【摘 要】
：
燃气轮机具有功率密度大、启动快的优点,已被广泛应用于航空航天、舰船、发电等多个领域并在这些领域扮演越来越重要的角色。同时,由于燃气轮机内部存在气动耦合、强非线性且运行状态易受环境变化影响,使得现代控制理论中诸多基于模型的控制方法难以直接应用于燃气轮机,而无模型控制方法又往往难以取得良好的控制效果。因此,以单轴燃气轮机为具体研究对象,有效利用模型信息,将参数整定方便、不依赖于模型且抗扰性能卓越的自抗
论文部分内容阅读
燃气轮机具有功率密度大、启动快的优点,已被广泛应用于航空航天、舰船、发电等多个领域并在这些领域扮演越来越重要的角色。同时,由于燃气轮机内部存在气动耦合、强非线性且运行状态易受环境变化影响,使得现代控制理论中诸多基于模型的控制方法难以直接应用于燃气轮机,而无模型控制方法又往往难以取得良好的控制效果。因此,以单轴燃气轮机为具体研究对象,有效利用模型信息,将参数整定方便、不依赖于模型且抗扰性能卓越的自抗扰控制器应用于燃气轮机是本文的研究目标。为解决传统线性自抗扰控制器中的核心部件扩张状态观测器对高频量测噪声过于敏感的问题,本文提出一种低幂扩张状态观测器,在保留原有观测速度快、参数调节简便的优点的同时降低了对高频量测噪声的敏感度。并通过引入此新型观测器提出了一种新型自抗扰控制器。为将新型自抗扰控制器成功应用到单轴燃气轮机,本文在严格证明控制器的稳定性和收敛性之后,引入了相对阶的概念以解决单轴燃气轮机模型存在的扰动不匹配问题。最后,在MATLAB/Simulink平台的部件级高精度燃气轮机仿真模型上验证了控制器的有效性。仿真结果显示,在存在高频量测噪声的情况下,新型自抗扰控制器的控制性能优于传统线性自抗扰控制器和比例积分控制器。
其他文献
航空发动机控制系统作为发动机的“大脑与神经”,是保证发动机在气动、热力和机械设计等限制条件下以及全包线内稳定工作的关键功能系统。近年来,航空发动机分布式控制系统作为一种重量轻、易维护、高可靠性的控制系统架构成为研究热点,但是分布式架构下网络通信引入了影响系统性能的时延。因此,时延补偿策略的研究具有重要意义。本文依托某研究所“分布式架构下时延稳定性分析及补偿方法研究”项目,开展涡扇发动机H∞输出反馈
优化工业能源配置、提升能源使用效率是节能降碳减排的主要途径之一,对生产过程中关键变量的预测有助于制定合理的能源使用计划。工业过程产生的大量数据为建立数据模型提供了有力支持。然而,一方面,由于工业现场情况复杂,需要根据实际需求对预测模型不断进行快速更新,另一方面,采集数据常带有随机缺失点,为预测工作带来极大挑战。作为一种具有宽度结构的神经网络,宽度学习系统能够快速有效的对模型进行更新,因此适用于工业
生物机器人是电子设备和生物的结合体。研究生物机器人,可以在保留生物自身习性的基础上,通过电子设备施加外部刺激,使得生物按照人类的主观意愿行动,帮助人类完成特殊任务。本文以家鸽为研究对象,设计一套生物机器人微型化主控系统,本文的具体工作包括:（1）提出一种多维度信息融合控制方法。以家鸽习性为基础,结合家鸽日常的生活规律以及天气、季节等环境因素,给出控制决策范围。通过行为训练与奖惩机制,强化家鸽的受控
最优轨迹规划是机器人领域的一个研究热点,有着广泛的应用。运行平稳性和时间最优性是机器人最优轨迹规划问题中最主要的优化目标之二。本文以多轴串联机械臂为研究对象,在理论分析的基础上,借助Levenberg-Marquardt迭代（LM迭代）、B样条插值、凸优化等技术,开展运行平稳性约束的机械臂时间最优轨迹规划技术研究。求解逆运动学问题是解决多轴串联机械臂轨迹规划问题的基础,数值解法由于其较好的通用性被
随着信息时代到来,面对纷繁复杂的数据信息如何进行准确的分类是学者们广泛关注的问题。传统的分类算法常常以数值为中心并追求分类结果的高准确度,这使其在面临复杂数据分类时往往会呈现出模型结构复杂、可解释性低等现象,限制了该类算法在在医疗诊断、经济管理和生物信息等领域的应用。为此,本文结合粒计算理论构建结构简单、性能可靠且具可解释性的模型。论文的主要研究内容包括:（1）基于合理粒度准则,提出了一种从多维角
可穿戴搬运机器人作为外骨骼机器人的分支,是一种沿人体外侧布置,能给使用者提供额外助力的装置。其在很多领域都有着重要的应用,比如:军事、医疗救护和抗震救灾方面。尤其是在老龄化加剧期间,承担老年卧床病人搬运工作的护工数量无法满足社会需要,而搬运助力机器人能够降低其工作强度,提高工作效率。基于此,本文分析了目前外骨骼搬运机器人的研究现状,并结合前期研究内容,对可穿戴搬运机器人提出了新的设计理念。设计并制
大型薄壁件是我国国防和航空航天领域内一类重要结构件,轻量化和高强度是其共有的结构需求,这就对剩余壁厚可控提出了需求。为有效减重并保证足够的结构强度,需对薄壁件进行等壁厚或变壁厚的加工减薄,我们称其为减薄加工。然而,由于毛坯成形误差、装夹变形和零件自重等因素,薄壁件具有形貌未知、壁厚分布不均和弱刚度等特点,这导致零件的剩余壁厚难以控制。因此,本文面向大型薄壁件剩余壁厚可控需求,开展大型薄壁件数字化减
航空发动机是一种经常工作在高温、高压、高转速环境中的热机,要求控制器具有较高的控制性能。传统模型预测控制由于需要在线反复计算二次规划问题而导致算法实时性较差,本文基于某型涡扇发动机,从降低算法复杂度和程序存储空间方面分别研究了显式模型预测控制算法和动态矩阵控制算法,并将模型预测控制算法拓展到加力状态。主要工作如下:（1）基于多参数规划设计了一种航空发动机显式预测控制算法,降低了模型预测控制算法的复
长期自主运行能力是移动机器人在室外动态环境中执行任务的基础,但是季节的变换或者人为因素的干扰会导致机器人所处环境不断发生变化,机器人所构建的先验地图也会由于与实际场景出现偏差而降低可靠性。本文针对室外动态环境中移动机器人的几何-拓扑地图的构建与维护展开研究并给出了解决方案。为实现移动机器人室外大范围环境下可靠的实时定位与地图构建,本文提出了一种融合GNSS/激光SLAM的位姿估计框架,以克服GNS
实施"三线一单"生态环境分区管控制度是新时代贯彻落实习近平生态文明思想、深入打好污染防治攻坚战、加强生态环境源头防控的重要举措。截至目前,全国31个省（区、市）及新疆生产建设兵团已完成"三线一单"省级成果的发布,各地市已完成成果的细化落地,全国生态环境分区管控体系初步建立。