速射火炮旋转供弹机构与发射系统同步高速运动,及时识别其频发故障和预警其引发的灾难性停射故障是保证发射系统安全运行和抑制故障恶化的关键,对促进机械装备从定期维修、事后维修向视情维修转变意义重大。针对旋转供弹机构的故障诊断问题,从融合机械振动机理和振动数据的角度进行综述,将其分为旋转供弹机构频发故障识别、灾难性停射故障预警、转管武器装备振动机理及特征提取共3个层次,并对相关研究进展、应用以及局限性予以介绍。最后对供弹机构故障诊断的难点进行分析, 并展望旋转供弹机构故障诊断相关的振动机理数值仿真与机理分析、振动信号多域多尺度故障特征提取、频发故障选择性集成融合识别以及灾难性故障预警等难点热点问题。
针对SVM策略改进的PMSM-DTC系统中转矩和磁链波动仍然较大以及终端滑模存在抖振的问题,结合模糊策略,设计一种非奇异终端模糊滑模控制器,用以取代SVM策略中的转速PI控制器。首先根据终端滑模原理设计了非奇异终端滑模面,再与直接转矩控制原理相结合设计滑模控制律,并针对控制律中积分部分引起的抖振,结合模糊控制,通过增加的模糊变量调整滑模运动阶段起主要作用的转矩以减弱抖振。仿真结果表明该策略能提高系统动静态性能,可以降低电机转矩和磁链波动。
风洞系统具有非线性、工况复杂的特性,文中针对风洞流场动态特性随工况而变化的特点,提出一种适合风洞系统的基于多模型的预测控制算法。首先按照风洞参数马赫数的变换建立多个模型,而后以模型输出误差为参数,建立有积分特点的性能目标函数,作为指标切换函数。依据性能指标函数选出与实际对象最接近的模型,并将此模型相应的控制器作为当前时刻的控制器。仿真结果证明,该方法应用于风洞系统是比较成功的。
考虑回热循环微型燃气轮机(简称微燃机)控制系统中参数扰动的问题,基于微燃机通用数学模型,建立滑模控制器来增强微燃机系统的鲁棒性和减小参数扰动对控制器的影响。针对微燃机系统长期高温运行导致的燃料调节器故障,构建滑模观测器检测故障的发生。为了保证在确诊突变故障发生后,所设控制器仍能有较好的控制效果,提出了基于滑模变结构理论的容错控制策略。仿真结果验证了所提出的微燃机控制策略在参数扰动和突变故障时都能有较好的控制效果。
为研究含风力发电机组的时滞电力系统的小扰动稳定性问题,首先在考虑时滞和系统参数不确定的情形下,建立了一套包含轴系模型和异步发电机组在内的电力系统小干扰模型。进而应用时滞系统稳定性理论获得了含有参数不确定扰动项和时滞的电力系统稳定的充分条件。最后通过算例验证了定理的有效性,得出不确定运行参数在一定的范围内变化不影响时滞电力系统的稳定性,并分析了时滞对含风力发电机组的电力系统小扰动稳定性的影响。
针对车用发动机空燃比对发动机能耗及稳定性影响程度较大的问题,提出基于无迹Kalman滤波的发动机空燃比PID预测控制策略。首先,针对传统尾气管传感器测量反馈方式存在较大机械延迟问题,提出基于缸内压力数据的空燃比检测模型反馈方式,提高反馈数据的实时性;其次,针对压力数据无法直接反映出缸内燃料组分的问题,建立空燃比周期预测模型,利用上一周期尾气管检测数据及本周期缸内压力数据,利用无迹Kalman滤波算法建立空燃比估计预测模型,实现精确的PID预测控制;最后,通过仿真对比,验 证了所提预测控制方式的有效性。
针对玉米田间环境复杂、光照不均、干扰不确定等问题,提出一种基于改进K-means聚类和二维Otsu的玉米雄穗图像分割方法。首先对玉米雄穗图像的R、G、B通道进行处理,减少玉米叶的干扰,突出玉米雄穗;其次利用改进的K-means对玉米雄穗的Cr图进行聚类分割,利用二维Otsu对玉米雄穗的超红图像进行分割;最后,为了去除土地的干扰,从Cr分割结果图中去除超红分割结果,取剩余的Cr分割结果作为玉米雄穗的分割结果。为了验证该算法的有效性,选用了不同生长环境的玉米雄穗图像,分别利用提出的方法、二维Otsu进行了比较实验。实验结果表明,该方法有很好的抗干扰性,对生长环境有很强的鲁棒性。
研究自主车队控制的渐进稳定性和队列稳定性问题。在考虑车辆发动机常数存在不确定性及无线传输延时的情况下,提出一种基于事件驱动机制的控制器设计方法,以保证车队的渐进稳定性的要求。在此基础上,为实现车队队列稳定性,基于Z-变换进一步给出控制器设计的限制条件。最后,利用Atmega2560为控制单元的Arduino小车进行试验,实验结果证明该控制方法不但能保证车队的渐近稳定性和队列稳定性能,还能大大改善车队的控制效果。