一种用于数据驱动建模的信号发生器设计

提出了一种基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array,FPGA）和ARM的直接数字式频率合成（DDS）信号发生器,产生频率可调的正弦波、三角波和方波信号,其中方波的占空比可调．阐述了信号发生器的体系结构,对波形产生的最小频率做了精确计算,同时对方波的占空比改变方式进行了设计和计算．在分析方波滤波电路后,计算确定了低通滤波器的电阻和电容值．最后对系统实现的效果做了频谱分析,结果表明,设置频率为主要分量,达到了设计要求．     

基于预测控制的动车组迭代学习控制方法

针对动车组运行过程中存在非线性扰动、参数时变等问题,以提高动车组的速度跟踪精度和乘客舒适性要求为目标,提出了一种基于预测控制的高速动车组迭代学习控制方法;通过采集动车组先前运行过程中的输入输出数据,使用带遗忘因子的最小二乘法实时辨识广义预测控制(GPC)中的预测模型参数并计算预测输出,根据以往过程的平均模型误差修正该预测输出,利用修正后预测输出引出迭代学习控制律,在线实时计算得到新的控制量,实现动车组速度跟踪;采用修正后预测输出设计二次型迭代学习控制律,通过充分学习列车系统的重复性特性来解决传统比例积分微分(PID)型迭代学习参数整定难、收敛速度慢和鲁棒性差等问题,并给出算法的收敛性证明;以实验室配备的CRH380A型动车组半实物仿真平台对该方法进行了测试,建立了列车的三动力单元模型,使其跟踪设定速度曲线,并与一些传统算法进行对比。仿真结果表明：在第8次迭代过程,基于预测控制的高速动车组迭代学习控制方法得到的动力单元速度与其设定的速度和加速度误差分别在0.3 km·h^-1和0.5 m·s^-2以内,且变化平稳,其性能优于PID、GPC和P型迭代学习控制(P-ILC),满足列车跟踪精度与乘客舒适性要求;在模型参数突变的情况下,采用提出的方法可使列车更为及时地校正模型失配、时变和干扰等引起的不确定性。     

基于RCP的HEV动力总成控制系统

基于dSPACE数字信号处理与应用系统,通过运用快速控制原型技术（RCP）对串联式混合动力系统的多能源动力总成控制单元选择3种不同的控制策略和控制算法进行了实时仿真和系统台架试验.应用快速原型控制技术的仿真分析与台架试验表明,在串联式混合动力系统控制中,采用兼顾电池充电安全与系统能量需求的控制策略比功率跟随型和能量补偿型更适合实际系统工作的需要.     

基于反馈线性化的船舶航向保持模糊自适应控制

针对诺宾(Norbin)非线性船舶模型, 基于反馈线性化方法和由径向基函数(RBF)神经网络构建的模糊系统的逼近能力, 提出了基于反馈线性化的船舶航向保持模糊自适应控制算法。运用泰勒级数展开的线性化技术, 使模糊系统的所有参数均可实时调节, 引入了鲁棒控制消除模糊逼近系统带来的误差, 在李雅普诺夫稳定性理论的基础上导出了自适应控制率。该算法可以确保闭环系统渐近稳定, 使系统的模型跟踪误差为0, 优于传统的PID控制策略, 具有良好的自适应能力。     

基于线性矩阵不等式的船舶动力定位滑模控制

为了解决具有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统的控制问题, 提出了一种基于线性矩阵不等式的滑模控制算法; 将跟踪误差设计为滑模函数, 设计线性矩阵不等式, 求解状态反馈增益; 基于二次型Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性; 设计切换函数, 使系统对不确定性和外加干扰具有较强的鲁棒性, 避免出现抖振现象; 对基于线性矩阵不等式的滑模控制器进行仿真, 计算出动力定位船舶在无扰动的匀速运动和有外界环境扰动的变速运动2种不同情况下的前进速度、横荡速度、艏向角速度、前进加速度、横荡加速度、艏向角加速度、前进控制力、横荡控制力和艏向控制力矩等; 分析了状态反馈增益线性矩阵、边界层、切换项增益等参数对控制性能的影响。研究结果表明: 采用基本滑模控制使前进速度达到期望值所需的上升时间为29s, 而新算法为15s, 节约了48.28%;采用基本滑模控制使横荡速度达到期望值所需的上升时间为24s, 而新算法为14s, 节约了41.67%;采用基本滑模控制使艏向角速度达到期望值所需的上升时间为13s, 而新算法为10s, 节约了23.08%。可见, 设计的控制器对有非线性和环境干扰的船舶动力定位系统都具有较强的鲁棒性, 具有控制输入连续、控制抖振小、不存在过高增益等特点。     

基于粒子群的城市交通信号两级模糊控制

针对城市交通流的特点,设计一种单交叉口多相位两级模糊控制器,有效地减少控制规则数,实现相序、绿信比、周期随交通状况而自适应变化,并采用粒子群算法对模糊控制器的隶属度函数进行优化。仿真结果表明,该系统能有效地提高交叉口的通行能力,减少车辆平均延误。     

Nonlinear control for autonomous underwater glider motion based on inverse system method

Autonomous underwater gliders are highly efficient, buoyancy-driven, winged autonomous underwater vehicles. Their dynamics are multivariable nonlinear systems. In addition, the gliders are underactuated and difficult to maneuver, and also dependent on their operational environment. To confront these problems and to design an effective controller, the inverse system method was used to decouple the original system into two independent single variable linear subsystems. The stability of the zero dynamics was analyzed, and an additional closed-loop controller for each linear subsystem was designed by sliding mode control method to form a type of composite controller. Simulation results demonstrate that the derived nonlinear controller is able to cope with the aforementioned problems simultaneously and satisfactorily.     

基于动态面控制的船舶动力定位控制律设计

针对水面船舶动力定位控制问题, 考虑带有未知界的时变环境扰动, 将动态面控制技术与矢量逆推方法相结合, 设计了船舶动力定位系统的自适应鲁棒非线性控制律。引入动态面控制技术, 利用一阶滤波器的微分项代替虚拟控制矢量的微分项, 使得在控制律设计过程中的微分运算被简单的代数运算所替代, 简化了计算, 易于工程实现。为阻止自适应参数漂移, 采用包含基于σ-修正泄漏项的自适应律估计未知扰动的界。应用Lyapunov函数证明了所设计的控制律能迫使船舶的位置和艏向角达到并保持在期望值, 保证船舶动力定位闭环系统中所有信号最终一致有界。仿真结果表明: 在水平面上, 当船舶初始位置偏离期望位置25m时, 利用设计的控制律能迫使船舶在50s内达到期望的目标位置, 因此, 所设计的控制律是有效的。     

单相SAPF系统谐波电压检测与控制的仿真

为了改善用户侧电压质量与谐波问题,通过分析单相串联型有源电力滤波器（SAPF）的结构、原理及特点,提出了单相SAPF系统谐波检测的方法;同时借鉴单相SVPWM技术原理,将开关模式优化的SVPWM技术应用于单相SAPF系统中,提高了系统波形控制精度;利用Matlab软件,建立了基于上述谐波检测和系统波形控制的单相SAPF系统的仿真模型,并利用该模型对动态电压跌落与闪变等电压故障状态进行了动态补偿的仿真.仿真结果显示：本文提出的SAPF滤波系统不但具有良好的滤波性能,而且可以保障负载不受系统电压故障的影响,具有良好的工程应用前景.     

基于PSASP/UPI的VSC-HVDC系统潮流控制建模与仿真

提出一种采用节点电流注入法含双端VSC-HVDC的交直流混合系统潮流控制交替求解新方法,交流系统与VSC-HVDC系统通过注入电流接口并交替求解,VSC-HVDC系统根据不同控制方式计算注入电流.对定交流母线电压控制通过无功注入电流反馈控制解决了交流母线电压参考值在交流系统潮流计算中不能直接给定的问题.本文所提新方法可借助电力系统分析综合程序（PSASP）的用户程序接口（UPI）功能实现含VSC-HVDC系统的潮流控制计算.通过新英格兰系统验证了本文所提方法的可行性及有效性.所提方法无需针对VSC-HVDC的各种控制方式改变VSC-HVDC两侧交流母线的节点类型,控制灵活;无需修改常规潮流计算的雅可比矩阵,程序编写量小,交直流接口清晰且通用性好;对利用商业软件进行含VSC-HVDC的实际电网潮流控制计算有参考价值.     

基于多源数据的地铁站客流动态监测与管控决策系统

地铁运营中常常面临着高峰期大客流压力。为了保证地铁车站客流组织效率和站内乘客安全,本文设计并实现了一种基于多源监测数据的地铁车站客流动态监测与管控决策系统。客流监测部分考虑地铁车站客流的流线特点,在重要客流流线衔接点采取红外感应、视频识别和RFID等客流监测技术,并结合闸机客流数据,实现了动态监测车站客流的流向、流量和流速。管控决策部分基于地铁车站客流组织的三级控制原理,建立了基于实时监测数据的车站客流动态管控决策模型。此外,设计并实现了信息发布功能模块,实现对客流的实时信息诱导。系统应用将实现地铁车站客流监测智能化、管控决策科学化、信息发布人性化,能够有效提高地铁车站客流组织效率和运营安全水平。     

基于人口-环境关系的小汽车增量调控政策有效性分析

为分析中国各城市小汽车增量调控政策的有效性,利用政府统计公报和统计年鉴数据,根据人口与环境关系理论构建定量分析模型.结果显示:小汽车增量调控政策对抑制私人汽车的过快增长有一定作用,但政策效应也会随着时间的推移而下降.实证分析发现,贵阳市政策效应并不显著,而杭州市的政策效应比较小,因此,小汽车增量调控政策可能并不适合二、三线城市.尽管人均私人汽车增长是人口、经济和家庭等因素的综合作用结果,但人均GDP是最首要的驱动因素.许多一线城市的人均GDP已经超过库茨涅茨环境曲线拐点,人口和家庭条件也不支持汽车保有量的快速增长,这也是未来政策调整需要考虑的方面.     

基于指数平滑法的平抑风电功率波动储能控制策略

随着风电并网渗透率不断提高,风电并网的功率波动对电网产生的不利影响逐渐显现.本文将储能系统（ESS）用于抑制风电发电系统的功率波动性.同时考虑ESS荷电状态（SOC）和风电功率波动率的情况下设计了一种基于指数平滑法（ES）的平抑风电功率波动的储能控制策略方法.算例结果验证了该控制策略的正确性和有效性.     

A study of maneuvering control for an air cushion vehicle based on back propagation neural network

A back propagation (BP) neural network mathematical model was established to investigate the maneuvering control of an air cushion vehicle (ACV). The calculation was based on four-freedom-degree model experiments of hydrodynamics and aerodynamics. It is necessary for the ACV to control the velocity and the yaw rate as well as the velocity angle at the same time. The yaw rate and the velocity angle must be controlled correspondingly because of the whipping, which is a special characteristic for the ACV. The calculation results show that it is an efficient way for the ACV's maneuvering control by using a BP neural network to adjust PID parameters online.     

基于轨迹预瞄的智能汽车变道动态轨迹规划与跟踪控制

为实现实际动态交通环境下智能汽车的变道控制, 提出了基于轨迹预瞄的智能汽车变道动态轨迹规划与跟踪控制策略; 针对实际交通环境下目标车道车速和加速度的动态变化, 提出了智能汽车变道动态轨迹规划算法, 获得了能够避免智能汽车发生碰撞的变道轨迹的动态最大纵向长度; 设计了兼顾变道效率和乘员舒适性的优化目标函数, 优化获得了在变道轨迹最大纵向长度范围内的实时动态最优变道轨迹; 利用轨迹预瞄前馈和状态反馈相结合的类人转向控制方式, 实现了智能汽车变道动态轨迹跟踪和乘员舒适性的最优控制, 并利用硬件在环试验台验证了所提控制策略的正确性。研究结果表明: 定速工况下实际与参考轨迹的侧向位移误差、航向角误差和最大侧向加速度分别为1.4%、4.8%和0.59 m·s^-2; 定加速度工况下实际与参考轨迹的侧向位移误差、航向角误差和最大侧向加速度分别为1.1%、4.6%和0.48 m·s^-2; 变加速度激烈工况下实际与参考轨迹的侧向位移误差和最大侧向加速度分别为1.7%和0.80 m·s^-2, 航向角超调后能迅速重新跟踪动态轨迹航向角; 所提控制策略可以很好地跟踪控制实际交通环境下目标车道汽车在定车速、定加速度和变加速度工况下的智能汽车动态变道轨迹, 从而能实现智能汽车最优变道, 可确保变道过程中不与目标车道汽车发生碰撞, 并兼顾变道效率和乘员舒适性。     

Modeling and control of the pulley buffer system of arresting cable for shipboard aircraft based on magneto-rheological fluid

Taking the MK7-3 of USA hydraulic buffer arresting device as the research subject, the dynamical model for the shipboard aircraft arresting system is established, and the magneto-rheological (MR) damper is applied to pulley shock absorbers for shipboard aircraft block system. Due to the effect of the MR damper has not been known completely and so far MR damper model has not been defined, we use a set of characteristic test of the MR damper, through the process of parameters identification, to establish the dynamical model for the MR damper based on the Bingham plastic model. Then, the fuzzy control rules are designed, the buffer control for the pulley buffer of shipboard aircrafts is completed in touchdown moment based on MR technology. Compared with blocking device of hydraulic pulley buffer in the same condition, the simulations results show that the proposed MR pulley buffer can effectively recognize the impact energy for shipboard block system and reduce the pull peak of arresting cable. It improves significantly safety during landing of the air vehicles and lowers the risk of accidents.