基于鲁棒观测器的带间隙三明治系统故障预报

工程实践中常见的带间隙的三明治系统的准确故障预报具有重要的现实意义,为此,本文构建了一种新的动态鲁棒观测器对其进行故障预报.首先,通过将非光滑项转化为干扰项的方法,将间隙非光滑三明治系统转化为可用动态鲁棒观测器设计方法设计的系统.其次,采用零点配置和最小化基准区间观测器的范数(H_∞,F/H_,F)指标的方法确定动态鲁棒观测器的增益矩阵.最后,通过仿真,分别比较了基于非光滑鲁棒观测器和基于传统观测器的故障预报效果,比较结果表明:鲁棒观测器能够及时地准确预报传统观测器无法预报的故障,且有效减少了故障的漏报和错报现象.     

基于非光滑观测器的间隙三明治系统状态估计

在工业领域, 机械传动系统、液压系统等往往含有间隙特性, 这类系统可以用带间隙的三明治系统描述. 本文针对带间隙的三明治系统特点, 构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计. 首先根据带间隙三明治系统的特点, 采用分离原理, 建立了描述系统特性的非光滑状态空间方程. 据此构造了能够随系统工作区间变化而自动切换的非光滑观测器, 给出了相应的收敛定理及其证明. 最后通过伺服液压系统的例子, 分别比较了非光滑观测器和传统的观测器对状态的跟踪效果, 比较结果表明非光滑观测器对于带间隙三明治系统状态变量估计的准确性要优于传统的观测器.     

带机械臂四旋翼飞行器的控制方法研究

四旋翼飞行器机械原理简单,主要由四个螺旋桨和十字架结构机身组成,是典型的强耦合,非线性欠驱动的六自由度系统。四旋翼飞行器利用四个螺旋桨的转速变化,来控制机身的姿态变化。例如:绕Y轴的俯仰和沿Y轴的左右移动;绕X轴的横滚和沿X轴的前进与后退;绕Z轴的偏航和沿Z轴的上升与下降。四旋翼飞行器的姿态控制是控制系统的核心部分,是热门研究课题。文章的主要内容如下:1.首先对四旋翼飞行器进行了受力分析,通过导航坐标系与机体坐标系之间的变换及Newton-Euler方程对四旋翼飞行器建立运动学模型、动力学模型;2.根据建立的四旋翼飞行器的模型设计研究了基于抗饱和的串联PID控制算法,基于matlab/Simulink中提供的模块对四旋翼飞行器进行模拟仿真实验;3.基于饱和的串联PID控制算法进行仿真实验,结果表明基于抗饱和的串联PID控制算法有良好的动态特性;4.将携带的机械臂考虑成四旋翼无人机在飞行过程中所受的干扰,进行实验。本论文对携带机械臂四旋翼飞行器做了初期的研究,希望后期有更多这方面的学者深入研究。     

基于最小加权偏差法的多目标非线性优化应用研究

采用一种新的最小加权偏差的方法,通过把多目标转化为与之相关的单目标(数值)最优化问题,经多目标最优化的归一化处理,最终综合成一个统一的总目标,可用其偏离优化方案的程度来度量其优化的优劣,借助丰富的非线性规划计算方法,求解权重未知情况下的多目标非线性优化问题,并在木薯酒精车的全生命周期3E评估和多目标优化研究中得到应用.     

考虑可再生性的全生命周期净能源成本评估方法研究

提出了一个新的考虑燃料可再生性的净能源成本指标。这一指标将燃料的净能源产出、气态污染物排放外部成本、生命周期成本和能源可再生性综合成一个统一的指标，燃料指标值越低表明燃料的总体表现越好。运用该指标对木薯乙醇——汽油混合燃料和传统汽油燃料分别进行了评估。结果表明与分别评价燃料的净能源产出、生命周期成本、排放和可再生性指标比较，为考虑燃料的可再生性的全生命周期净能源成本指标提供了一个区别燃料优劣的有力手段。     

燃料生命周期可再生性的评价指标

本文构造了燃料相对不可再生资源致竭潜力这个新的燃料全生命周期可再生性评价指标，为燃料全生命周期可再生性评价提供了重要依据。并以木薯乙醇燃料和汽油燃料为案例，进行了案例分析。得到木薯乙醇燃料可再生性优于汽油的结论。该评价指标也可用于其他燃料的生命周期可再生性评价，具有重要的应用价值。     

汽车使用酒精汽油的几个问题的分析

汽车使用木薯酒精汽油过程中产生的几个问题，是木薯酒精汽车全生命周期评估和多目标优化的重要环节，解决这几个问题，可以为全生命周期评估提供数据，为多目标优化提供决策变量．根据酒精汽油的特点，在获取汽车使用酒精汽油后燃料消耗的增加量，以及使用酒精汽油后，对燃油通路零部件的腐蚀状况和燃油通路的阻塞状况，给出了相应解决措施。同时还指出了汽车使用酒精汽油后对环境保护的作用。     

基于非光滑观测器的带死区三明治系统状态估计

在控制工程实际中,许多含有死区的系统可以用带死区的三明治系统描述．本文针对带死区的三明治系统特点,构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计．首先根据带死区三明治系统的特点,由分离原理,建立了描述系统特性的非光滑状态空间方程．据此构造了能够随系统工作区间变化而自动切换的非光滑观测器,给出了相应的收敛定理及其证明．最后通过仿真,分别比较了非光滑观测器和传统的观测器对状态的跟踪效果,比较结果表明非光滑观测器对于带死区三明治系统状态变量估计的准确性要优于传统的观测器．     

基于积分滑模的带机械臂无人机控制方法研究

针对在复杂环境下带机械臂无人机进行空中轨迹飞行及抓取作业过程中，存在响应缓慢、不稳定性等问题，首次将积分滑模(ISMO)方法应用于带机械臂无人机控制。首先根据空间中的位姿关系及欧拉-拉格朗日方程，对无人机与三自由度机械臂建立整体的运动学和动力学模型，保证了系统的准确性。其次在利用数学模型描述各变量之间的相互关系后，搭建仿真复杂环境用于模拟整个采样过程。最后设计ISMO控制率用于整体控制，利用李雅普诺夫方程进行了证明。考虑全局在动静态下环境对无人机位置、姿态、机械臂的扰动以及抓取后增加负载的影响，经过仿真校验，其响应速度、鲁棒性等优于传统的PID控制器，保证了系统高效稳定地运行。     

基于LCA小型风力发电机能量偿还时间的计算

能量偿还时间是评价新能源发电能力的重要指标之一。首先,文章针对目前应用广泛的小型风力发电机,给出了一种基于LCA的小型风力发电机能量偿还时间的计算方法,实例分析一台300 W垂直轴风力机,运用Gabi软件计算出其生命周期阶段总的消耗能量;其次,通过试验得出了此型号风力机在不同风速下的功率特性,并仿真计算出此型号风力机安装在桂林尧山景区的年发电量;最后,计算出桂林尧山景区安装该型号风力机时,能量偿还时间为2.36 a。