基于单片机的手臂阀TIG自动焊接控制系统的设计

针对涡轮增压器手臂阀焊接工艺的特殊控制要求,设计了基于单片机的自动焊接控制系统。本文介绍单片机控制系统的硬件结构和软件实现,重点介绍由单片机模糊控制器实现对变频器驱动交流电机伺服工作台的高速高精度定位控制。焊接控制系统的应用效果良好。     

水下涡轮发动机动力推进系统数学模型

为了维持水下开式循环涡轮发动机系统的高性能和经济性, 针对系统对于工况变化极为敏感的工作特点, 计算了喷管在各种工况下的出口速度, 分析了变转速、变压力条件下的涡轮输出转矩, 建立了适用于系统优化和新型控制器设计的系统数学模型。以设计压力比为关键参数, 取该模型的稳态特性, 可得到由系统转速、航速、燃烧室压力、航深、推进剂耗量以及设计压力比构成的封闭代数方程, 以多速制组合航程最大为寻优目标, 可完成系统所有设计参数的优化。实践证明采用该模型可使系统经济性提高8%以上。     

基于KWP2000的信息采集系统的开发

针对目前汽车电子技术的快速发展和对车辆实现快速故障诊断的需求,设计并开发了基于KWP2000的车载信息采集系统。系统采用嵌入式ARM Cortex-M3芯片为控制单元,可实现发动机ECU与采集设备之间稳定可靠、快速的数据通信,实时采集车辆的速度、故障码等数据,便于故障诊断。     

基于Infenion C164CI 单片机的汽车电子节气门控制系统设计

研究电子节气门的结构和驱动原理,针对汽车发动机节气门传统的拉索操纵方式的缺点,设计以Infenion C164CI单片机为核心的智能电子节气门控制系统,设计控制硬件和软件,开发完成节气门控制器,并对其控制效果进行测试。试验表明,使用该控制器可以实现对发动机扭矩输出的控制,改善发动机和车辆的性能,为实现车辆的自动操纵奠定技术基础。     

可编程序控制器和现场总线在地铁动车上应用的研究

用可编程序控制器Ｓ７－３００和现场总线ＰＲＯＦＩＢＵＳ可以组建复杂的集散控制系统,以ＤＫ８Ｇ型地铁动车控制系统为例,提出了３个ＤＫ８Ｇ型地铁动车的可编程序控制系统,通过比较,确定带冗余控制功能的系统为最佳,该系统采用双ＣＰＵ的冗余控制,对全车实现集中管理,分散控制,具有系统可靠性高、控制功能强、系统便于维护和扩展等优点,这种控制结构适于地铁动车、城市轻轨、高速列车和各种机车。     

气体燃料发动机空燃比的H∞控制

为了抑制外部扰动,改善空燃比控制精度,将H∞控制理论应用于气体燃料发动机空燃比控制系统中,通过对发动机空燃比控制系统的数学建模,进行H∞空燃比控制器的设计,然后对所设计出的H∞控制器进行仿真比较与实验测试。仿真与实验结果表明:H∞控制器能有效地提高系统的跟踪性、鲁棒稳定性与抗干扰能力,能改善稳定工况与过渡工况时发动机空燃比的控制精度。     

液压活套系统的数据驱动预测控制

针对热连轧活套高度和张力系统的双输入双输出强耦合特性,提出了基于数据驱动的预测控制策略.利用离线和在线输入输出数据以及预测信息设计控制器,基于预测控制原理,在一个周期内,顺序更新活套高度和张力系统的控制律.该方法将一个复杂的系统分解成多个相关联的子系统设计控制器,降低系统的维数,减小的计算量,提高控制精度.仿真结果表明该方法具有较好的解耦效果和控制性能.     

船舶航向自适应鲁棒PID自动舵设计

利用野本模型作为船舶航向控制系统的模型,在给出船舶航向自动舵传统ＰＩＤ型控制律设计方法的基础上,考虑到船舶航向控制系统模型中存在参数不确定性和外界干扰不确定性,建立含有不确定性项的船舶航向误差控制系统的状态方程,提出了船舶航向自适应鲁棒ＰＩＤ控制律算法,利用Ｌｙａｐｕｎｏｖ理论证明了所提出算法的稳定性,并且Ｍａｔｌａｂ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ工具箱进行仿真研究。     

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。     

改进的全液压钻机模糊PID节能控制策略

针对柴油机驱动液压钻机在工作过程中存在的大量能量损失的问题,将发动机、变量泵及负载作为一个动态系统来研究其节能问题,分析了该系统各环节的匹配原理和方法.提出了一种新的电子节能控制方案,该方案利用模糊控制原理.结合PID控制策略,绕过对钻机复杂系统的建模问题,根据外负载的变化动态调整泵的流量,实现节能的目的.在控制系统性能试验中,通过电控溢流阀给变量泵加载来模拟钻机实际工作过程.实验结果表明,采用本文的控制策略,控制系统性能稳定.达到了设计要求.     

基于PI控制器的船舶加速过程负荷控制

在Matlab/Simulink软件中建立了某"柴-燃"联合推进系统仿真模型,利用实船试航数据对模型的准确性进行了验证,对现行的加速过程控制方法进行了仿真和机动性评估.针对应急加速过程中主机严重超负荷、正常加速时主机功率冗余过大及机动性差的问题,提出了用PI控制器设计加速过程"机-桨"联合控制的方法.该方法用主机的功率冗余量作为控制器的输入,对加速过程中主机的转速和螺距的增加率进行调控.研究结果表明,使用该方法对加速过程进行控制时,避免了主机超负荷工作,且航速增加率比现行控制方法的航速增加率提高了近70%.      

Robust intelligent control design for marine diesel engine

This work deals with the nonlinear control of a marine diesel engine by use of a robust intelligent control strategy based on cerebellar model articulation controller （CMAC）. A mathematical model of diesel engine propulsion system is presented. In order to increase the accuracy of dynamical speed, the mathematical model of engagement process based on the law of energy conservation is proposed. Then, a robust cerebellar model articulation controller is proposed for uncertain nonlinear systems. The concept of active disturbance rejection control （ADRC） is adopted so that the proposed controller has more robustness against uncertainties. Finally, the proposed controller is applied to engine speed control system. Both the model of the diesel engine propulsion system and of the control law are validated by a virtual detailed simulation environment. The prediction capability of the model and the control efficiency are clearly shown.     

基于Fuzzy - PID汽油机怠速控制器的设计

通过对汽油机怠速工况的分析,采用PID与模糊控制相结合的复合控制策略,即在大偏差范围内采用模糊控制,小偏差范围内转换成PID控制,使系统在较大误差时追求速度,在较小误差时强调精度.仿真结果表明:该控制策略使系统实现了快速、平稳、无误差跟踪的特性,怠速工况的控制精度大为提高,系统的控制品质大为改善.     

小型航空汽油发动机供油量的模糊控制

为了精确控制小型航空发动机各工况所需的供油量, 基于模糊控制理论, 研究并设计了小型航空汽油机电控喷油系统, 采用局部分层模糊逻辑结构的MISO喷油控制规律, 以减少模糊规则数目, 简化推理计算过程。在用模糊推理合成法获取电控喷油系统的模糊控制规则时, 利用化油器式发动机的试验数据作为输入输出数据, 使模糊控制规则合理地反映了发动机的供油规律要求。地面台架试验表明, 基于局部分层模糊逻辑结构的模糊运算产生的喷油控制量是精确的, 发动机的最大功率提高了6.8%, 耗油率降低了11.3%。     

无级变速汽车液力变矩器工作策略

为了提高无级变速汽车液力变矩器工作的燃料经济性, 确定了液力变矩器锁止、解锁的合理条件。为了提高液力变矩器解锁时的工作效率, 利用无级变速器速比调节功能, 设计了PID控制器, 使得发动机-液力变矩器始终工作在最佳经济区域。为了减少液力变矩器锁止时的冲击, 以允许冲击度范围内滑磨功最小与发动机稳定运转2个原则, 提出了锁止离合器接合的控制策略, 设计了以冲击度和发动机转速差为输入量的模糊控制器。两种不同锁止情况试验结果表明: 急加速(1.92 s) 比缓加速(1.38 s) 延长了接合时间, 因此, 利用控制策略能够保证锁止离合器接合平稳和发动机的稳定运转。     

电控汽油机进气量的最优估计算法

通过发动机台架试验, 针对发动机进气系统的非线性特性, 基于发动机进气通路动态模型, 给出了进气压力与系统参数之间的关系, 根据卡尔曼滤波的应用特性, 提出了基于扩展的卡尔曼滤波的发动机进气量估计算法, 得到了进气量估计的实时递推方程, 计算了发动机瞬态工况下的进气压力, 并与实际测量值进行了比较。对于较小的负荷变化率, 压力计算值与测量值偏差小于3%, 而较大的负荷变化率时, 偏差有增大趋势, 但其误差小于5%。结果表明进气量估计算法可以较精确地计算出发动机瞬态工况的进气量。     

汽车发动机怠速控制系统设计

设计以80C196KC单片机为核心的汽车发动机怠速控制系统,扩展片外存储器和I/O口,增加了通信电路,设计直流电机的驱动电路。采用H桥TLE6209芯片实现了电机的可逆控制。分析发动机怠速工况特点,设计相应的控制策略,试验结果表明基于电控节气门的发动机怠速模糊控制系统,具有良好的动态特性和稳定性,能很好的满足怠速工况控制的要求。     

液力变矩器的闭锁控制

以某型号工程车辆为研究对象, 针对其工况特点, 以闭锁控制原理为基础, 计算并选择在不同油门开度下的常用闭锁点。以油门开度和涡轮转速为基础, 以制动信号、档位信号和冷却水温度信号为辅助, 设计了多参数闭锁控制策略, 并建立了相应的闭锁流程。运用MATLAB/Simulink软件建立了由闭锁控制模型、发动机模型、液力变矩器模型、液力变矩器输出模型、变速箱模型和外界阻力模型组成的整车模型, 并对整车模型进行仿真。仿真结果表明: 闭锁信号能对水温与档位信号做出正确响应, 车辆在设定的闭锁点处实现闭锁; 闭锁控制模型符合制定的闭锁控制策略, 且其传动系统的输出模型符合实际工况, 为车辆的闭锁控制提供了理论依据, 也为车辆传动效率的提高与车辆节能减排提供了一种新方案。     

柴油发动机涡轮增压相关技术分析

涡轮增压技术不仅可以改善柴油发动机的动力性及燃油经济性，还可以减小噪声，提高发动机效率。基于涡轮增压的技术基础，对其结构和原理进行介绍，并给出其设计方法，对其主要特性进行总结，对于柴油发动机技术的改进具有较好的参考价值。