摘要：为实现皮带用永磁滚筒的稳定与高效工作,应对影响永磁滚筒性能的重要因素之极槽配合方式进行研究。在分析皮带用永磁滚筒设计以及极槽配合方式选取原则的基础上,根据技术要求建立不同极槽数下的有限元模型,并对比分析不同极槽配合下永磁滚筒的空载气隙磁密、齿槽转矩、空载反电势和转矩脉动等性能参数,揭示对其性能的影响,验证设计的有效性。所得结果为永磁滚筒的进一步研究奠定了基础,为实际生产应用提供理论参考依据。

摘要：针对外部扰动及系统参数摄动引起微电网负荷频率波动问题,设计了混合H2/H∞鲁棒控制器对系统负荷频率进行控制。建立了包含电池的柴油发电机组二次频率控制模型,引入低通滤波器,使电池对系统高频扰动信号具有较好的抑制能力。以误差平方的积分最小作为系统的目标函数,在综合H_2范数表征的系统性能和H∞范数表征的鲁棒性能下,设计具有多目标约束条件的混合H2/H∞鲁棒控制器。采用差分进化算法对控制器加权函数参数进行寻优,使控制器在满足约束条件下达到最优。仿真实验结果表明所提出方法在满足系统鲁棒性能的基础上,同时具备较好的控制输出,保证微电网频率在外部功率扰动和系统参数摄动情况下具有较好的动态性能。

摘要：为提高大型集装箱起重机产品设计的效率,提出面向快速设计的产品配置框架,构建了带约束的0-1规划基因进化模型,设计了一种基于改进蚁群的产品配置算法。模型中考虑了实例模板与客户需求的局部相似度、局部绿色特性满足度、配合亲和力等。结合大型集装箱起重机产品配置设计特点,重新设计了蚁群算法的伪随机比例规则;针对备选基因实例数量往往较多的问题,提出一种备选基因实例数量减少机制;设计了一种x_Sigmoid函数,并按此函数调整转移概率,加快算法搜索速度;实施捕食策略,加强较优区域的开发,增强搜索能力。通过集装箱起重机大车机构配置设计实例,比较了不同算法的优化结果,验证了所提模型和算法的有效性。

摘要：并网逆变器工作在弱电网(高阻抗电网)时性能会受到较大影响,这归因于在非常弱的电网下,锁相环与电流环控制之间的相互耦合作用会导致弱电网中的谐波问题,甚至使系统不稳定。在设计分析控制系统时,通常忽略锁相环而产生未建模分析的影响。针对此问题,提出了一种无锁相环的控制策略,该策略是通过直接功率控制理论推导出的矢量电流控制,结合了两者的优点。为了给功率计算提供更加精准可靠的电压信息,采用了一种基于二阶广义积分原理的电压观测器,避免了使用电压传感器和锁相环。此外,为使该策略在非理想条件下具有更好的稳定性和抗干扰能力,由推导的电流模型设计了具有鲁棒性的无源控制器。最后在高阻抗、容性电网条件下进行了实验验证,表明了所提控制具有增强的动态性能和鲁棒性。

摘要：随着海上风电“十四五”规划的不断推动,在深远海域对兆瓦级大功率海上风机的需求量随之增加,其规模也在不断扩大。但是,在吊运、安装等海上工作过程中,复杂海浪对船舶产生的持续影响导致风机安装的精度和效率大幅下降,甚至会对人员安全以及财产造成重大损失。在深远海域复杂海况下对工程船舶进行有效的波浪补偿,可提供稳定的作业环境以保证精准高效地完成各项工作,因此,本文提出了一种基于改进麻雀优化PID的波浪补偿控制方法并将其应用于Stewart补偿平台。首先,建立波浪补偿平台动力学以及运动学反解模型,并设计正解模型迭代求解算法。随后,使用PID进行波浪补偿控制,并通过麻雀搜索算法优化参数。接着,采用Circle混沌映射对其进行初始化分布,以解决初始化不均匀的问题;并采用动态自适应加权、柯西突变以及反向学习以提升算法全局寻优能力。最后,生成4~6级海况下的某工程船运动数据作为系统输入,利用MATLAB和Simulink软件平台搭建模型进行补偿控制验证,并在Stewart硬件平台上做补偿试验。结果表明,改进麻雀搜索算法具有较快的收敛速度、较高的精度和更好的寻优能力,优化后的PID控制方法更适合用于复杂海况下波浪补偿平台的控制优化,可为大功率海上风机安装的补偿平台控制系统设计提供参考。

摘要：针对目前绳驱动连续体机器人难以精确和平稳控制的问题,提出一种基于量子粒子群优化(QPSO)的模型预测控制(MPC)方法来实现约束条件下精确的轨迹跟踪.该控制器通过推导绳驱动连续体机器人驱动空间、关节空间与操作空间相互映射关系为连续体机器人建立运动学模型.通过机器人末端执行器坐标变换推导出机器人雅可比矩阵,并离散化得到机器人线性误差模型.在系统约束条件下,通过QPSO模型求解系统的动态控制量.实物平台实验结果表明:与传统MPC控制器相比,所设计的QPSO-MPC控制器平均误差减少了52.64%.

摘要：海上起重船受风、浪、涌影响会产生剧烈的船舶姿态变化,造成起重机和货物的位姿变化,对货物和人员存在安全隐患,波浪补偿平台的稳定性控制能有效减少复杂海况下船舶运动对海上作业安全性、稳定性和精准性的影响,对浮式起重船海上设备精准装载作业极其重要。针对补偿平台的迟滞非线性导致的建模困难和控制不精确问题,本文提出基于PI(Prandtle–Ishlinskii)建模和反步滑模控制的主动波浪补偿策略。首先,通过实验得到补偿系统的迟滞效应曲线,分析系统迟滞环建立PI迟滞模型,并采用递推最小二乘法辨识模型的各个参数,从而求得系统模型。然后,基于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性设计反步控制补偿方法,并结合滑模控制规律加快初始控制速度。最后,将反步滑模法应用于补偿系统,采用MATLAB软件仿真在规则波和不规则波下的响应来验证算法和模型的正确性,并在工控机中用C#编写控制程序,驱动运动控制卡控制伺服电机带动电缸进行补偿运动,同时通过传感器采集系统运动的实时数据,并反馈给工控机形成闭环,以期验证补偿平台在补偿规则波和不规则波下的补偿效果。实验结果表明,所建立的斯图尔特(Stewart)浮式平台中,PI迟滞模型具有良好的精度,反步终端滑模控制算法在Stewart平台的实际控制中能够很好地补偿波浪运动,相比比例–积分–微分控制(PID)、反步法、强化学习等控制方法,反步终端滑模方法能快速较好跟踪期望位移,补偿精度达到0.9729。

摘要：为提高微粒群算法的搜索性能,提出一种基于Logistic方程的退火微粒群算法优化自动电压调节器(AVR)系统的PID参数。在微粒群算法的基础上,对部分较优微粒进行退火操作。在退火操作中,结合Logistic方程的特点,设计了一种新的错位调整方式,对当前已知最优区域重点搜索。该方法能有效改善微粒群算法易于陷入局部极值的缺点,提高算法精度。将采用该方法的PID控制器应用于实际AVR系统,计算结果表明该PID控制器可以获得较好的控制性能指标,具有一定的实用价值。

摘要：针对存在矩形障碍物的物流射频识别网络,综合考虑覆盖率、负载平衡程度、成本,建立了网络优化模型.将矩形障碍物对阅读器识别能力的影响问题,归结为线段与矩形对角线的交叉问题.讨论了快速排斥实验对判断是否交叉的影响程度.为减少计算量,提高算法寻优能力,基于Sigmoid函数设计了"跨立实验"执行概率.迭代前期,"跨立实验"执行概率低,加快算法探索速度;迭代后期,"跨立实验"执行概率高,提高算法开发精度.仿真实验表明,该方法具有较佳的搜索性能.

摘要：为了研究船舶电力推进系统,提出了一种双三相永磁同步电动机的数学建模新方法.基于产生相同磁动势和功率不变的原则,先将双三相绕组等效变换为双两相绕组,再将双两相绕组等效变换为两相绕组.经过2次绕组变换后,双三相绕组等效变换为两相正交绕组.应用成熟的两相旋转坐标系下的数学模型,完成了双三相永磁同步电动机在dq坐标系下的数学建模和基于Matlab/Simulink的仿真建模.设计了一台6极、2.2 kW的双三相永磁同步电动机,进行了仿真和试验研究.比较仿真结果和试验数据,两者间最大误差在5%以内,该建模方法是有效和正确的.