高速列车滑模自抗扰黏着控制方法

为解决高速列车运行过程中因轨面情况改变，导致列车没有达到最大黏着利用而出现空转或滑行等问题，设计了一种基于最大黏着系数的滑模自抗扰(SM-ADRC)黏着控制器；考虑轮轨间黏着特性的复杂、时变与非线性等特点，基于黏着机理分析，建立了轮轨间牵引系统的力学模型；采用极大似然估计(MLE)方法对不同轨面的相关参数进行辨识，计算了当前轨面的最大黏着系数，保证列车始终能达到最大黏着利用；通过引入滑模算法改进了自抗扰控制(ADRC)中非线性误差反馈控制律部分，设计了一种SM-ADRC黏着控制算法，利用Levant跟踪微分器减小初始跟踪误差，利用扩张状态观测器(ESO)估计和补偿系统总的外部扰动，由滑模控制提高系统的鲁棒性；采用MATLAB软件对CRH380A型高速列车进行仿真，在轨面情况改变时，由SM-ADRC黏着控制器控制列车跟踪设定速度，并将其与比例积分微分(PID)控制器、滑模控制器、ADRC的仿真结果进行对比。仿真结果表明：干燥轨面的最大黏着系数是0.160,16 s时辨识出真值；潮湿轨面的最大黏着系数是0.106,18 s时辨识出真值；ADRC的速度跟踪误差范围为±1 km·h^-...     

汽车ACC系统算法仿真研究

巡航车辆的跟随特性和安全车距控制是ACC控制系统算法的核心。ACC算法采用分层式控制结构,以线性二次型算法为上层控制器核心,根据传感器测得车辆信息进行运算,通过间距控制策略和控制算法得到期望加、减速度;下层控制器以逆车辆动力学为基础,以MATLAB为平台建立节气门和制动力控制模型,得到期望节气门开度和制动力,实现车辆加速、减速运动控制。通过MATLAB和Car Sim联合仿真方式进行仿真实验,对经典线性二次型算法、改进线性二次型算法、综合线性二次型算法3种算法的间距策略进行仿真研究对比。对比3种算法的优缺点,并进行"走-停"工况进行验证。实验结果表明:改进后的算法更适合车辆自适应巡航特点,具有良好的平顺性与安全性,尤其较紧急制动工况下,停车平稳,提高了乘员舒适性与安全性。     

引入制动管路约束的车辆操纵稳定性控制方法研究

以DYC(Direct Yaw-moment Control)控制器为基础,结合制动管路摩擦力模型的约束条件,建立了全轮纵向力优化分配算法。利用Matlab软件对建立的车辆动力学模型和全轮纵向力分配算法进行了仿真分析,结果表明该算法能够进行有效的全轮纵向力分配。     

基于改进PSO算法的磁浮列车PID控制器参数优化

为减小磁浮列车气隙控制中非线性的影响,将粒子群优化(PSO)算法用于磁浮列车控制器参数优化,并在线性递减权重粒子群算法的基础上,提出了一种改进的粒子群优化算法.算法采用了邻域结构、停滞检测以及对全局最佳粒子的微扰,以改善算法的优化速度和收敛性.仿真和实验结果表明,将改进算法获得的优化参数用于磁浮列车的比例积分微分(PID)控制器,比原有PID控制器的输出超调减小45%.     

基于PID控制器的扭矩-进气量map补偿方法

随着发动机使用时间的增加,元器件老化和参数漂移等因素导致发动机的特性map与发动机系统不匹配,使得发动机的扭矩输出性能下降.针对map与发动机系统不匹配的问题,本文基于map/机理混合描述的汽油发动机模型,在双闭环气路控制系统的基础上,以扭矩-进气量转换map为例,设计了PID控制器对期望的进气流量进行动态补偿,从而使得汽油机的实际输出扭矩满足期望的发动机扭矩需求.最后,利用高保真的四缸进气道喷射汽油机仿真模型（enDYNA）进行了仿真实验,仿真结果验证了基于PID控制器补偿方法的有效性.     

基于混合高斯模型的道路背景提取方法研究

针对单高斯模型对道路背景提取的不足,提出一种基于混合高斯模型的道路背景提取方法。利用多个高斯分布组成混合高斯模型来表示道路背景图像中的各个像素点,并且针对该算法利用MATLAB进行仿真实验,实验结果验证了基于混合高斯模型的道路背景提取方法的实用性和有效性。     

PHEV动力总成控制器硬件在环仿真系统的研究

对硬件在环仿真系统进行了分析研究，在此基础上以dSPACE系统作为开发平台，构建了并联式混合动力电动汽车(PHEV)的动力总成控制器硬件在环仿真系统，在MATLAB／SIMULINK环境下，建立了并联式混合动力电动汽车的仿真模型，将模型编译到dSPACE系统中，进行接口的设计和监控的工作，建立了硬件在环仿真系统，并对仿真结果进行分析．     

基于三维高斯混合码本模型的运动目标检测算法

为解决智能视觉监控中码本模型参数调节困难和高斯混合模型概率分布计算的复杂性,提出了一种基于三维高斯混合码本模型的运动目标检测算法.该算法基于RGB空间建立码本模型,然后基于码字中的R、G、B分量建立三维高斯模型,从而使整个码本具有三维高斯混合模型的特征.实验结果表明:该算法具有较高的实时性(该算法的平均帧率约23.0帧/s,而iGMM(improved Gaussian mixture model)算法约9.0帧/s,BM(Bayesmodel)算法约6.2帧/s,CBM(codebook model)算法约10.7帧/s),且具有良好的检测质量.     

基于修正因子的无速度传感器PMSM模糊控制器研究

针对基于矢量控制的无速度传感器永磁同步电机(PMSM)调速系统提出了一种智能型的模糊控制器,阐述了采用自调整修正因子的算法分析设计模糊控制器的方法,利用该控制器对无速度传感器PMSM进行控制,在simulink环境下进行了仿真.采用TMS320LF2407A实现算法并进行了实验验证,取得了良好的效果.     

基于标准可加性模型的模糊控制算法仿真

介绍了基于标准可加性模型(SAM)的模糊控制算法,将该算法及自学习SAM算法分别应用于控制领域,仿真结果表明可以取得较好的控制效果,且具有较强的鲁棒性,是一种理想的适合工业控制应用的模糊控制器.     

基于数据驱动的高速列车速度复合控制研究

针对高速列车在外部干扰下的速度控制问题，本文提出基于Koopman算子的高速列车高维线性模型的建模方法，并设计一种结合扩张状态观测器(ESO)与基于Koopman算子的模型预测控制(K-MPC)的复合控制器(ESO-K-MPC)。利用扩展动态模式分解算法来近似无限维线性Koopman算子，建立具有动态非线性特性的高速列车动力学高维线性模型；引入模型预测控制，设计扩张状态观测器，对系统总扰动进行估计与补偿，构建基于ESO-K-MPC的高速列车速度控制系统，再设计控制器与控制算法；结合CRH3列车参数和郑西高铁华山北站—西安北站实际线路数据，分别在没有扰动和白噪声干扰下对设计的控制方法与算法进行仿真研究。仿真结果表明：基于Koopman的高速列车建模对位移与速度的预测精度相比于线性状态空间模型分别提高了83.86%与87.40%;ESO-K-MPC可以准确估计与补偿高速列车运行中受到的干扰，控制输出曲线与期望曲线几乎重叠，实现了列车运行期望曲线的高精度跟踪。     

柴油机动态过程仿真研究

以非增压柴油机为研究对象建立了零维模型，模拟了非增压柴油机的稳态特性和调速过程实验表明，仿真精度达到了误差2％以下。从动态过程控制器设计的角度，对动态模型进行了简化简化后的模型保持了柴油机动力特性的非线性特征，其调速过程仿真精度达到了95％．     

典型水声信道盲均衡算法比较研究

水声通信系统因所处的环境复杂,水声信道均衡是一个非常重要的环节,在简介典型的4种盲均衡算法原理的基础上,即最小均方恒模算法(Least Mean Square Constant Modulus Alogorithm, LMS-CMA)、修正恒模算法(Modified Constant Modulus Alogorithm, MCMA)、判决引导(Decision Directed, DD)算法、双模式切换算法等,采用典型实数水声信道和混合相位的复数水声信道两种模型进行仿真测试,实验结果表明,相对于LMS-CMA和MCMA算法,双模式切换算法具有更快的收敛速度和更小的稳态剩余误差;相对于DD算法,双模式算法具有更佳的稳健性.     

磁流变阻尼器悬架的一种半主动控制策略

采用自适应神经模糊推理系统(ANFIS)建立磁流变阻尼器的逆向模型。综合考虑车辆行驶平顺性和操作稳定性,在结合天棚、地棚阻尼控制和T-S型模糊系统特点的基础上,提出了一种模糊混合控制策略。在MATLAB/Simulink中分别建立磁流变阻尼器模型、逆向模型、模糊混合控制器和随机路面激励,与ADAMS/View中建立的1/4车辆悬架模型进行联合仿真。联合仿真的结果表明:与天棚控制、地棚控制相比,模糊混合控制策略有效地改善了簧载质量加速度、悬架动行程和轮胎动变形。     

基于蚁群算法优化的EPS系统PID控制

汽车电动助力转向系统是一个非线性时变的复杂系统,在对它进行控制时,单独采用常规PID控制难以达到平稳准确的效果,在此加入蚁群算法(ACO)对其进行优化而得到稳定的最优参数解.根据车辆动力学关系,建立了两自由度整车模型、电动助力转向系统模型以及带有蚁群算法优化的PID控制器模型.通过Matlab,对该模型进行仿真分析.仿真结果表明,蚁群算法和PID控制的结合,使系统控制更精确、运行更加平稳.     

神经网络在车辆半主动控制中的应用

针对车辆半主动悬挂模型的非线性特性，研究了采用神经网络的自适应控制在车辆悬挂半主动控制中的应用，设计了采用前馈神经网络的辩识器和控制器，对控制器网络采用的学习规则进行了分析。仿真计算表明，采用神经网络自适应控制方法能有效改善车辆的平稳性，采用的神经网络辩识器和控制器的改进BP算法是有效的。     

独立分量分析在含有多种噪声的图像去噪中的应用

提出一种基于负熵的分数低阶独立分量分析(ICA)算法,为使算法更好的适用于实际环境,结合当下较为新颖的Volterra滤波方法——VLMS算法,该算法对高斯噪声有良好的去除效果.仿真结果表明,算法对于含有两种噪声的混合图像具有良好的分离特性及实际意义.     

基于自适应动态面的航向跟踪控制器设计

针对船舶航向控制非线性系统模型中存在的不确定性和外界干扰的影响,采用动态面控制算法设计了一种鲁棒自适应控制器。由于在反步法设计过程中加入了一阶低通滤波器使得该方法无需对模型非线性多次微分,因而设计方法简单。所设计的鲁棒自适应控制器不仅能保证闭环系统的半全局渐近稳定,使得输出渐进跟踪期望轨迹;而且,跟踪误差可以通过控制器的设计参数加以调整。以中远集装箱船COSCO Shanghai号为例进行仿真研究,结果证明所设计的控制器是有效的。     

混合动力列车电源系统控制策略

为了实现混合动力列车的计算仿真,建立混合电源系统模型,并提出一种混合电源系统控制策略.在此基础上,通过对混合电源系统与列车纵向动力学系统的耦合分析,给出了基于该电源系统控制策略的列车运行目标速度曲线计算算法.利用MATLAB/Simulink对系统建模,对列车在某线路上的运行过程进行了仿真.仿真结果表明,系统控制策略能够满足列车的运行性能,列车自动控制(ATC)系统能够精确的控制列车跟踪计算的目标速度曲线运行,混合电源回收了41%的再生制动能量, 控制策略和目标速度曲线计算算法达到了设计目标.      

基于流固耦合方法的船舶湿模态振动研究

基于ANSYS Workbench仿真平台对船舶的干湿模态进行有限元分析。针对一艘686TEU多用途集装箱船,运用船舶建模软件建立该船三维简化模型,将模型导入仿真平台并进行船体模态特性分析。数值计算结果表明,应用Workbench平台采用流固耦合方法能够计算大型结构的模态,验证了在Workbench中使用流固耦合方法计算船舶振动干湿模态的可行性。