模糊PID控制在核反应堆功率控制中的研究

应用核反应堆堆芯的中子动力学数学模型建立传递函数.采用模糊PID方法设计了反应堆功率控制器控制反应堆功率负荷跟踪变化.Simulink仿真表明所采用的模糊PID控制算法来控制反应堆功率的输出,比传统PID控制取得了较好的控制效果.     

一种 OFDMA 系统降低峰均功率比的设计与实现

介绍了一种降低OFDMA系统峰均功率比的设计方法及其实现,给出了该设计的总体结构,并采用FPGA器件实现.此设计采用预留子载波的方法来实现峰均功率比的降低.OFDMA系统首先将OFDMA符号经过基带的相关处理后,然后完成IFFT计算,降低峰均功率比功能,最后再把该符号发送给外围设备接收.另外,在整个设计实现过程中,为使得削峰处理更具有灵活性,添加了判断是否削峰的单元.     

基于CRAIMA模型的核反应堆功率广义预测控制

为控制反应堆功率负荷跟踪变化,基于预测控制的原理设计了一种适用于核反应堆功率非线性过程的预测控制方法.以点堆动力学方程为基础建立了核反应堆功率数学模型,为方便广义预测控制器的设计,将此数学模型转换成受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA).采用广义预测控制方法设计了反应堆功率控制器,对所设计的控制器性能进行了仿真验证.仿真结果表明,在功率观测期间存在1%额定功率的观测噪声的情况下,功率输出能够快速跟踪期望功率,并且功率观测带来的扰动对于功率实际运行影响较小,说明此控制器能够消除不确定干扰和非线性因素对系统的影响,保证反应堆功率系统的稳态精度和动态品质,能够应用于核反应堆功率控制系统中,并且具有优良的控制效果.     

一种基于多阶段遗传算法的功率模块自动化布局方法

模块的布局设计是功率模块设计的关键环节,随着功率模块向着集成化、高频化飞速发展,布局设计对于模块可靠性的影响越来越重要.目前,功率模块的布局设计主要依赖于设计人员经验而以手工方法完成,在此过程中消耗了大量的人力和时间成本.电子设计自动化作为未来电子领域的发展趋势,近年来已经研究用于功率模块的设计之中.然而,传统遗传算法的应用造成自动化方法无法在可接受时间内得到准确的结果.针对该现状,设计开发了结果精度更高、运算速度更快的修正自动化布局遗传算法.该算法采用统计学、种群多阶段思想与遗传算法思想减少种群数量与运算复杂度,最终保证算法计算速度和精度的提高.将该算法用于简单的半桥模块实例的布局设计,并采用ANSYSQ3D软件验证,结果表明,相比于原来的自动化布局设计遗传算法,本文方法缩短了约29%的运行时间,并且布局方案的适应度平均值达到231.14,其标准差仅为0.43,优于原有方法 175.35的适应度平均值和13.96的标准差.所以,本文方法可以在短时间内得到更准确的结果,这有助于将自动化方法真正用于实际功率模块的布局设计.     

基于数字化控制的核电站反应堆功率控制系统

秦山一期工程300 MW反应堆控制棒控制和棒位监测系统(以下简称反应堆功率控制系统)采用基于PLC技术、数字化通信技术以及冗余技术设计,实现了反应堆功率的自动调节和集中控制.本文对反应堆功率控制的仪控系统特点及其数字化改造的硬件设计方法进行了介绍.数字化改造后的秦山一期工程反应堆功率控制系统能为人机交互作业提供丰富的信息,方便了系统的运行和维护,系统的可靠性得以极大改善.     

设计磁压以减小高频电感器线圈损耗技术的研究

应用有限元仿真软件研究了高频开气隙功率电感器线圈窗口磁场特征及其引起原因.研究结果表明,气隙(磁压)位置对电感器线圈窗口磁场分布有重要影响,进而严重影响线圈涡流损耗.提出通过设计电感器磁压以减小其线圈涡流损耗的设计方法,对一些采用标准化以及非标准化磁芯的高频功率电感器线圈涡流损耗进行了分析与设计,并给出设计准则.有限元仿真验证了该设计方法可以有效、方便地指导减小高频电感器线圈涡流损耗的研究.     

B类功率放大器的设计与仿真

设计了一种具有较高输出功率和较高功率效率的B类功率放大器,采用了负载牵引和源牵引的设计方法得出最大输出功率对应的最优负载阻抗和源阻抗,并运用阻抗匹配技术分别实现负载阻抗和源阻抗到50Ω的匹配电路设计.仿真结果表明,工作频率为960 MHz下该功率放大器的功率附加效率为69.39%,输出功率为45.32 d Bm.     

采用功率内环和电压平方外环的电压型PWM整流器

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器功率控制数学模型,基于功率前馈解耦,解决了有功功率和无功功率互为耦合问题.为克服整流器电流控制策略、直接功率控制策略及非线性控制策略的不足,提出了采用功率内环、直流电压平方外环电压型PWM整流器的新控制策略.由于采用直流电压平方外环,提高了整流器直流电压跟踪和功率跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强及结构简单的优点.给出了系统控制器的设计方法.通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性.     

基于装机功率的并联电动平台结构参数优化

建立了4TPS-PS并联电动平台的运动学模型;推导了电动缸速度、输出力及平台功率的公式,分析了平台装机功率、使用功率等影响因素;提出以装机功率为优化指标,分析其与目前常用的灵活度指标的关系及区别.采用遗传算法进行平台结构优化设计,仿真计算了各自由度运动消耗功率与结构参数的关系,为各向功率需求不同的平台结构优化设计提供依据,并提出了减小平台功率、提高效率的方法.     

基于双层平面电路的功率合成放大器

为了改善平面型功率合成放大器的性能,提出了一种基于双层平面电路的功率合成放大器设计方法.该放大器采用双层的平面功率分配/合成器结构以实现更高的集成度;为有足够的空间放置放大器芯片及其偏置元件,引入了直角微带转换头将放大器的位置引到电路的侧边;放大器的位置沿输入/输出轴向两边错开以提高散热性能.文中还设计、制作了一个包含4条支路的双层平面功率分配器和一个包含4个单元的双层平面功率合成放大器,并对其进行了测试,结果表明,该功率合成放大器在2.0～4.5GHz频带上的小信号增益为10～16dB,在3GHz时的饱和输出功率为25.9dBm、功率合成效率为81%,说明这种设计方法是有效的.     

一种广义控制规则和实用控制器

本文以一种新的观点，对人在误差调节过程中的一般控制行为做了归纳和分析，提出广义控制规则，并依之建立了一种新结构的实用型控制器。用仿真方法对其有效性和实用性加以验证和说明．结果令人满意．     

模糊控制算法在温度控制系统中的研究

本文结合电加热炉的控制特性,分析了传统PID算法控制器和模糊逻辑控制器的优缺点,并根据智能控制理论的前沿研究,选择了模糊PID复合控制(Fuzzy-PID)来实现对电加热炉这一数学模型为双输入双输出系统的智能控制。根据实际温控系统的要求,设计出一种PID控制与模糊控制相结合的智能控制系统,具备一定的自适应控制能力,因而特别适用于难于用精确数学模型描述的温度控制系统,有较强的稳定性和鲁棒性。     

智能控制器在机器人机械手位置控制中的应用

以JJR 1型教学机器人为基础描述了智能控制器在机械手定位控制中的应用。对机器人机械手的臂关节进行了测试与折算,给出了其数学模型。在此基础上提出了采用模糊控制器智能自调整因子的方式来提高机械手的定位精度。仿真实验结果表明,采用此法能够克服单纯使用PID控制存在的死区和超调,使系统输出超调明显减小,定位精度得到提高。     

高速线材生产中的质量控制

针对线材生产的特点,采用基于统计过程控制的方法(SPC),对线材生产过程中控制对象、控制图的选择进行了分析,设计并实施了一个实际的SPC分析系统,给出了实际使用时需要注意的问题,并以实例说明了SPC在线材生产应用中的实际效果.     

柔性结构振动单边库仑摩擦控制

为解决航天结构的低频振动抑制问题,针对拉索控制装置的单边饱和特点,推导了一种非二次型性能指标函数的最优控制方法。适当地选择非二次型性能指标函数中特殊加权参数,最优控制是一种单边Cou lom b摩擦。通过简单改造的电机拉索结构,该最优控制能采用无需耗能的被动控制方式实现,为航天结构振动抑制节省控制能量。同时最优控制不依赖控制结构模型,在结构模型不确定的情况下,仍具有最优和全局渐进稳定性。在悬臂上进行最优控制的数值仿真结果显示该最优控制方法能充分利用控制作动器迅速抑制结构振动。     

一类非线性系统综合自适应模糊控制

针对一类非线性系统把模糊控制、模糊逻辑逼近及模糊滑模控制相结合，提出一种综合自适应模糊控制方法．基于李亚普诺夫函数系统参数的自适应律，不需要最小逼近说差平方可积条件，而且利用模糊滑模控制补偿模糊系统的逼近最差及外部干扰对输出跟踪误差的影响，理论证明了闭环系统稳定，跟踪误差收敛到零或零的一个小邻城内．仿真表明了算法的有效性。     

永磁同步伺服电机的变结构与前馈复合控制

为提高永磁同步伺服电机控制系统的性能,文章阐述了永磁同步电机伺服系统架构并给出了永磁同步电机的数学模型。在此基础上,对传统的三环伺服位置控制进行了分析,给出了各控制环参数的设计准则,并总结了传统伺服控制策略下的特点。随后,针对传统伺服控制系统定位精度低、响应慢的缺陷,在分析研究变结构控制和前馈控制特点的基础上,将其与传统控制相结合,提出了三者控制方式结合的复合控制策略,并对其进行了相应地理论分析。最后,建立了相应的系统仿真控制模型,并进行了测试。结果表明：变结构控制和前馈控制独立作用时均可缩短系统响应时间,而前馈控制还可提高系统的定位精度;同时复合控制结合了两者的优点,既提高了系统位置响应速度又改善了位置跟踪精度。     

约束Sontag型控制器的滚动优化设计

考虑状态和输入受约束的非线性仿射系统,提出了Sontag型控制器的优化设计.首先把标准Sontag公式转变为一时变控制,其中时变参数近似闭环系统的衰减率;其次,结合滚动时域控制原理,设计了两种满足系统约束的最优Sontag型控制算法,并证明约束闭环系统的区间渐近稳定性.最后,与标准Sontag型控制的对比仿真验证了本文控制算法的有效性.     

预测控制中柔化因子与控制增量权重的研究

研究了控制步长M≥1时动态矩阵控制（dynamic matrix controller，DMC）的柔化因子和控制增量权重之间的关系，分析了增益对二者取值的影响，并通过仿真实验进行了验证．这一研究为控制增量权重的取值提供了一个量化的指导．     

搅拌机的分散鲁棒控制

基于鲁棒频域响应近似设计方法与序列控制器设计方法，提出了一种线性多变量系统分散鲁棒控制器的设计过程，在序列控制器设计的每一步，单个鲁棒控制器用鲁棒频域响应近似法获得，并使用频域响应近似法进行控制器降价，整个过程应用于非最小相应搅拌机系统的分散鲁棒控制器设计。