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面向变工况的车辆队列非线性控制策略
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作者 罗勇 李莉莎 +3 位作者 张嘉璐 李豪 邱晓斌 张隆 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第10期71-78,共8页
车辆队列间距控制策略能够影响车速稳定性和跟车间距,是降低队列能耗的关键,针对单一跟车间距策略无法满足间距控制问题,提出了一种双工况跟车间距控制策略。根据队列中每辆车空气动力特性,构建变空阻系数非线性车辆队列模型。将整个队... 车辆队列间距控制策略能够影响车速稳定性和跟车间距,是降低队列能耗的关键,针对单一跟车间距策略无法满足间距控制问题,提出了一种双工况跟车间距控制策略。根据队列中每辆车空气动力特性,构建变空阻系数非线性车辆队列模型。将整个队列行驶工况分为匀速和变速工况,分别使用变时距和定时距跟车间距控制策略,变速时动态控制速度误差,匀速时控制每辆车最小能耗对应的跟车间距。在此基础上,设计兼容双工况跟车间距控制策略的非线性控制器,与单一定时距跟车策略进行仿真对比,仿真结果显示,非线性控制器速度误差平均降低25%,队列车辆油耗平均降低5.88%,验证了所提策略的有效性和可行性。 展开更多
关键词 车辆队列 空阻系数 跟车间距策略 能量消耗 非线性控制
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柔性多关节移动机器人非线性控制轨迹的二次模糊逼近
2
作者 牛星星 《机械制造与自动化》 2024年第1期209-213,共5页
针对柔性多关节移动机器人在非线性控制轨迹下控制精准度不高的问题,提出一种非线性控制下的模糊逼近方法。建立机器人动力学模型,根据动力学特性设置矢量参数,对误差扰动动态修正。将矢量参数作为初始输入值,采用加权平均和乘积推理法... 针对柔性多关节移动机器人在非线性控制轨迹下控制精准度不高的问题,提出一种非线性控制下的模糊逼近方法。建立机器人动力学模型,根据动力学特性设置矢量参数,对误差扰动动态修正。将矢量参数作为初始输入值,采用加权平均和乘积推理法,使得矢量符合自适应规律,通过模糊逼近函数对控制器的输出值实行状态逼近,直至符合初始设定值;凭借李亚普诺夫函数对控制输出值二次实施稳定模糊逼近,完成非线性轨迹控制。以B样条曲线轨迹为例做控制实验,实验数据证明:该二次逼近控制方法在非线性轨迹下的控制精准度较高,控制器输出力矩稳定,实用性能较强。 展开更多
关键词 柔性多关节 移动机器人 非线性控制 误差扰动 模糊逼近函数 控制 B样条曲线
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采摘番茄机器人的非线性控制研究
3
作者 顾德祥 吴旭亮 杨启志 《农业装备技术》 2024年第5期17-23,共7页
基于ROS系统的采摘番茄机器人非线性控制方法,设计开发了一套分布式多CPU控制系统,通过视觉识别、机械臂控制和底盘行走子系统的任务规划,实现高效采摘。采用Yolov5-6.0算法进行番茄目标检测,并通过手眼标定提高机械臂抓取精度。上位机... 基于ROS系统的采摘番茄机器人非线性控制方法,设计开发了一套分布式多CPU控制系统,通过视觉识别、机械臂控制和底盘行走子系统的任务规划,实现高效采摘。采用Yolov5-6.0算法进行番茄目标检测,并通过手眼标定提高机械臂抓取精度。上位机程序使用Python语言开发,实现整机运动自主控制。在实验室环境下进行手眼标定和番茄识别算法验证,结果表明,系统能快速准确识别并采摘番茄。研究解决多变量、多自由度系统的交叉耦合问题,适用于设施农业中的多场景采摘作业,可以为智能农业机器人提供有效解决方案。 展开更多
关键词 ROS系统 采摘番茄机器人 非线性控制 Yolov5-6.0算法
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电液伺服系统非线性控制方法研究 被引量:2
4
作者 梅云亮 梁全 《机械工程师》 2024年第1期66-70,76,共6页
电液位置伺服系统由于其控制精度高、响应速度快、输出功率大的特点而被广泛应用于军事和工业生产中,但是伺服阀的压力流量特性、活塞与液压缸之间的摩擦,以及系统中存在的非匹配干扰等都反映出系统是具有强非线性的。文中利用Matlab软... 电液位置伺服系统由于其控制精度高、响应速度快、输出功率大的特点而被广泛应用于军事和工业生产中,但是伺服阀的压力流量特性、活塞与液压缸之间的摩擦,以及系统中存在的非匹配干扰等都反映出系统是具有强非线性的。文中利用Matlab软件对电液位置伺服系统进行控制和仿真,通过仿真结果比较分析PID控制算法、反步控制算法及反步法和NDOB(非线性干扰观测器)结合的控制方法对于控制这种具有强非线性系统的优劣。通过仿真结果可以看出,反步法与NDOB(Nonlinear Disturbance Observer)结合的控制策略对系统的控制精度要比反步法和PID的控制效果好、精度更高。 展开更多
关键词 NDOB PID 反步法 电液伺服系统 非线性控制
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基于伺服运动系统的三步非线性控制方法
5
作者 高兴泉 孙浩 杨昊 《科学技术创新》 2024年第6期75-78,共4页
为了提高伺服运动系统的瞬态性能,加快系统的响应速度,获得更优的轨迹跟踪效果,本文提出了伺服运动系统三步非线性控制方法。首先假定伺服运动系统达到稳定状态,求得类稳态控制律;其次考虑参考目标的动态变化,求出前馈控制律;接着利用... 为了提高伺服运动系统的瞬态性能,加快系统的响应速度,获得更优的轨迹跟踪效果,本文提出了伺服运动系统三步非线性控制方法。首先假定伺服运动系统达到稳定状态,求得类稳态控制律;其次考虑参考目标的动态变化,求出前馈控制律;接着利用参考目标与实际输出之间的差值设计误差反馈控制律,最后通过仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 伺服运动系统 三步非线性控制 轨迹跟踪
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电动汽车双向变换器非线性控制研究 被引量:1
6
作者 闫福录 滑勉 +1 位作者 荀之 曹冬冬 《电力电子技术》 2024年第4期134-137,共4页
随着电动汽车的广泛使用,电网交流侧带来的大干扰对充电桩直流侧电压的抗干扰性造成不良影响,威胁电动汽车充电安全。为了实现干扰下快速的直流侧电压调节,针对电动汽车双向双有源桥式(DAB)DC/DC变换器提出了非线性控制策略。采用改进... 随着电动汽车的广泛使用,电网交流侧带来的大干扰对充电桩直流侧电压的抗干扰性造成不良影响,威胁电动汽车充电安全。为了实现干扰下快速的直流侧电压调节,针对电动汽车双向双有源桥式(DAB)DC/DC变换器提出了非线性控制策略。采用改进欧拉法得到更加精确的DAB变换器离散化模型,设计了非线性控制策略,从而提高抗干扰性,保证电动汽车在面临系统各种干扰问题时均保持稳定。最后通过实验证明了该控制策略的有效性。 展开更多
关键词 变换器 非线性控制 大干扰
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科教融合背景下新任导师培养研究生的策略——以非线性控制系统课程为载体 被引量:1
7
作者 黄自鑫 林梦颖 +2 位作者 卢俊杰 周耀胜 胡航 《化工高等教育》 2024年第2期124-129,共6页
非线性控制系统课程是一门理论与实践相结合的课程,是控制科学与工程专业新工科人才培养的基础。在科教融合背景下,新任导师针对课程教学中存在的问题,结合三维共建的科研能力指导体系和课程教学大纲,设计并举办研讨论坛,要求学生通过... 非线性控制系统课程是一门理论与实践相结合的课程,是控制科学与工程专业新工科人才培养的基础。在科教融合背景下,新任导师针对课程教学中存在的问题,结合三维共建的科研能力指导体系和课程教学大纲,设计并举办研讨论坛,要求学生通过演讲汇报等形式进行模拟汇报。教学实践表明,学生的课程成绩显著提高,科研创新等综合能力得到充分锻炼与培养,新工科人才培养质量稳步提升。 展开更多
关键词 科教融合 新任导师 非线性控制系统 论坛模式
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蓄热式电锅炉温度非线性控制参数自整定技术
8
作者 费玉敏 《工业加热》 CAS 2024年第12期33-37,41,共6页
为了在蓄热式电锅炉稳态特性和动态特性之间取得平衡,针对温控系统滞后性较大,超调量控制鲁棒性和控制参数自整定效率较差的问题,以稳态偏差为主要被修正参数,提出了蓄热式电锅炉温度非线性控制参数自整定技术。基于蓄热式电锅炉原理,... 为了在蓄热式电锅炉稳态特性和动态特性之间取得平衡,针对温控系统滞后性较大,超调量控制鲁棒性和控制参数自整定效率较差的问题,以稳态偏差为主要被修正参数,提出了蓄热式电锅炉温度非线性控制参数自整定技术。基于蓄热式电锅炉原理,明确设备结构和工作模式。分析蓄热式电锅炉构造和温度传导机制,计算加热电阻发热量、固体蓄热物质的蓄热量、蓄热体热效率和选择循环风机,获得热效率,表征温度非线性程度,将热效率作为反馈指标,引入离散时间PID算法,联合非线性、滞后与惯性特征传递结果的三个控制器,分析稳态偏差、稳态偏差变化率,对比不同控制参数对动态响应特性和稳态性能的影响,对各参数进行在线修正,完成非线性控制参数自整定。实验结果表明,该技术应用后,电锅炉40℃响应过程调整时间为150 s,超调量为12%,电锅炉60℃响应过程调整时间为200 s,超调量为15%,稳态偏差为0。能够实现蓄热式电锅炉温度非线性控制参数自整定,响应时间快,整体稳定性能较优。 展开更多
关键词 蓄热式电锅炉 温度非线性控制 PID控制 参数自整定 稳态温度
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混合可再生能源微电网的集成功率管理和非线性控制
9
作者 韩洁琼 龙存玉 +2 位作者 高阳 范文婧 冶占清 《环境技术》 2024年第7期82-87,共6页
针对可再生能源发电的不确定性和间歇性问题,提出集成功率管理和非线性控制的策略,设计了一种混合光伏/风电/储能电池的微电网系统。该策略采用最大功率点跟踪算法,以最大限度地从每种可再生能源中提取能量。同时,设计了一种滑模控制技... 针对可再生能源发电的不确定性和间歇性问题,提出集成功率管理和非线性控制的策略,设计了一种混合光伏/风电/储能电池的微电网系统。该策略采用最大功率点跟踪算法,以最大限度地从每种可再生能源中提取能量。同时,设计了一种滑模控制技术,以提高系统的稳健性并确保有效的能源管理,不受系统扰动、负载波动、辐射和风速变化的影响。该优化框架在交流微电网系统上进行了测试和验证,证明了其有效性。仿真结果表明,该系统能够有效地管理功率流,并保持恒定的直流母线电压和负载电压水平,确保了系统的平稳运行。 展开更多
关键词 储能系统 太阳能-风能混合系统 微电网建模 非线性控制 优化能源管理
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科教融合视域下研究生的数字化培养路径探索——以“非线性控制系统”课程为例
10
作者 黄自鑫 卢俊杰 +2 位作者 林梦颖 邹蝶 谭浩然 《湖北理工学院学报》 2024年第2期71-75,共5页
当代信息技术的高速发展极大拓宽了学习路径和教学方式,数字化课程建设已经成为教育领域重要的发展趋势。为探索科教融合视域下研究生的数字化培养路径,以适应新时代需求,文章梳理了“非线性控制系统”课程的开设现状,明确了数字化时代... 当代信息技术的高速发展极大拓宽了学习路径和教学方式,数字化课程建设已经成为教育领域重要的发展趋势。为探索科教融合视域下研究生的数字化培养路径,以适应新时代需求,文章梳理了“非线性控制系统”课程的开设现状,明确了数字化时代课程培养目标的新需求,同时以课程教学过程为载体,探索了一种全过程数字化教学路径。整合数字资源开展课前教学,利用仿真软件融入课中案例,分解科研项目纳为课后实践,并结合教学平台建立多元教学评价体系。教学实践表明,学生在整体成绩提升的同时,数字素养得到全面培养。 展开更多
关键词 科教融合 教育数字化 非线性控制系统”课程 研究生培养 数字素养
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单元机组协调系统的非线性控制研究 被引量:18
11
作者 房方 刘吉臻 《中国电力》 CSCD 北大核心 2004年第7期61-65,共5页
回顾和总结单元机组协调控制系统的研究现状,给出可用于协调系统非线性控制研究的3种典型模型,从理论和应用的角度分析已用于协调控制系统研究的几种非线性方法的特点和局限,包括反馈线性化方法、逆系统方法、反步设计方法及多模型方法... 回顾和总结单元机组协调控制系统的研究现状,给出可用于协调系统非线性控制研究的3种典型模型,从理论和应用的角度分析已用于协调控制系统研究的几种非线性方法的特点和局限,包括反馈线性化方法、逆系统方法、反步设计方法及多模型方法等,并提出进行非线性协调系统设计需解决的一些关键问题。 展开更多
关键词 单元机组 协调系统 非线性控制 非线性控制理论 电厂
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基于MPC与非线性控制算法的智能移动平台轨迹跟踪控制对比研究
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作者 古训 彭傲雪 +1 位作者 陈珍珍 傅泽伟 《贵阳学院学报(自然科学版)》 2024年第3期21-25,共5页
随着经济和科技的持续进步,智能移动平台已被广泛应用于工业、农业和军事等领域。常见的轨迹跟踪控制算法包括模型预测控制算法和基于模型的非线性控制算法两种,两者各有优势,均取得了较好的控制效果。以具有阿克曼转向模型的智能移动... 随着经济和科技的持续进步,智能移动平台已被广泛应用于工业、农业和军事等领域。常见的轨迹跟踪控制算法包括模型预测控制算法和基于模型的非线性控制算法两种,两者各有优势,均取得了较好的控制效果。以具有阿克曼转向模型的智能移动平台为研究对象,分别设计了模型预测控制器及非线性控制器,并从圆形轨迹跟踪和移动避障效果两个方面进行仿真对比,给出两种常见算法的适用条件,以期对后续的相关工作提供思路和指导。 展开更多
关键词 智能移动平台 轨迹跟踪 模型预测控制 非线性控制
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单相半桥并联有源滤波器非线性控制策略研究
13
作者 王一凡 《电气技术与经济》 2024年第9期44-46,共3页
在本文中,研究了通过半桥逆变器控制与光伏系统集成的单相并联有源电力滤波器的问题,使用基于平均非线性模型开发的双环控制系统处理上述问题。内环采用滑模方法进行设计,以实现功率因数校正。在外环中使用比例积分 PI调节器,通过增量... 在本文中,研究了通过半桥逆变器控制与光伏系统集成的单相并联有源电力滤波器的问题,使用基于平均非线性模型开发的双环控制系统处理上述问题。内环采用滑模方法进行设计,以实现功率因数校正。在外环中使用比例积分 PI调节器,通过增量电导算法来保证最大功率点跟踪 (MPPT)。最后,通过坊真软件下的理论分析和仿真结果,证明了提出的控制策略达到了相应目标。 展开更多
关键词 单相半桥并联 有源滤波器 非线性控制 MPPT
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综采工作面防爆型巡检机器人的非线性控制研究
14
作者 关士远 《煤矿机电》 2024年第2期1-7,共7页
针对综采工作面轨道式巡检机器人运行不平稳,通过性较差等问题,采用基于运动学模型的非线性控制策略精确控制寻机器人的运行状态。首先,分析了影响综采工作面巡检机器人运行质量的3种典型工况,然后分析了巡检机器人的运动学模型,最后基... 针对综采工作面轨道式巡检机器人运行不平稳,通过性较差等问题,采用基于运动学模型的非线性控制策略精确控制寻机器人的运行状态。首先,分析了影响综采工作面巡检机器人运行质量的3种典型工况,然后分析了巡检机器人的运动学模型,最后基于该模型,通过非线性反馈线性化,将非线性控制系统变换为线性系统,按照线性系统去设计控制器。通过相关试验验证了控制策略能有效改善巡检机器人的运行质量,解决通过性问题。 展开更多
关键词 巡检机器人 运动学模型 非线性控制 反馈线性
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基于真实负载的变电站蓄电池充放电非线性控制方法
15
作者 孟宪鹏 《电气技术与经济》 2024年第10期154-157,共4页
针对当前蓄电池充放电控制方法过于复杂、难以协调各类参数、导致控制效果无法达到预期要求的问题,提出了基于真实负载的变电站蓄电池充放电非线性控制方法。首先进行蓄电池充放电非线性参数调节,之后利用真实负载估算剩余容量SOC,最后... 针对当前蓄电池充放电控制方法过于复杂、难以协调各类参数、导致控制效果无法达到预期要求的问题,提出了基于真实负载的变电站蓄电池充放电非线性控制方法。首先进行蓄电池充放电非线性参数调节,之后利用真实负载估算剩余容量SOC,最后设计蓄电池充放电非线性控制器,从而实现变电站蓄电池充放电非线性控制方法。设计对比实验,通过试验,验证了所提出的控制策略,可以有效地抑制电池的过充和过放现象,为目前的电池充电和放电的控制提供了一种新的途径。 展开更多
关键词 真实负载 变电站蓄电池 放电非线性控制方法
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SSSC非线性控制的直接反馈线性化方法 被引量:50
16
作者 颜伟 吴文胜 +2 位作者 华智明 徐国禹 黄尚廉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期65-68,共4页
考虑了静止同步串联补偿器(SSSC)的逆变器输出交流侧电压幅值和相位的动态调节过程及其直流侧电容电压的动态变化过程,建立了SSSC的三阶动态模型,并用直接反馈线性化方法设计了 SSSC与发电机励磁的协调非线性控制器,由于采用了动态反馈... 考虑了静止同步串联补偿器(SSSC)的逆变器输出交流侧电压幅值和相位的动态调节过程及其直流侧电容电压的动态变化过程,建立了SSSC的三阶动态模型,并用直接反馈线性化方法设计了 SSSC与发电机励磁的协调非线性控制器,由于采用了动态反馈补偿 ,因而所设计的控制器对系统运行方式的变化具有很强的鲁棒性。该文还利用MATLAB的动态仿真环境Simulink及其 S_Function编程技术建立了相应控制系统的仿真模型,并基于该模型对系统的暂态行为以及输电线路有功功率的调节过程进行了仿真。仿真结果表明,所设计的控制器能有效地对线路有功功率进行控制,并能显著地改善电力系统的暂态稳定性。 展开更多
关键词 SSSC 非线性控制 直接反馈线性化方法 电力系统 暂态稳定性 静止同步串联补偿器
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基于VSC的直流输电系统的稳态建模及其非线性控制 被引量:245
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作者 张桂斌 徐政 王广柱 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期17-22,共6页
对基于电压源换流器的新型直流输电系统的数学模型和控制策略进行了研究。根据电压源换流器具有 2个控制自由度的特点 ,确立了新型直流输电系统两端换流站的 4个被控变量 ,导出了这种新型直流输电系统的稳态数学模型 ,并基此确定了电压... 对基于电压源换流器的新型直流输电系统的数学模型和控制策略进行了研究。根据电压源换流器具有 2个控制自由度的特点 ,确立了新型直流输电系统两端换流站的 4个被控变量 ,导出了这种新型直流输电系统的稳态数学模型 ,并基此确定了电压源换流器中 2个控制量分别控制 2个被控量的近似解耦关系。根据导出的数学模型 ,设计了新型直流输电系统的稳态逆模型控制器。将逆模型控制器与 2个解耦的控制环路相结合构成整个直流输电系统的控制器。仿真结果表明所设计的新型直流输电系统控制器具有良好基金项目 :国家自然科学基金资助项目 ( 5 970 70 0 5 ) ;国家重点基础研究专项经费资助项目 (G19980 2 0 311)。ProjectSupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina( 5 970 70 0 5 ) ;ProjectSupportedbySpecialFundsformajorStateBasicResearchProjectsofP .R .China(G19980 2 0 311)的控制性能。 展开更多
关键词 直流输电系统 稳态建模 非线性控制 数学模型 VSC
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基于直接反馈线性化的异步电动机非线性控制 被引量:72
18
作者 张春朋 林飞 +1 位作者 宋文超 焦连伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期99-102,107,共5页
异步电动机是一个存在复杂耦合的非线性系统。该文应用直接反馈线性化理论,通过对输出方程的简单求导,得到所需的坐标变换和非线性状态反馈,实现了异步电动机系统的输入输出线性化。对于反馈线性化中重要的零动态问题进行了详细研究,保... 异步电动机是一个存在复杂耦合的非线性系统。该文应用直接反馈线性化理论,通过对输出方程的简单求导,得到所需的坐标变换和非线性状态反馈,实现了异步电动机系统的输入输出线性化。对于反馈线性化中重要的零动态问题进行了详细研究,保证了控制系统的稳定性。同时,系统分解成转速和磁链两个独立的最简线性子系统,实现了二者的动态完全解耦。仿真结果表明该文提出的方法具有优良的控制性能。 展开更多
关键词 直接反馈线性 异步电动机 非线性控制 矢量控制
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基于观测器的永磁同步电动机微分代数非线性控制 被引量:58
19
作者 王江 李韬 +1 位作者 曾启明 张宙 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期87-92,共6页
永磁同步电动机(PMSM)是一个典型的非线性多变量耦合系统。微分代数采用动态反馈控制实现一类非线性系统的控制,平滑性是微分代数的重要概念。该文首先给出PMSM的(d,q)数学模型并利用平滑性将其线性化,在此基础上构造了前馈反馈控制... 永磁同步电动机(PMSM)是一个典型的非线性多变量耦合系统。微分代数采用动态反馈控制实现一类非线性系统的控制,平滑性是微分代数的重要概念。该文首先给出PMSM的(d,q)数学模型并利用平滑性将其线性化,在此基础上构造了前馈反馈控制器。利用位置可测的特点,构造了非线性高增益观测器,实现了电流和速度观测,得到了控制一观测器系统,并给出了系统稳定的条件。通过对系统的位置给定仿真试验,结果表明:该系统具有快速性、稳定性、 无超调、抗负载扰动以及无稳态误差观测等优点。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 微分代数 非线性控制 观测器 反馈控制 数学模型
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输出函数在单输入单输出非线性控制系统设计中的重要作用 被引量:30
20
作者 李啸骢 程时杰 +1 位作者 韦化 罗成 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期50-56,共7页
深入研究了输出函数在非线性控制设计中的作用,指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置。并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了如何选择和确定该输出函数以及如何通过该... 深入研究了输出函数在非线性控制设计中的作用,指出输出函数在非线性控制设计中的一个重要功能是对闭环系统进行极点配置。并提出了一个对非线性控制系统具有一定普适性的输出函数形式。讨论了如何选择和确定该输出函数以及如何通过该输出函数来实现对系统闭环极点进行配置的方法。文中主要针对单输入单输出系统进行讨论,并以发电机励磁控制系统为例,给出应用实例。仿真结果表明按文中提出的观点选择输出函数,所设计的控制律能很好地协调发电机励磁控制系统各状态量的动、静态性能,不仅提高了发电机的动态稳定性,而且能准确地将发电机的端电压Uf 控制在其给定值上运行,不会因受扰而发生静态偏移。 展开更多
关键词 输出函数 输入 非线性控制系统 仿真结果 给定值 极点配置 设计 发电机 励磁控制系统 端电压
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