或加速冷却过程中, 获得细化的板条贝氏体/马氏体组织.利用该弛豫-析出-控制相变(RPC)技术能得到屈服强度大于800MPa级12mm厚超细贝氏体/马氏体复合组织微合金钢板.     

车用发动机台架宽水温控制冷却系统

研制冷却系统,以进行发动机低水温台架试验.以水箱恒温水对汽油机稳定工况大循环冷却系统进行实验,得出冷却水温不变的结论.据此叙述系统主要研制技术和水温控制原理.系统采用旁通阀手动排泄适宜的进箱前冷却水量,用浮球阀自动向箱内补充等排泄量的冷水,使箱内水温稳定,并进行试验与性能分析.结果表明:汽油机在转速4000 r.min-1时各水温控制精度≤0.3℃,满足试验要求.此冷却系统运行可靠,实现在30～97℃之间任一冷却水温控制及节能减排.     

神经网络技术在淬火控冷中的应用

热轧钢材的淬火冷却是改善钢材质量和性能的重要措施，淬火过程的核心就是控制钢板的冷却速度。针对传统的淬火控冷模型的固有缺陷，为了满足扩展钢种、规格及淬火温度高精度的要求，利用神经网络技术建立了神经网络淬火控冷温度预报模型，该模型与回归数学模型相结合，完成淬火控冷现场控制。应用结果证明，该综合模型极大地提高了钢板淬火冷却的控制精度，提高了产品的成材率。     

热轧带钢X80超快冷出口温度高精度控制方法

针对X80管线钢超快冷生产过程,基于传热学基本理论,建立了超快冷温度控制模型.通过对带钢超快冷过程温度场模拟,开发了X80管线钢超快冷控制策略,得出超快冷以均匀模式开启初始组态并采用正向增开策略有利于超快冷精度的提高及带钢芯表温差的减小.针对工艺条件波动对控制精度的影响,开发了超快冷自适应系统,实现了带钢超快冷出口温度实时及卷间修正.现场应用取得良好效果,为控冷工艺的实施提供支撑.