双轴运动系统GPCC与交叉耦合轮廓控制对比研究

针对双轴运动系统各轴的运动惯性、外部扰动、负载不平衡以及响应不及时等造成轨迹转折点处轮廓误差大、动态响应速度慢的问题,提出一种基于统一预测模型的双轴运动系统广义预测轮廓控制(GPCC)策略.该策略通过多步预测、滚动优化和反馈校正等方法对双轴运动系统的定位精度进行优化,同时通过最小化嵌入跟踪误差、轮廓误差的统一价值函数生...     

基于径向基函数神经网络的船舶航迹自抗扰控制

针对常规非线性自抗扰控制（nonlinear active disturbance rejection control,NLADRC）技术在船舶航迹控制中存在的参数整定难、抗干扰能力差的问题,搭建船舶三自由度MMG数学模型,设计船舶航迹NLADRC系统。利用径向基函数（radial basis function,RBF）神经网络对系统进行辨识,使网络输出逼近系统输出。根据辨识信息自适应整定对系统整体控制效果影响较大的两个参数,提出基于RBF神经网络的船舶航迹NLADRC系统。仿真结果表明,参数的自适应整定能加快系统收敛速度,大幅减小超调量,对外界环境具有更强的鲁棒性。神经网络对NLADRC的优化,使其控制性能得到提升。     

基于线性自抗扰控制的船舶航迹积分滑模控制器

为解决欠驱动船舶航迹直线和曲线跟踪控制问题,选取能解决航向不稳定等非线性问题的Bech模型,借助双曲正切函数,构造期望艏向方程,将航迹控制问题转化为航向控制问题。设计3阶跟踪微分器,对期望艏向及其微分信号进行精确提取。采用变结构积分滑模面函数设计非线性误差反馈控制律,加快系统收敛速度,提出基于线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)的船舶航迹积分滑模控制器。该控制器的线性扩张状态观测器对系统内外总扰动进行在线估计与实时补偿;引入Hurwitz多项式,减少需整定的参数。仿真结果表明,航迹收敛快速准确,无超调,对外界干扰具有较强的鲁棒性。控制器参数具有一定的普适性,故其适用范围广。     

基于SIHC仿真平台的船舶航向控制算法性能测试

为比较各种船舶控制算法的性能,利用船舶智能操控（Ship Intelligent Handling and Control,SIHC）仿真平台和MATLAB软件,分别从航向跟踪、航向保持两个方面对该平台集成的普通PID自动舵、模糊自 整定PID自动舵进行性能评判及控制性能测试.从测试结果可知,在航向保持方面,就一般船型而言,模糊自整定PID自动舵的性能优于普通PID自动舵;在航向跟踪方面,普通PID自动舵和模糊自整定PID自动舵的控制性能近乎一致,在某些环境或船型下,普通PID自动舵稍胜一筹.     

基于模型预测控制的混合动力船舶能量控制策略

为提高混合动力船舶的燃油经济性,选取马尔科夫模型对混合动力船舶需求功率进行预测。运用动态规划的方法以总油耗量最小为目标进行柴油发电机组和动力电池组功率分配优化,并将油耗量与基于模糊逻辑控制策略的油耗量作对比。仿真表明,采用所提出的控制策略时混合动力船舶的燃油经济性得到明显提高,说明基于马尔科夫模型的预测控制在混合动力船舶能量分配上是可行的,且具有良好的实用性。     

PID控制技术及其参数整定方法

详细分析了PID控制常用的参数整定方法,并给出了基于Simulink Response Optimization的最新的参数整定方法,最后给出了基于专家经验的的智能调参技术.     

三自由度并联式波浪补偿平台建模与仿真

鉴于船舶在波浪中的六自由度运动中,其升沉、横摇和纵摇运动对船舶工作平台上的设备影响较大,设计一种三自由度并联式波浪补偿平台来减少这种影响。通过对平台进行运动学分析,得到平台的运动学模型。利用ADAMS和Simulink建立带有控制系统时间延迟参数的虚拟样机模型,依据平台的运动学模型设计对船舶运动进行补偿的控制策略,并利用虚拟样机进行仿真,验证平台机构和相应控制策略对船舶运动的补偿效果。结果表明:当控制系统的时间延迟参数取值为1 ms时,平台对船舶升沉、横摇和纵摇运动的补偿效果分别为88.81%、95.44%和91.97%;当控制系统的时间延迟参数取值为0.1 ms时,平台对船舶升沉、横摇和纵摇运动的补偿效果分别为96.04%、99.07%和97.65%。由此可见:平台对误差有一定的包容性;可利用具有船舶运动预测功能的算法为平台提供超前的船舶运动数据或者提高控制系统的实时性来提高补偿效果。     

基于双模式模型预测控制算法的多智能体编队控制

在对多智能体的编队控制上,当输入和系统状态受到约束时,模型预测控制算法比传统的输入输出反馈线性化控制算法具有显著的优势,但传统的模型预测控制算法需要在线优化控制,从而导致巨大的在线负担.为减小这种在线负担,提出一种双模式模型预测控制算法.该算法使用模型预测控制器对控制变量进行在线优化,使得未来某时刻的系统状态进入终端约束集内;此时将系统状态作为输入输出反馈线性化控制器的输入,将系统状态驱动到稳定值;在目标函数中加入避碰函数来有效避免邻近多智能体间的碰撞.仿真结果表明,当输入和状态受到约束时,双模式模型预测控制算法在对多智能体编队控制上比仅使用输入输出反馈线性化控制算法具有明显的优势.     

基于知信行理论的父母—儿童运动参与的关系

摘要：为考察父母体育运动知识、运动期望-价值信念和行为系统对儿童运动参与程度影响的权重,通过访谈法、问卷调查法和层次分析法以“知信行模式”为理论依据对天津市15位家长及1173个家庭进行父母影响儿童运动参与研究。研究结论：父母健康与体育知识对父母信念、运动行为投入有积极影响;儿童体育知识对儿童信念、运动行为有积极影响;父母运动参与知信行结构能显著预测儿童运动参与知信行结构;目标层中父母知识、信念和行为三方面权重分配存在显著差异,其中行为具有最大权重,知识准则层中健康抚养知识所占权重最大,信念准则层中工作价值所占权重最大,行为准则层中时间投入所占权重最大。研究提示：制订干预策略时需要考虑父母的性别差异;父母对儿童运动参与知信行因素中行为为核心节点;父母对子女运动需求以时间投入为最佳策略。研究为下一步凝练运动情境中父母角色引导指南及干预措施进行了有效探索。     

评估城市电网供电能力的两个主要问题

基于模糊理论对城市电网供电能力进行评估时,需要解决的两个关键问题：一是建立模糊评估隶属函数,二是因各因素的影响程度不同,需确定其权重。介绍了隶属度函数确定的基本方法;并用改进的层次分析法确定权重,该方法将构造判断矩阵的方法进行改进,从根本上消除不一致数据,简化计算过程,得到权重向量。最后通过算例对区域供电能力进行分析,验证了该方法的准确性和可行性。     

三自由度并联式波浪补偿平台建模与仿真

鉴于船舶在波浪中的六自由度运动中,其升沉、横摇和纵摇运动对船舶工作平台上的设备影响较大,设计一种三自由度并联式波浪补偿平台来减少这种影响。通过对平台进行运动学分析,得到平台的运动学模型。利用ADAMS和Simulink建立带有控制系统时间延迟参数的虚拟样机模型,依据平台的运动学模型设计对船舶运动进行补偿的控制策略,并利用虚拟样机进行仿真,验证平台机构和相应控制策略对船舶运动的补偿效果。结果表明:当控制系统的时间延迟参数取值为1 ms时,平台对船舶升沉、横摇和纵摇运动的补偿效果分别为88. 81%、95. 44%和91. 97%;当控制系统的时间延迟参数取值为0. 1 ms时,平台对船舶升沉、横摇和纵摇运动的补偿效果分别为96. 04%、99. 07%和97. 65%。由此可见:平台对误差有一定的包容性;可利用具有船舶运动预测功能的算法为平台提供超前的船舶运动数据或者提高控制系统的实时性来提高补偿效果。     

考虑铁损的感应电动机节能控制

为提高感应电动机的运行效率,提出一种快速响应且节能的控制方法.基于矢量控制原理,建立一种带转矩控制和磁链调节器的感应电动机最佳磁链节能控制策略.首先,建立考虑铁损的感应电动机数学模型;然后,根据数值分析方法求得系统最高效率时的最佳磁链的表达式;最后,利用MATLAB搭建节能控制系统的仿真模型.仿真结果表明,这种控制策略不仅可以改善节能效果,而且能够改善感应电动机的动态性能,这种控制方式是正确和可行的.     

基于MMC的虚拟同步发电机技术在船舶与岸电无缝并网中的应用

鉴于船舶与岸电在并网时存在较大冲击电流,以及模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)控制的岸电离网运行时对突发状况响应速度较慢的问题,采用改进的虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)技术结合模型预测控制(model predictive control, MPC)算法,对岸电电源输出电流、环流、子模块电容电压进行分层预测控制,实现船舶与岸电的无缝并网。采用MATLAB/Simulink建立MMC VSG并网仿真模型,模拟船舶与岸电并网及突加负载等工况。对所提出的控制策略和算法的有效性进行验证,结果表明,利用所提出的控制策略能实现VSG离网与并网的无缝切换;与经典控制方法相比,所提出的控制策略的动态响应速度提升了5倍。     

基于灰关联变权的组合预测模型及其应用

组合预测是利用各种预测模型所包含的独立有用预测信息对事物未来发展趋势进行预计、估测的过程。本文采用灰色系统理论中的关联分析方法,提出以参与组合的单个预测模型与被预测对象的关联系数和关联度为依据,确定变权重的组合预测模型方法。通过单项运动成绩的预测实例,显示了基于灰关联变权的组合预测方法是一种比单一预测方法更能收到较好预测效果的佳法。     

对运动训练专业单招评分标准定量分析的研究——以篮球实战能力定量评价为例

以篮球实战能力为例,对运动训练专业单招评分标准进行研究。根据篮球比赛实战特征,运用问卷调查的方法确立了篮球考生实战能力评价因子的权重,建立评分指标体系、权重分配集、评价等级集、评价矩阵以及模糊运算,实现评分标准的定量评价。最后通过实例应用,证明了本课题研究成果具有较强的针对性和社会应用价值。     

基于CPS标准的自动发电控制的探讨

本文主要探讨了AGC中A1/A2标准的数学模型和针对A1/A2标准的AGC控制策略,详细介绍了一种基于CPS特点的理想AGC控制策略。在频率偏差大时,AGC的控制目标是尽量使ACE和频率偏差符号相反;在频率偏差较小时,AGC的控制目标是使ACE的绝对值最小。本文同时提出了对不同控制策略进行验证的方法,对AGC的实际应用具有重要的指导价值。     

模糊-PID控制在隧道窑温度控制系统中的应用

针对传统PID控制在隧道窑温度控制中自适应差、非线性、较大惯性、控制精度低等缺点,难以建立精确和确定的数学模型,影响控制参数的调整。而且常规PID的控制方式存在参数与被调参数耦合的情况,使得PID参数整定复杂,控制速度慢,系统超调量大。文中的模糊PID控制器总结操作经验,自然表述控制策略,无需建立精确的数学模型,结合PID的控制的确定性和模糊控制的智能性,采用模糊推理的方式实现PID控制参数的在线整定和优化,模糊控制适用于解决非线性系统的问题。隧道窑温度系统利用模糊-PID控制,通过控制变频电机调整燃气和助燃空气流量的大小来实时调整隧道窑的温度。在MATLAB中利用Fuzzy逻辑工具函数建立温度实验仿真模型,结果表明模糊PID控制实现了调节时间短、超调量小、使得控制系统稳定,克服了传统PID控制的缺点。     

实对称矩阵在求多元函数极值中的应用

设点P(a1,a2,…,an)是n元函数f(X)=f(x1,x2,…,xn)的一个稳定点,当P有增量ΔP=(h1,h2,…hn)时,相应地函数有增量Δf=f(P ΔP)-f(P).根据Δf的不同情况,可以判断f(P)是不是极值,是极大值还是极小值.由泰勒(Taylor)公式及高阶无穷小的概念知道,Δf的主要组成部分是一个关于h1,h2,…,hn的实二次型,其系数为f(X)在点P处对各自变量的二阶偏导数和二阶混合偏导数,其矩阵是一个实对称矩阵,用A表示,如果A为正定矩阵,则二次型为正定二次型,Δf>0,从而f(P)为极小值;如果A为负定矩阵,则二次型为负定二次型,Δf<0,从而f(P)为极大值;如果A既不正定,又不负定,则f(P)不是极值.     

高等学校课程成绩评价模型的研究

文章在分析评价原则的基础上,提出了一种变权系数与层次分析法(AHP)相结合的课程成绩评价模型。该模型利用AHP构建课程成绩评价指标体系,一级评价指标采用变权系数作为各个指标权重,从而可以促进不同学生的优势发展,同时对部分后进生给予一定程度的激励,其它各级评价指标则通过构造AHP的判断矩阵得到对应指标权重。另外,为了便于该模型的实际操作,开发了基于该模型的评价系统,使该模型切实可行。     

基于层次分析法对我国中长跑运动员选材体系的研究

为了提高我国中长跑运动项目选材水平,应用层次分析法(AHP)原理建立中长跑运动员综合评价的递阶层次结构--评价指标体系,确定了44项具体评价指标;根据专家咨询所提供的判断矩阵,求出各层次因素的权重和综合评判系数.结果表明:AHP的应用,为我国中长跑运动员的评价优选和训练提供了实用的方法.