网络控制系统研究综述与展望

介绍了网络控制系统(networked control system,NCS)中存在的基本问题.从网络体系架构、线性及非线性NCS建模与设计、控制与调度协同设计、故障检测与容错控制等5个方面综述了网络控制系统的研究成果和最新进展.最后阐述了该领域亟待解决的关键问题和进一步的研究方向.     

工业以太网网络流量的特性分析与建模研究

针对一个特定工业以太网系统提出了一种有效的网络流量建模思路.首先选取系统中一条流量最大的关键链路作为研究对象,采用wireshark软件捕获流经该链路的不同协议数据包,并根据数据包大小和到达时间计算得出每种协议的流量.然后分别对其中主体协议(CIP协议和TCP协议)的流量进行时频特性和小波特性分析,发现CIP协议具有平稳的周期性,而TCP协议则体现出明显的趋势特性;针对这两种协议的不同特性,提出采用SVR模型对网络流量进行建模,利用Matlab中的libsvm工具箱进行仿真分析,结果表明了算法的有效性.     

考虑动态边端效应的六相直线感应电机数学模型及矢量控制

针对直线电机动态边端效应导致参数时变、推力下降的问题,以短初级双边六相直线感应电机为研究对象,考虑动态边端效应,详细分析初级运动速度、次级漏感对感应涡流变化和等效激磁电感下降的影响规律。通过涡流损耗计算推导次级等效电阻表达式并利用广义Clack变换解耦,建立六相直线感应电机考虑动态边端效应的数学模型。基于该模型提出一种动态边端效应修正系数在线计算的矢量控制策略,该策略通过直接修正滑差频率和转矩电流,能够补偿动态边端效应造成的推力下降,提高系统的控制精度。通过搭建仿真模型和实验平台,验证了所述理论及所采用控制策略的正确性。     

一类多模块网格存储系统分散式控制方法

针对多模块网格存储系统中的多分拣点货物排列问题,提出一种解耦的分散式控制方法,将问题解耦为各存储模块的独立调度和模块之间的协调调度.模块内采用循环移动方式进行独立调度,模块间通过交换需求和模块状态控制协调过程.在不同参数条件下进行仿真实验,并与集中式控制方法进行对比仿真,结果表明分散式控制方法能够在各种工况下稳定有效地求解,且相比于集中式控制方法的结果更优,求解时间更短,验证了所提方法的有效性和通用性.     

基于 Lognormal-GMM 模型的船舶电力监测网络流量建模方法

为解决船舶电力监测网络中冲击性、周期性流量负荷给传统的基于 Hurst 参数的流量建模方法带来的模型误差问题,给出了基于 Lognormal-GMM 模型的船舶电力监测网络流量模型.为辨识该模型参数,提出了基于变分贝叶斯近似传播聚类的辨识方法.将流量波形等时分段;使用具有分布估计能力的变分贝叶斯理论辨识出每个时间段上的Lognormal 流量参数分布函数;使用具有自适应聚类中心识别能力的近似传播聚类算法将分布函数聚类,得到高斯混合模型的混合参数.实验结果表明,基于上述方法的流量模型的拟合性比基于 Hurst 参数的流量模型更优     

多模块网格仓储系统最优循环拣选方法

为研究与电机智能制造生产线相匹配的高存储密度仓储系统,提出一种由多个回型存储模块连接而成的多模块网格仓储系统,并提出一种最优循环动作方法,使系统内的负载快速地循环移动出库。将系统抽象为节点和边组成的图模型,提出环和循环移动的概念,证明得到一次循环移动所需的最少动作步数。结果表明：在规定的负载配置下,最少可通过2步动作完成一次全库负载的循环移动。最后以一个系统实例为对象,利用所提方法构建最优循环移动,实现系统全负载的快速循环移动与拣选。研究结果可为多模块网格仓储系统的性能分析和设计优化提供理论依据。     

电磁发射用直线感应电机位置检测系统关键技术研究

电磁发射用直线感应电机采用基于传感器阵列的位置检测系统。该系统以电感式接近开关作为位置传感器并构成传感器阵列,通过电涡流效应感应动子运动并生成相应位置信号。利用位置算法对位置信号进行计算可以实时准确地得到动子位置。设计了位置检测系统的基本原理和拓扑结构,提出系统的参数设计方法。深入研究位置传感器的工作机理,建立传感器内部参数与输出特性的数学模型,分析了适用于电磁发射工况的传感器参数条件。进行位置传感器的性能测试,并在此基础上研制了实际的位置检测装置。通过实际发射平台验证,所设计的位置传感器和位置检测系统能够较好地实现电磁发射特殊工况下的动子位置测量并顺利完成发射任务。     

高速短初级直线感应电动机等效电路模型及时变参数辨识

由于受到动态纵向边端效应和铁心饱和的影响,直线感应电机传统等效电路模型电磁参数时变.针对此,本文提出了多因素耦合影响下高速短初级直线感应电机等效电路模型及其时变参数辨识方法.首先,分析不同工况下电机推力变化规律;其次,分析电机电磁参数与运行工况之间的规律,提出激磁电感和次级电阻修正系数,构建直线感应电机改进等效电路模型,并通过响应面分析法计算两个修正系数;最后,开展样机静态堵驻实验和动态实验.计算和实测结果表明:推力计算值与实测值误差不超过4.1％,端口基波正序阻抗的实部、虚部计算值与实测值误差不超过4.7％,验证了时变参数辨识的准确性.     

双三相非周期瞬态直线感应电机能量链切换控制策略

采用两条独立能量链供电,工作于非周期瞬态工况的双三相直线感应电机系统,在功率等级、功率密度、控制自由度、系统冗余度等方面具有诸多优势.该文基于考虑动态边端效应的双三相直线感应电机模型,给出了矢量控制策略.结合非周期瞬态系统的运行特性,提出一种故障模式下通过开环计算给定推力作为矢量控制输入的能量链切换控制策略.该控制策略避免了故障暂态过程中给定电流变化与输出电流尖峰的耦合,通过在考虑动态边端效应时电机在最大推力的约束下根据控制目标调整给定推力,实现了系统故障后单能量链的安全运行.仿真和实验验证了所提控制策略的正确性与可行性.     

面向交换式电力监测网的NTP同步精度提高方法

针对交换式电力监测网中NTP同步精度较低的问题,提出一种理论上可使同步精度提高到原来的17倍且不增加硬件的改进协议。SN-NTP利用了交换机的IEEE802.1p优先级调度功能,首先由NTP客户端向NTP服务器不间断地发送具有高优先级的短包,使所经路径被短包抢占,交换机中其他数据包处于等待状态;然后发送优先级高于短包的NTP请求包,使NTP请求包在传输路径上抢占短包优先权,从而使请求包在交换机中的最大等待时间变为原来的1/17,以此提高同步精度。基于船电监测网的SN-NTP协议性能试验显示,该方法可使同步精度提高到原来的15~24倍,与理论值基本吻合。