多无人系统跟踪与编队的自主式预测控制算法

针对多无人系统的跟踪与编队问题,考虑跟踪与编队控制目标存在不一致及不可实现的情况,综合目标规划与预测控制方法,设计了一种确保控制目标一致且可实现的自主式预测控制算法.首先根据给定的跟踪与编队控制目标,通过为各无人系统引入规划控制目标,对目标代价函数进行重新设计,解决跟踪与编队控制目标不一致问题;然后对引入的规划目标进行约束设计,保证其具有可实现性;其次为各无人系统设计预测控制终端约束集,进一步保证对规划控制目标的收敛性;最后对重新设计的目标代价函数与相关约束进行整合,为各人系统构造独立的控制优化问题,并给出相应的自主控制实施算法,将不一致、不可实现的跟踪与编队控制目标规划出一致、可实现的控制目标.针对为各无人系统所构造的控制优化问题,进一步将其描述为线性矩阵不等式形式,并通过MATLAB求解仿真,验证了所提出的自主预测控制算法的有效性.     

单边三角区间预测控制算法

在实际控制中,为了实现当控制目标偏离上下区间边界时控制器的调节力度可以不同,并且在区间内部时被控变量存在一定控制力度,提出了基于三角软约束的单边区间预测控制算法。此算法在单边区间预测控制算法的基础之上加入了三角区间的软约束,这样既可以有效地提高系统的抗扰动能力,增强控制器的鲁棒性,又能拥有良好的控制效果。通过仿真实验,将此算法与区间模型预测控制算法相对比,证明了此算法具有更优良的控制效果。     

船用柴油机EGR率自控系统设计研究

为探究降低船用柴油机有害物排放的措施,设计了一套自控EGR率系统,对EGR率控制部分进行了软件和硬件的设计。控制部分通过单片机产生PWM信号来控制EGR阀的开度,保证不同工况下EGR率的最佳效果,在船舶柴油机YC4F100-C20上进行了试验。试验结果表明,与无EGR系统相比,配置EGR率的自控系统可以一定程度上降低NOx和烟度的排放量,较好地保护海洋环境。     

增压直喷柴油机EGR系统开发及试验分析

研究了增压直喷柴油机采用废气再循环(EGR)技术及其应用,设计了一套电控系统以降低NOx的排放．通过发动机负荷特性试验的对比分析,证实了所设计的EGR系统的实际控制效果．     

EGR对柴油机燃烧影响模拟

 废气再循环（EGR）作为控制缸内NOx生成的一项技术已广泛应用在现代直喷柴油发动机上。但EGR对氮氧化合物（NOx）、碳烟（Soot）排放的影响原因尚未被完全理解。为了全面分析EGR的特性,建立了基于GT-POWER的柴油机仿真模型。根据柴油机的基本结构,该模型为带有EGR系统的增压直喷柴油机一维流体动力学循环仿真模型。在分别固定进气压力和空燃比两种情况下,对EGR影响柴油机燃烧的特性进行了研究。结果表明,在恒定进气压力和EGR温度的情况下,随着EGR率的升高,缸内压力升高率减小,最高缸内爆发压力降低,燃烧放热始点推迟,燃烧峰值放热率升高。EGR导致Soot升高燃油经济性降低。在恒定进气空燃比和EGR温度的情况下,随着EGR率的升高,缸内压力的升高使燃烧放热始点提前,废气的惰性气体特性延缓燃烧成为次要因素。EGR的加入使燃烧恶化放热率降低。缸内的燃烧温度降低,减少了NOx的生成。小EGR率可以改善Soot的排放情况。所以在不同的边界条件下引入EGR的作用不同,在EGR控制策略中,利用控制进气空燃比的EGR控制方法并没有完全利用EGR特性,应该形成分别控制空气质量流量和EGR率的气路控制策略。在恒定EGR率的情况下,EGR温度的升高缩短了燃烧滞燃期,燃烧始点提前放热率峰值降低。最终缸内气体温度升高,NOx排放升高,Soot有轻微的改善,表明为了更好控制EGR系统,应对EGR温度进行控制。     

电子包装秤自学习智能控制系统

提出了电子包装秤自学习智能控制算法，可据系统特征状态及控制目标集的要求，判断控制效果，按最小当量原理，从控制过程中“学习”控制经验，修改控制规则，逐步趋近最优控制。现场运行证明：与常规定值控制算法相比，该系统有较强的抗干扰和自适应能力。     

EGR对甲醇HCCI发动机燃烧与排放的影响

针对均质压燃燃烧难以控制的问题,在一台发动机上,改装进排气系统,并加装均质混合气供油系统和进气加热系统,研究了外部EGR（废气再循环）对甲醇HCCI（均质充量压缩着火）燃烧与排放特性的影响。结果表明：外部EGR对甲醇HCCI燃烧过程和排放都有显著的影响,随EGR率的增加,CA10、CA50逐渐推迟,燃烧持续期逐渐延长,但影响的程度因混合气浓度的不同而变化;HC和CO排放逐渐增加,且增加的幅度逐渐变大;NOx排放仅在混合气较浓时存在（过量空气系数小于1.5时）,且随着EGR率的增加迅速下降。     

增量式PID控制在温控系统中的应用

温度的控制在科学实验和工业过程中极为普遍,具有典型的意义,而温控系统通常是时变的、非线性的、具有纯滞后的复杂大惯性系统,控制效果与采用的控制算法有很大的关系.针对这一问题,在温度控制实验系统中,设计了一种增量式PID控制算法实现了对温度的控制.通过实验表明,该算法的控制效果要优于传统的PID控制算法,对于工程实际应用具有较强的借鉴作用.     

升压变换器的电流环预测控制算法

通过数学分析建立了升压变换器的电压控制外环、电流控制内环的系统模型,提出了一种电流预测控制算法,将电压控制器产生的电流指令作为电流预测值使用,以提高变换器的动静态特性.建立了基于SaberDesigner平台的系统控制仿真模型,在相同的实验条件下,对系统电流内环分别采用预测控制算法与普通PI控制算法进行仿真研究.仿真结果表明:电流预测控制算法能有效地改善系统的动态特性.     

磁悬浮实验系统的设计与分析

文章设计了一套单自由度磁悬浮实验系统,分析了该系统的控制特性;并设计了一套模拟PID控制器,成功地对该系统实现了控制,且为其它高级控制算法的研究提供了一个很好的实验平台。     

脉动调节式可变喷嘴涡轮特性计算

为了更有效地利用发动机排气脉冲波的能量,提出了一种新型脉动调节式可变喷嘴涡轮(VNT).以JK90S可变喷嘴涡轮为研究对象,利用叶轮机械CFD软件NUMECA,对常规VNT和脉动调节式VNT进行了数值计算研究.计算结果表明,与常规VNT相比,脉动调节式VNT在脉冲波能量利用方面具有明显优势,在相同的工况条件下,脉动调节式VNT的实际功率和膨胀比与常规VNT相比分别增加了36.8%和24.8%.     

一种背压控制排气再循环系统的设计

提出了一种背压控制ＥＧＲ系统的设计方法．该系统由排气再循环阀和背压转换器组成，具有闭环反馈控制特性，保证汽油机在低负荷和全负荷时不进行ＥＧＲ，在中高负荷区域则ＥＧＲ流量随负荷增大而增大．给出了ＥＧＲ流量的计算公式，讨论了该系统的结构参数对ＥＧＲ流量的影响．     

EGR系统对柴油发动机排放性能的影响

为了降低柴油机的NO_X的排放,所设计EGR的系统采用并联的文曲利管对EGR率进行控制。通过建立计算EGR率的数学模型,可以控制废气再循环系统的EGR率,为EGR的设计提供了依据。对文曲利管的工作特点进行了分析,对采用文曲利管的EGR系统进行了分析计算,计算出了典型的EGR系统的文曲利管的相关结构参数。结合试验结果分析了EGR系统对柴油发动机排放的影响,得到了EGR系统能够有效地降低柴油机的NO_X的排放的结论。     

一种实用高速铁路ATP算法的设计与实现

自动列车防护 ( ATP)是现代化高速铁路所采用的主流控制策略 ,它不仅仅是列车的控制算法 ,还包括列车和列控中心之间的通信协议。论文介绍了一种实用的高速铁路ATP算法 ,包括地面列控中心和车载系统两部分的优化设计与实现步骤。具体给出了列控中心计算安全制动距离 ,确定目标点 ,并将信息传递给列车的实现步骤 ,以及车载系统根据列控中心发来的信息计算出列车速度控制曲线并实施对列车速度控制的过程。文中还给出了列控中心确定目标点的仿真过程。证明了算法的正确性和可行性     

基于PSO的板形板厚小波神经网络解耦PID控制

针对板形控制和板厚控制是相互耦合的综合系统,提出了一种新的解耦PID控制算法·首先用小波神经网络构造α阶时延逆系统,对综合系统进行输入输出解耦;然后对解耦后的独立的单变量系统采用PID控制·这种解耦方法无论是从理论分析还是仿真验证,均证明是可以实现完全解耦的·考虑到被控对象是一个带有时滞的非线性系统,提出采用PSO优化算法对PID参数进行自适应调整·仿真结果表明所用方法简单有效,并具有良好的跟随性能和抗干扰能力;其控制效果优于传统的解耦PID控制·     

汽油机分层废气再循环与稀薄混合气燃烧

为探索汽油机清洁燃烧技术途径 ,设计了 5气门汽油机馅饼状分层充气系统 ,试验对比了在分层充气前提下的稀燃和废气再循环对发动机排放特性的影响 ,并研究了两者叠加后对发动机性能的影响。试验结果表明 ,采用分层充气方式能够使废气再循环率达到 3 2 % ;在相同进气充量时 ,废气再循环与稀燃对改善 NOx 排放的效果基本相同 ;稀燃与废气再循环相结合可以获得比单纯稀燃或单纯废气再循环更好的综合性能 ,使 NOx 和 CO排放均降低到化学计量比无废气再循环情况下的排放指标的 10 %以下。稀燃与分层充气废气再循环相结合 ,简便可行 ,为研发低污染发动机提供了新思路     

基于演化博弈的MANET路由算法

提出用演化博弈理论建模移动自组网非协作路由问题,在证明了博弈的Nash均衡和无环的有效路径之间一一对应之后,给出了基于演化博弈的路由算法．该算法采用模仿者动态机制调整策略使博弈逐步收敛于Nash均衡点．仿真结果显示在能保证节点密度的情况下,新的路由算法的报文发送率接近于节点间无条件合作假设下的路由算法性能．