摘要：针对感应电机交流传动控制系统磁链观测模型不精确,忽略控制中的延时问题,转子磁链观测一般具有观测精度不高、易受电机参数变化影响等问题,运用中立型理论,建立中立型感应电机观测模型,提出一种基于中立型的转子磁链观测方法,设计了中立型转子磁链观测器.该磁链观测器具有观测精度高、受电机参数变化影响小、鲁棒性好的优点,通过建立精确的观测模型,解决控制中延时问题对磁链观测精度的影响.对感应电机中立型磁链观测模型进行了稳定性分析.仿真和实验结果证明了所设计中立型转子磁链观测器的可行性和有效性.

摘要：近年来,基于核主元分析与核偏最小二乘的方法经常被应用于过程监控与故障检测领域以克服工业过程的非线性.研究发现此类方法的检测性能很大程度上受核参数的影响,而目前学术界对该参数的优化方法研究较少.因此,本文以最常用的高斯核方法为例,首先总结了3类常用的核参数优化方法:二分法、基于BP神经网络的重构法和基于样本分类的重构法;其次重点分析每个方法的特点和它们之间的联系,并评估它们的性能;最后将上述方法设计成一个核参数优化系统应用于热连轧过程的故障检测中.应用结果表明,优化后的核参数能显著提高故障检测性能.

摘要：针对传统算法中存在的数字信号处理器(DSP)运算速度要求高因而容易产生较大的延迟的问题.提出一种复数型扩展卡尔曼滤波观测器(ECKF)对感应电机进行状态估计,将得到的定子磁链和电机转速应用于直接转矩控制系统中,实现感应电机的无速度传感器控制.采用感应电机复数模型进行滤波器设计可以简化感应电机状态方程的维数并有效减少滤波算法计算量.由于复数型扩展卡尔曼滤波器在实现过程中没有矩阵求逆的运算,并且与常规扩展卡尔曼滤波器相比具有更低的维数,因此DSP的运算时间得到了有效的降低,提高了滤波器状态估计的快速性.仿真和实验结果验证了所提出的复数型扩展卡尔曼滤波器有效性和可行性.

摘要：针对高炉雷达高分辨率成像和高集成度的设计需求,设计了一种宽带微带阵列天线。通过寄生贴片和空气层的设计展宽天线带宽,将多输入多输出雷达与合成孔径雷达成像原理相结合,设计了线性多输入多输出阵列。通过波数域成像算法,对模拟料线进行了近场仿真成像实验。实验结果表明,天线主瓣方向增益可达14.05 dBi,反射系数小于-10 dB,绝对带宽为5.25 GHz,工作频率为20.67~25.92 GHz。距离向分辨率较现有高炉雷达提高至3 cm,模拟料线成像的方位向平均误差为0.008 m,距离向平均误差约为0.0011 m。与传统微带阵列天线相比,此天线有效地拓宽了带宽,距离向分辨率比传统高炉雷达高,可以准确地获得模拟料线形状信息,对高炉料面监测有工程应用价值。

摘要：高炉雷达获取的料面信息是钢铁冶炼中布料控制的重要参数.但高炉内部环境复杂,料面具有非均匀流态化特性,传统信号处理方法难以准确稳定提取料面有效信息,会导致高炉布料误操作.本文借鉴遥感SAR雷达成像原理,设计了工业SAR扫描式雷达,多倍增加料面采样点密度,提出一种新的料面点云锐化成像算法.分析了高炉雷达料面回波信号干扰信号特征,从图像处理角度,设计多级滤波器对2D频谱图进行去噪处理分离出一条带状的料面回波信号区域.对料面距离估计问题,基于克拉美罗下界(Cramer-Rao lower bound,CRLB)提出一种先加权采样锐化料带峰脊再利用能量重心法估测料面距离频率的方法,生成3D料面点云模型,并利用CRLB评价本文算法性能.在恶劣条件下,实测高炉雷达料面回波信号的点云成像验证显示,本文方法优于传统寻峰法,能有效处理低信噪比信号,准确提取料面有效信息.同时料面距离频率估计精度更高,且相较于其他方法频率估计误差更接近CRLB下界.

摘要：提出一种基于预测控制的DFIG功率调节控制方案,增强DFIG调节电网电能质量的能力,提高DFIG系统的无功输出能力。首先比较了DFIG系统和统一电能质量调节器的控制方法。针对DFIG功率分配动态多变量的过程,设计三输入三输出的广义预测控制方案,通过模型预测、滚动优化和反馈校正,提高了DFIG的无功补偿能力。仿真对比了多种情况下最大功率点跟踪控制和广义预测控制下的DFIG的无功输出,证明了使用广义预测控制可以有效的提高DFIG的无功补偿总量,增强DFIG系统调节电网电能质量的能力。

摘要：无拖曳卫星的本体姿态、卫星本体与测试质量间的相对位移及相对姿态的联合控制受到外部扰动、输入噪声、测量噪声及饱和约束、输入耦合以及状态耦合等因素的影响,控制器的设计面临挑战.本文采用基于扩张状态的卡尔曼滤波对系统状态和系统扰动进行实时估计,引入自抗扰控制策略进行了控制器设计.针对无拖曳控制子系统设计了测量饱和受限下的扩张状态估计算法,并进行了信息融合.在设计控制律时不仅考虑了对外部扰动的补偿,还将系统状态间的耦合关系看成内部扰动进行补偿,使得被控系统等价为“积分串联型系统”,在此基础上实现了无拖曳卫星的联合控制.数值仿真验证了方法的有效性和合理性.

摘要：以空间交会对接应用为背景,设计了脉冲编码激光控制系统。该系统主要包括微控制器模块、二次电源模块、温度控制模块、恒流控制模块、脉冲编码模块和通信模块等。二次电源模块为激光器提供稳定可靠的电压源和电流源,并为整个系统供电;微控制器模块以AVR Xmega128为核心,完成系统的任务调度、状态监测以及与机载计算机通信;温度控制模块和恒流控制模块为激光器提供恒温和恒流,保证激光器稳定可靠;脉冲编码模块完成脉冲编码信号产生及与机载计算机同步逻辑的控制;通信模块完成系统与机载计算机之间的命令与数据交互。通过1和5 Hz脉冲频率下激光脉冲的波形质量、上升时间和传输延时实验,证明了控制系统的有效性。

摘要：传统的磁力和惯性传感器校准方法主要面向惯性导航系统,通常都需要借助高精度转台或更高精度的传感器以获取参考输出,校准设备昂贵,过程复杂耗时,不适用于运动捕获系统中的消费级传感器。提出一种基于牛顿迭代和椭球拟合的低成本、方便、快速的磁力和惯性传感器校准方法。首先分析了传感器的误差模型,然后提出牛顿迭代法校准加速度计和陀螺仪、椭球拟合法校准磁力计的方法,使用自主设计和制作的校准设备,经过两步实验同时校准3种传感器。实验表明,校准后的加速度计输出均方根误差由2.536 m/s^2降至0.096 m/s^2,陀螺仪旋转10 min角度积分误差由1 318°降至25°,磁力计输出均方根误差由46.16 nT/m降至2.13 nT/m。此方法不仅降低了传感器的校准成本,而且简化了校准流程,为磁力和惯性传感器的校准提供了一种可靠解决方案。

摘要：采用"恩威并用、赏罚分明"的方式进行了实验技术队伍建设的改革和实践,为新时期实验教学示范中心建设和持续改进提供了思路。以实验教学示范中心建设为导向,制定了实验技术人员岗位职责及聘任办法,特别强调了工作实绩、工作态度和社会服务,明确了工作目标。基于自我发展理念,设计了个人发展规划和培养方案,增加了归属感。针对省级实验教学示范中心验收指标,设计了实验技术人员教学工作当量计算办法,保证了工作量和工作质量评价的公平性;最后,提出了实验教学成果激励办法,有效提升了实验技术人员的工作积极性和主观能动性。经过近3年的持续建设,成果显著,充分展示了实验技术队伍改革与实践的有效性。