摘要：基于电位列阵的金属管道(容器)在线腐蚀检测方法又称为场指纹法(field signature method,FSM)。FSM将被测电极列阵分布在被测管道外部,通过电阻与管道厚度的相关关系,可以实时在线监测管道内部的腐蚀程度。FSM方法在21世纪90年代已经开始应用于海底管道监测,由于效果很好,国外已比较广泛地将此方法应用于陆上油气运输管道和重要容器上。FSM方法虽然是基于看似简单的欧姆定律,但是在使用上不加以注意,其牵扯效应将使测试结果产生很大的误差。本文在介绍FSM方法的基础上,指出了FSM方法在理论上和实际工程应用中的局限性,提出了FSM方法中牵扯效应的定义,分析了牵扯效应的成因和影响的大小,介绍了牵扯因子的求解和消除牵扯效应的方法。理论分析和试验表明,牵扯效应消除后可大幅度地提高FSM方法的精度,特别是提高了局部坑蚀的检测精度。本文在理论上发展和完善了FSM方法。

摘要：为了保证空调系统在部分故障的条件下,依然满足系统性能要求正常工作,通过对电动汽车空调系统分析,依据空调执行过程的故障模型,建立考虑执行器故障的空调不确定系统,利用状态观测器对系统状态进行了观测.采用线性矩阵不等式LMI(linear matrix inequalities),设计了能够对空调执行器故障进行补偿的H_∞状态反馈鲁棒控制器,并证明了该控制器的稳定性.仿真实验表明,在有故障和无故障模式下的观测误差最大分别为0.1%和0.6%,满足系统的观测需求;与未考虑执行器故障的电动汽车空调H_∞控制器相比,在10 Hz以下频段,考虑执行器故障的H_∞控制方式可有效地抑制系统输入端所带来的干扰.

摘要：为了满足网络化制造中分布式机器视觉（DMV）对各种数据流的不同通信性能要求，设计了基于实时发布-订阅（HTPS）协议的中间件。通过定义中间件工作过程中的相关控制参数，对数据传输的可靠性、实时性以及网络带宽和内存等资源的使用进行了定量描述和优化。将设计的RTPS中间件应用到网络化制造中的DMV系统，进行了各种类型数据流的不同通信性能实验，包括视觉图像信息数据流，该数据流可以选择异步通信或者同步通信。对系统进行了建模和模拟实验，结果表明，与基于Client／Server的中间件相比，基于RTPS协议的中间件的延迟低，在数据包大小变化时的稳定性强，而且吞吐量很大。可见，所设计的RTPS中间件能保证DMV的实时性、可靠性、动态适应性，以及多节点对多节点的通信要求。

摘要：复杂油气藏的开采面临严重的溢流、漏失等钻井事故风险,实时监测近钻头环空流量信息可以在事故早期发现工况异常,有效降低井控风险。对钻井过程中的环空流量电磁测量方法进行了研究,首先对基于法拉第电磁感应定律的井下环空流量电磁测量方法的测量原理进行了研究;其次分析了井下环空流量电磁测量系统设计思路,详细推导了其虚电流密度分布及其机械结构力学模型;然后,通过有限元仿真软件进行励磁线圈结构优化及主体力学分析得到测量系统的最优结构;最后,搭建井下环空流量电磁测量地面原理样机并进行实验测试验证。实验结果表明,电磁测量原理样机测量精度在1%左右且安全系数大于9,可以满足井下环空流量测量的需要。本文完成的井下环空电磁测量方法,对于后续井下环空流量测量方法的实现以达到早期井控的目的,继而降低钻井风险具有指导意义。

摘要：以柴油机选择性催化还原(SCR)后处理系统为研究对象,对SCR催化器化学反应机理进行了系统的研究,并建立了SCR催化器模型,设计了基于模型的SCR控制策略和车载故障诊断(OBD)策略.为了便于建模,沿着气流轴线方向将SCR催化器分为数个理想的SCR单元,并建立了SCR催化器的化学反应动力学模型和温度模型等.然后设计了基于自适应滑模观测器的催化器状态观测器.利用反步法设计了SCR控制器,对SCR催化器沿着气流轴线方向的储氨状态分布进行控制,实现减少NOx排放的同时避免氨(NH3)泄漏造成的二次污染.最后,开发了基于模型的OBD策略,并进行了试验验证,结果表明:基于模型的SCR控制策略和OBD策略是有效的.

摘要：为了弥补燃料电池作为独立备用电源存在的不足,提出一种以燃料电池为主电源、蓄电池为辅助电源的备用电源系统。根据燃料电池备用电源系统特性,提出了系统电压阈值补偿控制策略及蓄电池充放电控制策略,实现备用电源的不间断切换及动态补偿。基于提出的系统结构和控制策略,研发了一台3 kW燃料电池备用电源样机系统。实际测试表明,所提的系统结构及控制策略实用、有效,所设计的燃料电池备用电源系统可用作不间断备用电源。

摘要：为了解决燃料电池输出波动较大,不利于电动自行车平稳运行的问题,设计并制作了燃料电池电动自行车用双相交错并联结构的升压变换器.在SIMULINK平台上建立了燃料电池电动自行车整车模型并对其进行仿真,利用PhyX-220型燃料电池作为输入进行样车试验测试.研究结果表明:该模型能够较为精确地反映整车的动态过程,满足动态负载的功率需求;系统输出的电压纹波可控制在2%以内,效率可达94%,验证了燃料电池驱动电动自行车的可行性.

摘要：针对2-D线性离散系统设计迭代学习控制器。首先,给出描述参考轨迹、初始状态、外界干扰等迭代变化参数的高阶内模。然后,聚合这些高阶内模得到增广的高阶内模并构造一种新的迭代学习控制器。针对非零边界条件和干扰的2-D Roesser模型,利用2-D分析方法提出其渐近稳定性。建立了适用于零边界条件和非零边界条件的迭代学习控制律设计准则以实现完美跟踪和2-D H∞性能,并提出了基于高阶内模的H∞输出反馈迭代学习控制器。针对控制器的求解问题,提出了两种不同的解法。最后,对一个初始温度、外界干扰迭代变化的化学反应过程的数值计算,表明了所提出的2-D控制器设计方法的有效性。

摘要：汽车操稳性对汽车安全性能起着至关重要的作用,精确建立整车动力学模型和获取车辆运动状态参数,可以提高汽车操稳性控制的鲁棒性。首先建立汽车电子机械制动系统模型及其三闭环控制系统,其次建立整车动力学模型,设计基于卡尔曼滤波算法的状态观测器对车辆运行状态进行最优估计。提出汽车侧偏与横摆联合控制策略,并引入分配系数实现对横摆角速度和质心侧偏角的联合控制。硬件在环试验结果表明,所建立的联合控制策略可有效地控制汽车的横摆与侧偏,有助于改善汽车的操稳性。

摘要：针对在机床上半精加工状态的大型工件进行在线超声波探伤的需要,考虑工件外形存在的不圆度、锥度等形面误差对超声波探头接触间隙稳定性的影响,提出一种基于改进Cardan悬架的型面变化自适应跟踪机构的设计方案。分析了跟踪扫查机理,设计了能自动适应大型回转体局部形状变化情况的扫查跟踪装置,使超声波始终沿工件法线方向入射,实现了回转体在加工同时的在线探伤。结合所开发的大型回转体超声波检测软件系统,基本实现了大型回转体在机床加工过程中在线自动超声探伤的需要。实际应用结果表明,开发的系统对于提高大型回转件检测质量和效率有较好的作用。