HJI理论下滑模鲁棒控制对磁浮列车悬浮特性影响研究

针对负载扰动和轨道不平顺激励等干扰下磁浮列车悬浮系统的悬浮稳定性问题,提出了一种基于二类李雅普诺夫函数的滑模控制策略使其能够严格保证系统维持在目标悬浮间隙附近.设计了期望悬浮间隙并将其设为虚拟输入,在动力学方程中采取滑模控制算法实现悬浮误差的跟踪控制.根据垂向悬浮间隙的相应约束条件引入HJI理论和李雅普诺夫函数设计相应控制器,使其能够在各种干扰下保证悬浮稳定性.基于李雅普诺夫稳定性定理证明闭环系统稳定性,使系统在受到扰动时能够尽可能的保证悬浮精度并进行误差整定,将悬浮误差收敛到无穷小.对比了现有PID控制算法在同样工况下的悬浮性能,对比了仿真验证所提出控制律的有效性和鲁棒性.     

考虑间隙的平面四杆机构稳定性分析

应用李雅普诺夫第一方法及Floquet理论来分析具有间隙的平面四杆机构的稳定性,并讨论了阻尼对稳定性的影响。     

油气管道漏检测技术及发展趋势

油气输送管道泄漏不仅会造成巨大的经济损失和资源浪费,而且会带来安全和污染问题,对人们的生命、财产和生存环境造成潜在威胁,因此对油气输送管道进行泄漏检测非常必要.介绍了近几十年来我国油气输送管道的泄漏检测及定位技术,分析了内管道泄漏检测技术现状,阐述了该领域未来的发展方向.     

管道泄漏检测分布式光纤振动传感器研制

研制基于Sagnac干涉仪原理的管道泄漏检测分布式光纤振动传感器,可实时检测管道发生的泄漏.讨论该技术的工作原理及光波的相位调制机理,并进行了模拟实验.结果表明,该检测技术能有效的检测到振动信号.     

基于Backstepping的轮式移动机器人镇定研究与实验验证

根据轮式移动机器人的运动学模型,基于Back-stepping方法,构造了轮式移动机器人镇定系统的李雅普诺夫函数,并通过使李雅普诺夫函数负定,设计了移动机器人镇定控制律.轮式移动机器人的仿真实验以及实际的控制实验表明,该方法能使轮式移动机器人的伍姿从任意θ(0)≠0的初始状态渐近收敛到原点.     

基于动态聚类的气体管道泄漏检测与定位

传统负压波法无法对管道已有的稳态泄漏进行检测,本文提出了一种新型的气体管道泄漏检测与定位技术,设计了管道已有稳态泄漏的实验装置。通过在管道末端主动施加外部扰动引入干扰,分析管道在此扰动信号作用下的瞬态流动,根据不同泄漏工况下管道首末端压力、流量数据的特征,用动态聚类方法设计辨识管道泄漏工况的分类器。测试结果表明,该方法能够实现气体管道已有稳态泄漏的检测与定位。     

转子-滑动轴承系统的稳定裕度

探讨了李雅普诺夫稳定性意义下转子—滑动轴承系统的稳定裕度问题。指出应将受非线性动压油膜力作用的转子—轴承系统的线性力学模型视为原非线性系统的第一次近似或线性化的结果。给出了系统稳定裕度的定义,并利用二次型的李雅普诺夫函数推导和论证了稳定裕度判据。最后,给出了几种典型滑动承轴支承的简单转子系统稳定裕度问题的分析实例。     

高频电液振动台的模型参考自适应控制的研究

针对高频电液振动台,提出用李雅普诺夫稳定性理论设计基于广义误差的模型参考自适应控制方法,建立了参考模型和振动台伺服系统的数学模型,优化设计自适应律.半实物仿真实验表明,该控制方法能自动地补偿系统参数的变化,保证了系统的稳定性、鲁棒性和自适应性.     

基于Lyapunov函数的倒立摆系统设计

针对单级倒立摆，介绍了利用李雅普诺夫函数进行状态反馈的控制方案。首先对单级倒立摆建立近似线性化模型，然后利用李雅普诺夫函数设计了状态反馈控制器，并在MATLAB软件中Simulink环境下对单级倒立摆实验装置实现了实时控制，试验结果验证了该设计方法的有效性。     

分布式光纤管道泄漏检测及预警技术研究

介绍了一种基于Mach-Zehnder光纤干涉仪原理的分布式光纤管道泄漏检预警技术,利用与管道同沟敷设的光缆中的3条单模光纤构成分布式光纤微振动传感器检测管道沿线的振动信号,可以有效地检测管道沿线所发生的泄漏和异常事件.阐述了检测系统的组成和工作原理,分析了检测系统定位结构和方法.采用小波软阈值消噪对现场检测信号进行处理,可以有效地消除噪声和提高检测灵敏度.理论分析和测试结果表明,该测试技术具有较高的测试灵敏度和定位精度.     

长油气管线泄漏遥测激光器位姿控制算法

近年来,我国管道运输蓬勃发展,但管道泄露时有发生。基于光谱技术和自然目标散射的激光气体检测技术具有灵敏度高、精确定位等特点,但地面移动承载平台移动速度慢,难以满足长油气管线检测的需要。因此,提出了基于空中移动承载平台的长油气管线泄漏检测方法,该方法将检测激光器搭载在空中移动平台上,并通过GPS接收器和数字罗盘获取空中承载平台的位姿信息,据此计算出不同位置姿态下串联机构两电机的旋转角度,然后调整电机使激光束对准地面管道。最后通过仿真验证了该算法的有效性。     

基于小波分析消噪技术的燃气管道泄漏检测与定位

研究了基于小波分析的负压波管道泄漏检测与定位技术。并主要对小波分析消噪处理方法进行了分析。先选取合适的小波基和尺度对泄漏信号进行小波分解，再对各尺度下小波分解的高频系数进行阈值量化，并重构小波信号可得消噪后的泄漏信号。运用这种方法，可以更为精确地获得压力突降点，提高泄漏点定位的精度。通过对燃气管道泄漏检测与定位的实例分析，验证了此方法的精确性和有效性。     

Leak detection monitoring system of long distance oil pipeline based on dynamic pressure transmitter

A dynamic pressure transmitter (DPT) is designed in this paper for long distance oil and gas pipeline, of which the design principle and main performance indices are introduced. A novel leak detection monitoring system (LDMS) of long distance oil pipeline based on DPT is designed, and the detection principle and system composition are specified. Dynamic pressure signals along the pipeline can be obtained by the DPT, and then the pipeline leak can be detected by extracting the wavelet packet entropy (WPE) of the signals. The WPE signal feature extraction method for judgment of pipeline leak is explored and developed. In addition, the influence of the wavelet basis and calculating window width on the identification performance of the WPE are further discussed. The application examples show that the DPT has higher detection sensitivity and leak resolution than the traditional pressure transmitter. The system can identify the pipeline leak correctly and reduce false alarm rate effectively. It can also improve detection sensitivity and localization accuracy. The system can correctly detect leaks with a rate of 96.7% and the greatest localization error is 101 m.     

输油管道泄漏远程诊断方法研究

针对石油输送管道泄漏监测与诊断实时性要求高、数据传输量大、诊断原因复杂的特点,提出了一套基于SCADA框架下的远程化管道泄漏诊断的解决方案,即利用动态数据交换技术构造数据采集模块,获取远程实时信息,实现远程测试分析。介绍了管道远程化泄漏监测的基本概念,分析了管道远程化泄漏诊断系统的结构,在监测控制级设计了一个嵌入式泄漏诊断包,与Modbus协议的RTU数据包交互诊断结果信息,再通过光纤网络,实现了管道泄漏的远程智能诊断。应用结果表明,该方法可实现管道运行状态的全过程监测,提高了泄漏诊断的自动化水平,获得了较高的漏点定位精度。     

基于瞬态压力波法的输油管道泄漏检测技术研究

近年来,油管道泄漏事故频繁发生,为保障管道安全运行和将泄漏事故造成的危害减少到最小,需要研究泄漏检测技术以获得更高的泄漏检测灵敏度和定位精度。针对输油管道的特点,分析了瞬态压力波泄漏检测技术的定位原理以及影响准确定位的关键因素,对热油输送管道沿程瞬态压力波传播速度的变化进行了研究。另外利用信号奇异点与小波变换模极大值在多尺度上变化对应的性质,将小波变换应用到扑捉泄漏压力信号序列的特征拐点中,使压力波时间差更加精确,从而有效提高了输油管道泄漏检测的定位精度。     

长输油气管道漏磁内检测技术

长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用,被称为"能源血脉"。为保证管道的安全有效运行,应定期对管道进行检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术,该技术以管道管体已形成的体积缺陷为检测目的,可以准确检测出缺陷面积、程度、方位等信息。对油气管道漏磁内检测技术原理和影响因素等进行归纳总结,阐述了管道漏磁内检测中轴向励磁和周向励磁等关键技术的国内外研究现状,对国内外漏磁内检测器的检测能力进行对比,介绍了漏磁信号的处理方法及管道的完整性评价技术,最后提出了管道漏磁内检测行业的未来展望。     

差压法检测压力气体泄漏的研究

随着科学技术的发展,各种压力容器和设备的应用越来越广泛。相应地,压力气体的泄漏检测就显得尤为重要。在对比多种气体泄漏检测方法的优劣后,选择差压法来检测气体泄漏。对差压法泄漏检测的方法、原理、模型、检测回路、检测过程和气体泄漏量的计算进行了逐一的研究。     

压缩机出口管系振动分析及结构改进

针对某炼油厂压缩机管道在生产中,由于剧烈振动而导致开裂泄漏问题,进行了管系结构模态分析,结果表明管道开裂泄漏的原因为管系结构固有频率与激发主频率相近,形成了共振。共振使得管系薄弱环节处出现裂纹,经过累积损伤和裂纹扩展后,导致管道开裂泄漏。在此基础上提出了在不改变管系主特征条件下,进行减振设计和结构改进。管道结构经改进后,共振现象得到抑制,振幅明显减小,管道的安全性得到了保障。     

压力管道漏损探测系统设计与应用

地下压力管道敷设在地下具有隐蔽性,由于管网材料、施工、使用、运行、外部环境、管理等因素,造成管网漏损现象非常普遍。查找压力管道漏点位置主要采用听漏判别法,通过对不同漏点的声音进行判别,从而确定漏点的位置。该文通过设计一套压力管道漏损探测系统,在管道组不同子管路上模拟漏水点,且在子管路上迅速切换,以分辨和掌握不同管材、管径、流速的漏点声音特质;通过各种阀门的开闭来模拟漏水点;最后通过对压力管道漏损量计算,检验系统的可行性。     

基于稳态模型的气体管道泄漏定位方法的研究

基于管道中气体流动的稳态模型,根据对温度的处理方式,分别提出气体管道泄漏定位的等温定位法和变步长龙格-库塔法。通过实际气体管道泄漏的实验验证对模型法的应用场合进行了分析,并对两种方法的定位效果进行了对比。通过非等温天然气管道泄漏的仿真试验,对温差大小、气体特性估算的准确度和算法中模型的简化程度对定位效果的影响进行了研究。仿真研究表明,管道两端气体特性估算的准确程度决定了算法的定位精度,而算法中的管道模型可以进行适度的简化。此外,变步长的龙格-库塔法在非等温管道上的泄漏定位效果要优于等温定位法。