摘要：以一种折叠式高超声速变外形飞行器(Hypersonic morphing vehicle, HMV)为研究对象,综合考虑变形引起的气动特性、动力学特性的动态变化和模型不确定性、外部干扰的影响,开展飞行器建模与固定时间预设性能控制方法研究.首先,建立高超声速变外形飞行器的运动模型和姿态控制模型;然后,采用固定时间干扰观测器实现对模型不确定性和外部干扰构成的复合总扰动的精确估计,并设计一种新型固定时间预设性能函数以定量描述期望性能约束,在此基础上,基于预设性能控制架构并结合动态面控制技术设计预设性能姿态控制器,利用Lyapunov稳定性理论证明闭环系统的固定时间稳定性;最后,通过数值仿真验证所提出方法的有效性和鲁棒性.

摘要：本文研究了一类具有边界执行器动态特性的双曲线型偏微分方程(Partial differential equation, PDE)系统的输出调节问题.特别地,执行器由一组非线性常微分方程(Ordinary differential equation, ODE)描述,控制输入出现在执行器的一端而非直接作用在PDE系统上,这使得控制任务变得相当困难.基于几何设计方法和有限维与无限维反步法,本文提出了显式表达的输出调节器,实现了该类系统的扰动补偿及跟踪控制.并且我们采用Lyapunov稳定性理论严格证明了闭环系统及跟踪误差在范数意义上的指数稳定性.仿真实例对比验证了所提出控制方法的有效性.

摘要：辊道窑烧结过程是电池正极材料制备工艺的关键,烧结温度的精准控制对提高材料性能、保证产品一致性至关重要.然而,烧结过程通常面临动态信息难以获取、不同温区温度耦合严重以及存在外界干扰等问题,给精准控制辊道窑温度带来了很大的困难.鉴于此,提出一种新的辊道窑温度分散H_∞控制方法.首先,构造一个有界函数来描述温度关联项对当前温区控制性能的最大影响,并根据该有界函数建立温区的极小化极大问题,可将辊道窑温度控制问题转化为更小规模的温区温度控制问题,通过求解所有温区的极小化极大问题的鞍点解得到辊道窑温度H_∞控制策略,实现分散控制;然后,采用一种脱策Q学习算法学习各温区极小化极大问题的鞍点解,获得辊道窑关联系统的温度分散H_∞控制器;最后,基于实际窑炉温度数据进行仿真实验,实验结果表明在干扰存在的情况下,所设计控制器仍然能够精准控制辊道窑温度稳定在设定值上.

摘要：针对无人机(unmanned aerial vehicles,UAVs)在编队形成过程中节省能量的问题,提出一种具有模糊约束的分布式模型预测控制算法。首先,用模糊数学理论把僚机相对长机的状态误差空间划分成多个模糊集,根据各僚机的状态误差设计速度和航向角指令的模糊约束;其次,把各僚机相对长机的模糊约束作为自身在分布式模型预测控制算法中的约束条件,以降低速度和航向角的变化幅度,使UAV在编队控制中节省能量;最后,与无模糊约束的分布式模型预测控制算法对比仿真。统计结果表明,该方法可缩减飞行路程、减小速度与航向角的变化累计值,起到节省能量的效果。

摘要：针对极端曝光(欠曝光和过曝光)图像动态范围低的问题,提出一种基于多尺度分解细节感知的图像融合算法。欠曝光图像经过细节增强后,与过曝光图像进行初步的粗融合;采用小波变换对细节增强后图像的亮度分量进行多尺度分解,并设计专门的高频和低频融合策略,实现亮度分量的精融合;将粗融合图像的色调、饱和度分量,与精融合图像的亮度分量重组,获得最终的融合结果。基于大量测试数据,实验结果表明所提方法在视觉效果方面表现优异,平均MEF-SSIM指标为0.9854,平均SSIM指标为0.6508,均优于现有主流算法。

摘要：针对港口岸电系统负荷侧存在的冲击性功率等电能质量问题,提出一种储能型电能调控装置容量优化配置方法。介绍港口岸电系统及储能型电能调控装置拓扑结构,并分析冲击性负荷运行特征;探讨负荷运行工况与功率因数控制目标之间的关系,根据电池荷电状态与负荷运行工况,提出储能型电能调控装置多类型运行工况自适应容量设计的补偿控制策略;建立储能型电能调控装置技术-经济模型,通过在技术模型中考虑岸电系统电能质量的要求建立容量模型,经济模型提供评估寿命成本和效益的方法。基于某港口岸电负荷实测数据,验证所提方法的有效性。

摘要：粉末燃料供应系统是实现粉末冲压发动机流量调节的最关键技术,供应系统的优劣直接影响发动机性能,也是需要解决的主要问题之一。本文运用欧拉连续介质方法对粉末燃料典型流化装置流量调节对流化的影响进行研究,探究流量调节过程中等固气比调节对流化的影响,分析粉末在存储罐、流化区域、出口管路上的分布规律。通过分析等固气比调节的输出粉末质量流量变化规律、粉末分布、罐体气相压降判断粉末流化效果的优劣,进而完成粉末燃料典型流化装置流量调节对流化影响的研究。结果表明,随着输入粉末质量流量的增大,粉末供应到达稳定供应状态的时长逐渐减小;输入粉末平均质量流通量在12732.4~16976.5 kg/(m2·s)的设计工况,到达稳定供应状态需要的时间短,是较为理想的输入粉末质量流量的设计工况;粉末燃料供应系统为欠阻尼系统,供应系统开机后推力增加的过程中,阻尼振荡频率随着输出粉末质量流量的增大而增大;在到达稳定前,流化区域形成的旋流影响范围先增大再变小后保持稳定(或者消失),旋流具有稳定粉末供应的作用。

摘要：窑头鼓风管的摆放位置是影响氧化锌挥发窑燃烧状态的重要操作参数之一,现仍由人工看火来手动调节,同时现场没有为挥发窑的运行优化记录完善的鼓风状态数据,也难以及时发现鼓风管被窑内渣块击中等安全隐患.针对上述问题,本文提出一种基于关键点识别的鼓风管位置监测方法.首先,文章对从窑头看火口采集的火焰视频数据集设计一种邻域关键点辅助的数据扩充方法,并构建级联金字塔网络(CPN)来预测鼓风管管口中心点的位置;然后,本文提出一种基于多帧图像的聚类分析算法来消除因烟尘遮挡所产生的异常点,并采用一种量化指标来实现对挥发窑鼓风管摆放位置的实时感知与记录;最后,本文基于现场采集的火焰视频数据进行了对比实验,结果表明所提出的关键点检测模型精度高、鲁棒性强,且鼓风管位置的量化准确率高达92.3%.

摘要：针对传统通信方式无法满足运动控制器对传输速度和实时性要求的问题,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的千兆以太网实现方案。结合UDP/IP协议中数据帧的封装和解析过程,对MAC层、IP层以及UDP层进行一体化设计,开发了一款低成本的千兆以太网通信模块。经仿真和硬件测试,该模块的主频最高可达179.76 MHz,数据帧接收与发送之间的间隔仅为444 ns,且存储器资源使用量不到1%,满足千兆以太网的传输速率及实时性要求。除正常的以太网通信功能外,该模块还实现了数据帧的清除和重发功能以及对通信模块的IP和MAC地址进行动态配置,为实现运动控制器的以太网通信提供了低成本的解决方案。

摘要：针对利用多星编队协同绕飞空间非合作目标的控制问题,考虑外部干扰和目标非期望轨道机动影响,提出了一种基于全驱系统理论的分布式约定时间预设性能控制方法。首先,基于视线坐标系建立服务航天器编队绕飞非合作目标的相对运动方程,并将其转化为全驱系统形式以降低控制器设计复杂度;其次,结合拓扑理论设计一种分布式约定时间预设性能控制器,保证多星编队绕飞的瞬态和稳态控制性能;此外,引入扩张状态观测器观测并合理补偿系统中存在的不确定项与干扰,提高多星编队绕飞的控制精度与鲁棒性。最后,通过两组绕飞仿真验证了所设计控制方法的有效性。