摘要：为了满足光学精密工程中光束方向控制执行机构-大口径快摆镜机构(LAFSM)高精度的控制要求,对LAFSM结构特性、系统辨识方法以及其实验平台构建、控制器参数优化等进行了研究。首先详细分析了LAFSM系统组成、结构及电学特性,推导出系统模型的结构类型,建立了LAFSM系统辨识方法,搭建了实验平台。此方法剔除了数据采集系统本身对系统辨识的影响,有效减弱了背景噪声的干扰,得出了精确的系统数学模型,在小于40 Hz范围内,幅频特性误差小于0.8 dB,相频误差小于1°。根据精确的数学模型设计了PID控制器,采用广义Hermite-Biehler定理计算出使LAFSM闭环系统稳定的比例、积分、微分系数的取值范围,运用遗传算法对PID参数进行整定和优化,消除系统的振动、超调及稳态误差,使响应时间控制在0.2 s以内,系统稳态误差为0。实验和仿真证明,本系统辨识方法可靠可行,精度高;控制器参数优化方法快速高效,控制效果良好。

摘要：水下滑翔机依靠净浮力和姿态调节即可实现空间运动,是一种新兴的海洋探测机器人。该文面向水下定点探测任务,开展滑翔机控制参数优化方法的研究。首先,以典型水下滑翔机为研究对象,建立了整机动力学模型,同时建立了滑翔机下潜运动的能耗模型。在此基础上,利用动力学仿真获取样本点,采用四阶多项式建立了以控制参数为输入,以滑翔机到达目标深度的能耗、运动时间和水平位移为输出的代理模型。之后,将控制参数作为优化设计变量,以最小化能耗和运动时间为优化目标,利用水平位移构造约束条件,建立优化数学模型。采用代理模型参与优化迭代计算,确保优化计算效率。最后,利用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)求解上述优化问题,得到控制参数的Pareto最优解集。数值算例证明了所提出方法的正确性,可用于指导实际探测任务的控制参数配置。

摘要：多参数多条件下的精准气动特性数据是进行飞行器快速设计、系统完善、性能评估、指标考核的基本前提和根本保证。基于人工智能的深度学习技术与流体力学交叉融合已成为当前发展趋势,并在湍流模型改造、系统理论建模、气动数据预测、控制参数优化、复杂流场重构等方面得到成功应用。为最大限度发挥深度学习的强大表征能力,围绕内埋弹舱作战运用和智能优化设计需求,构建了弹舱空腔气动特性多场载荷数据库,采用基于数据驱动的深度学习方法,建立了耦合因素影响下的空腔气动/声学特性智能分析深度前馈神经网络模型,实现了有限约束条件下的空腔气动/声学特性快速预测,并引入随机搜索和贝叶斯超参数优化方法增强了模型鲁棒性,为空腔噪声有效控制模型快速优化设计提供了数据基础和方法途径。

摘要：在概念设计阶段对车身进行结构分析与参数优化具有重要的意义。提出了建立简化模型时提取参数的原则。按此原则提取典型参数,确定主要参数以及各个尺寸之间的数学关系,然后应用ANSYS程序语言的代码构建模型,再读入ANSYS进行分析和优化,以达到快速选型和确定结构断面参数的目的。

摘要：基于双闭环控制的BUCK-Boost矩阵变换器(BBMC)具有优良的电气性能,然而其控制参数因采用试凑法获得而难以达到最佳控制效果,为此提出采用微粒群算法对其控制参数进行优化。介绍了BBMC双闭环控制策略与微粒群算法的基本原理,阐述了采用微粒群算法对BBMC双闭环控制策略的控制参数进行优化的具体设计方法,并利用MATLAB对其控制效果进行了仿真验证,同时与试凑法获得的控制参数进行了对比仿真分析。结果表明:利用微粒群算法优化获得的控制参数较试凑法获得的控制参数具有更好的控制效果,BBMC输出波形的谐波失真度更小。

摘要：多端混合直流输电技术综合了电网换相换流器与模块化多电平换流器的优势,是当前直流输电的研究热点之一。采用小干扰稳定性分析方法,可以从数学层面上对多端混合高压直流系统进行参数分析。然而,由于多端混合高压直流输电系统含有多个含有复杂控制器的MMC换流站,模型更为复杂,涉及控制参数众多,缺少便捷的工具进行研究,其控制参数对系统影响分析结果尚不明晰。为此,提出了一套基于小干扰稳定性分析的多端混合高压直流输电系统参数分析与优化方法,该方法可实现基于状态空间法含控制环节的多端混合高压直流系统的快速建模、主要影响参数筛选、参数的可行域计算与可视化展示以及基于粒子群算法的多端混合高压直流系统控制参数优化。介绍了该方法的主要步骤、实现原理以及算例应用情况。应用结果表明所提方法是对多端混合高压直流输电系统控制参数分析与优化的有效工具,可为多端混合高压直流输电系统参数设计提供参考。

摘要：在模块化多电平换流器中,控制系统性能对控制器参数依赖性很强。选择合适的控制参数需要大量的调试,严重影响了系统控制器的设计效率。首先分析了模块化多电平换流器控制策略,对控制系统进行了模块化划分。为了适应模块化多电平换流器控制参数优化,加入状态评估来动态适应运动参数,以改进多目标粒子群算法。将优化算法与电磁暂态仿真程序结合,利用电磁暂态仿真软件计算适应值。实现了Matlab优化程序调用PSCAD,仿真结果验证了该方法在模块化多电平换流器控制参数优化中的有效性。

摘要：利用混合储能系统可有效平抑风电并网波动,文中以锂电池和超级电容构成的混合储能系统为研究对象,考虑容量配置参数以及控制参数之间的相互制约性,提出了一种混合储能系统优化设计方案。首先,基于雨流计数法和等效放电电量理论对电池寿命进行评估,构建出混合储能经济性评估模型;其次,考虑到混合储能控制参数对混合储能系统设计的影响,在优化变量中加入了小波分解频段划分节点和相关控制参数,并提出了反映储能装置运行性能的储能控制效率函数、超级电容裕度函数,利用遗传算法对混合储能系统进行多目标优化。算例表明:文中所提出的模型能从经济性、波动平抑效果还有储能性能等方面对混合储能系统进行综合协调优化。

摘要：水下滑翔机作为一种低能耗海洋探测平台,近年来受到广泛关注。随着技术日渐成熟,滑翔机应用场景持续拓展。面向水下定点探测任务,受最速降线问题中物块驱动原理启发,研究了滑翔机运动轨迹创新设计方案。在水流强度较大浅水区域,滑翔机将净浮力调为较大值,获得足够速度,快速通过该区域,保证运动精度。在水流强度较弱深水区域,滑翔机将净浮力调为较小值,同时调节可动质量块位置、减小俯仰角,获得足够水平位移。在此基础上,基于动力学模型和第二代非劣排序遗传算法开展了滑翔机控制参数优化以确定最优轨迹设计方案,优化目标是最小化滑翔机到达目标探测区域的位置误差和能耗,约束条件是位置误差和运动时长不超过许用值。以“海燕II”水下滑翔机为研究对象开展仿真研究,数值算例表明,所提出轨迹设计方案比滑翔机传统工作模式更适合水下定点探测任务。

摘要：为了解决弹体在大滚转角速度BTT机动情况下通道间交叉耦合控制问题,本文提出了一种解耦补偿控制器设计方法,将耦合干扰量与测量输出量叠加后反馈至自动驾驶仪控制器的输入端,改进了干扰传递函数的零点配置和干扰传递特性,有效抑制了通道间干扰量对输出评价的影响。通过极小化干扰传递函数在系统闭环极点处的传递增益,获得了解耦补偿控制参数的数值解。利用三通道交叉耦合模型对所设计的解耦补偿控制参数进行了数字仿真验证。仿真结果表明,所提出的解耦补偿控制器能够有效抑制弹体偏航通道攻角的峰值,同时也提高了俯仰通道的响应品质。