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基于定部件效率的航空发动机通用性能仿真系统构建 被引量:5
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作者 史永运 钟易成 +1 位作者 龚波 李丽 《航空发动机》 北大核心 2019年第1期51-56,共6页
根据飞机设计阶段对航空发动机性能仿真简便、快速和有效的要求,在基于定部件效率的航空发动机性能仿真方法基础上,对航空发动机部件进行通用性建模,并采用面向对象技术构建通用航空发动机性能仿真系统。采用定部件效率模型对航空发动... 根据飞机设计阶段对航空发动机性能仿真简便、快速和有效的要求,在基于定部件效率的航空发动机性能仿真方法基础上,对航空发动机部件进行通用性建模,并采用面向对象技术构建通用航空发动机性能仿真系统。采用定部件效率模型对航空发动机性能进行仿真,降低了航空发动机性能仿真过程的专业性要求;同时,采用面向对象技术建立通用的航空发动机性能仿真系统,提高了仿真代码的重用性及仿真系统的适用性。利用该仿真系统建立双转子混排涡扇发动机和自由涡轮式单转子涡轮螺旋桨发动机仿真对象模型,并对某型双转子混排涡扇发动机稳态特性进行仿真,验证了仿真系统的有效性。 展开更多
关键词 性能仿真 定部件效率 面向对象 飞机设计 航空发动机
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混合动力推进系统与飞机数字化设计现状与展望
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作者 康乐 冉千禧 +2 位作者 毛军逵 余之圳 韩枫 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期84-100,共17页
本文总结了国内外针对混合动力推进系统及飞机发展专门开发的数字化设计工具,归纳了其相应设计方法及特点。综合来看,为了满足混合动力飞机的设计需求,集成高精度电系统和热能管理系统模型,建立针对性的性能评估体系、飞机与发动机设计... 本文总结了国内外针对混合动力推进系统及飞机发展专门开发的数字化设计工具,归纳了其相应设计方法及特点。综合来看,为了满足混合动力飞机的设计需求,集成高精度电系统和热能管理系统模型,建立针对性的性能评估体系、飞机与发动机设计的数据耦合交互、研究设计与安全性分析相统一的建模方法、基于人工智能方法提高优化设计管理能力是目前面向其特点的关键发展方向,并为其后续的实验验证、适航条例制定等工程应用提供重要的技术支撑和设计依据。 展开更多
关键词 混合动力推进系统设计 混合动力飞机设计 多学科优化设计 混合动力评价体系 综述
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基于遗传算法的航空发动机部件特性修正 被引量:19
3
作者 潘鹏飞 李秋红 +1 位作者 任冰涛 姜殿文 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期690-694,共5页
研究了航空发动机部件特性修正技术,提出了一种基于变适应度函数的模型优化算法,以达到减小总体建模误差,提高模型精度的目的.在稳态模型的基础上,对引气系数、总压恢复系数和各部件的特性进行了修正,使修正后的模型输出与实验数据相一... 研究了航空发动机部件特性修正技术,提出了一种基于变适应度函数的模型优化算法,以达到减小总体建模误差,提高模型精度的目的.在稳态模型的基础上,对引气系数、总压恢复系数和各部件的特性进行了修正,使修正后的模型输出与实验数据相一致.采用改进遗传算法,对交叉率和变异率进行了非线性自适应调整,并根据误差大小调整适应度加权系数,避免算法陷入局部最优,同时减小最大建模误差.仿真结果表明,修正后各实验参数平均误差从2.4208%减小到0.3217%,模型满足稳态误差小于2%的要求. 展开更多
关键词 航空发动机 变适应度 部件特性修正 遗传算法
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基于QPSO粒子滤波的航空发动机突变故障诊断 被引量:5
4
作者 黄金泉 陈煜 +1 位作者 周浩文 鲁峰 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期494-500,共7页
针对标准粒子滤波算法对突变故障诊断迟缓的问题,提出了量子行为粒子群优化(Quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)的粒子滤波算法。该算法引入权值偏差系数的概念,当权值偏差系数超出设置的阈值时,认为系统发生故障,并结... 针对标准粒子滤波算法对突变故障诊断迟缓的问题,提出了量子行为粒子群优化(Quantum-behaved particle swarm optimization,QPSO)的粒子滤波算法。该算法引入权值偏差系数的概念,当权值偏差系数超出设置的阈值时,认为系统发生故障,并结合最新的观测值,将量子行为粒子群优化算法融入到粒子的采样过程中,驱使粒子向高似然区域移动,提高粒子群对突变故障的估计性能。仿真结果表明,与标准粒子滤波算法相比,量子行为粒子群优化的粒子滤波算法显著提高了对突变故障的反应速度。 展开更多
关键词 航空发动机 突变故障 气路分析 粒子滤波 量子行为粒子群优化
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航空发动机燃油计量装置特性仿真与试验研究 被引量:13
5
作者 余玲 叶志锋 王彬 《航空发动机》 2015年第2期85-88,共4页
燃油计量装置作为航空发动机燃油控制系统的执行机构对航空发动机的性能有直接影响,全面掌握燃油计量装置特性是非常重要的。基于AMESim软件建立了航空发动机燃油计量装置的热液压模型,分析了燃油计量装置特性及受温度影响的规律,并通... 燃油计量装置作为航空发动机燃油控制系统的执行机构对航空发动机的性能有直接影响,全面掌握燃油计量装置特性是非常重要的。基于AMESim软件建立了航空发动机燃油计量装置的热液压模型,分析了燃油计量装置特性及受温度影响的规律,并通过试验验证了仿真结果。结果表明:建立的模型具有较高的精度,在控制器指令不变的情况下,随着油温的升高,燃油质量流量会有一定程度减小。 展开更多
关键词 燃油计量装置 热液压模型 燃油控制系统 温度特性 航空发动机
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基于改进牛顿法的航空发动机起动建模技术 被引量:5
6
作者 姜波 王继强 +1 位作者 何小龙 胡忠志 《航空发动机》 北大核心 2018年第1期32-38,共7页
为进行涡扇发动机起动过程性能仿真研究,在发动机慢车以上部件级模型的基础上,通过指数外推法获得低转速部件特性,在建立起动附件模型的同时,修正起动过程各部件总压恢复系数,从而建立起包含地面起动过程的全状态性能模型。在求解发动... 为进行涡扇发动机起动过程性能仿真研究,在发动机慢车以上部件级模型的基础上,通过指数外推法获得低转速部件特性,在建立起动附件模型的同时,修正起动过程各部件总压恢复系数,从而建立起包含地面起动过程的全状态性能模型。在求解发动机各部件共同工作非线性方程组时,采用基于传统牛顿拉夫森迭代求解方法的改进方法,即在第1次完成中心差分得到Jacobian矩阵后,使用修正项迭代更新上一步的Jacobian矩阵。结果表明:该建模方法可以有效地建立起动过程性能模型,并大幅改善模型的执行效率、提高模型仿真求解速度。 展开更多
关键词 双转子涡扇发动机 起动建模 指数外推 改进牛顿法 仿真速度
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BMC法计算航空发动机红外辐射的效率研究 被引量:3
7
作者 黄伟 吉洪湖 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2334-2338,共5页
反向蒙特卡罗(BMC)法的计算精度高、适应性强,是计算目标红外辐射特征的常用方法。基于CFD和IR综合计算分析的方法,研究了射线步长、射线数、射线携带能量方式等因素对BMC法计算航空发动机红外辐射强度的效率的影响。结果表明:射线... 反向蒙特卡罗(BMC)法的计算精度高、适应性强,是计算目标红外辐射特征的常用方法。基于CFD和IR综合计算分析的方法,研究了射线步长、射线数、射线携带能量方式等因素对BMC法计算航空发动机红外辐射强度的效率的影响。结果表明:射线步长与喷管出口当量直径比在0.05~0.1的范围内,射线数达到105量级时的计算效率较高;采用射线携带多个波段能量的方法,计算时间可缩短数十倍;通过MPI平台实现了并行计算,进一步缩短BMC法的计算时间,但并行效率随着计算核心的增加而下降。在保证计算精度的前提下,通过合理地选择参数、算法改进和并行计算,提高了计算效率。 展开更多
关键词 反向蒙特卡洛 航空发动机 红外辐射 效率
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航空发动机部件级模型实时性提高方法研究 被引量:8
8
作者 殷锴 周文祥 +2 位作者 乔坤 王鸿钧 黄金泉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期199-206,共8页
基于大涵道比涡扇发动机部件级模型,从减少单次流路计算耗时和降低单步流路计算次数两方面研究提高模型实时性的方法。测试并分析了发动机各模块单步计算耗时,通过建立气体热力属性插值表,使模型单次流路计算耗时减少80%,在3.3GHz Intel... 基于大涵道比涡扇发动机部件级模型,从减少单次流路计算耗时和降低单步流路计算次数两方面研究提高模型实时性的方法。测试并分析了发动机各模块单步计算耗时,通过建立气体热力属性插值表,使模型单次流路计算耗时减少80%,在3.3GHz Intel CPU平台下模型单次流路计算耗时0.02ms,在168MHz STM32F407硬件平台下耗时1.55ms。研究了不同收敛残差对模型流路计算次数及仿真精度的影响。仿真结果表明:相比Newton-Raphson法,Broyden法流路计算次数更少;将迭代求解残差由0.0001调整至0.001或0.005,模型流路计算次数显著减少,低压转速仿真偏差在0.2%以内。 展开更多
关键词 涡扇发动机 部件级模型 实时性 流路计算 Broyden法
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基于微分进化算法的航空发动机模型修正 被引量:9
9
作者 朱正琛 李秋红 +1 位作者 王元 潘鹏飞 《航空发动机》 2016年第1期53-58,共6页
为了提高航空发动机性能仿真模型精度,采用微分进化算法对发动机部件特性进行修正。对微分进化算法进行改进,提出折线式交叉变量变化方式,提高了算法的寻优能力。提出变步长牛顿-拉夫逊迭代算法,基于平衡方程残差范数变化趋势,改变牛顿... 为了提高航空发动机性能仿真模型精度,采用微分进化算法对发动机部件特性进行修正。对微分进化算法进行改进,提出折线式交叉变量变化方式,提高了算法的寻优能力。提出变步长牛顿-拉夫逊迭代算法,基于平衡方程残差范数变化趋势,改变牛顿-拉夫逊算法迭代计算步长,提高了模型的收敛性和收敛速度。在设计点,对各部件特性、引气系数、总压恢复系数进行修正,使修正后的模型输出与试验数据相匹配。仿真结果表明:改进后的牛顿-拉夫逊迭代算法收敛性更强、计算速度更快,修正后的各输出参数的最大建模误差减小到1.3762%,满足建模误差需求。 展开更多
关键词 微分进化算法 牛顿-拉夫逊迭代算法 部件特性修正 折线式交叉变量 性能仿真模型 航空发动机
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航空发动机分布式控制通讯网络拓扑结构优化 被引量:3
10
作者 汤丽丽 宋军强 +1 位作者 潘慕绚 黄金泉 《航空发动机》 2015年第2期27-30,共4页
针对航空发动机分布式控制系统通讯网络拓扑结构的构架问题,建立航空涡扇发动机机匣模型,选取具有代表性的10个传感器作为控制节点开展研究。同时考虑发动机表面存在通讯总线不可通过区域,以及控制节点的工作可靠性因其重要程度存在差... 针对航空发动机分布式控制系统通讯网络拓扑结构的构架问题,建立航空涡扇发动机机匣模型,选取具有代表性的10个传感器作为控制节点开展研究。同时考虑发动机表面存在通讯总线不可通过区域,以及控制节点的工作可靠性因其重要程度存在差异的约束条件,利用遗传算法对航空发动机分布式控制系统通讯网络的拓扑结构进行优化设计。结果表明:优化过程简单,并且优化得到的通讯网络拓扑结构在满足约束条件的基础上线束总长度最短。 展开更多
关键词 分布式控制 拓扑结构 通讯网络 遗传算法 航空发动机
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航空发动机过失速及退喘模型研究 被引量:1
11
作者 杨帆 胡骏 严伟 《航空发动机》 2017年第1期41-47,共7页
针对涡喷和涡扇发动机,通过求解带源项的2维欧拉方程组,发展了模拟发动机整机过失速及退喘动态过程的理论模型,实现了2种发动机稳定状态-喘振/旋转失速-退喘动态过程的模拟。分析了某单轴涡喷发动机算例,模拟结果展现出喘振和旋转失速... 针对涡喷和涡扇发动机,通过求解带源项的2维欧拉方程组,发展了模拟发动机整机过失速及退喘动态过程的理论模型,实现了2种发动机稳定状态-喘振/旋转失速-退喘动态过程的模拟。分析了某单轴涡喷发动机算例,模拟结果展现出喘振和旋转失速相应的基本特征;对某小涵道比双轴混排涡扇发动机进、退喘模拟结果进行分析,发现风扇与压气机均发生了喘振,且喘振频率相等,并最终都恢复至稳定状态。 展开更多
关键词 过失速 退喘 喘振频率 航空发动机 压气机 风扇
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航空发动机增强型机载自适应模型气路故障诊断方法 被引量:1
12
作者 王灿灿 孔祥兴 +1 位作者 梁宁宁 童志伟 《航空发动机》 北大核心 2021年第S01期108-114,共7页
针对航空发动机在工程应用中气路健康状态的评估问题,提出一种基于增强型机载自适应模型的气路故障诊断方法。该方法在机载模型中加入神经网络补偿算法,在线修正机载模型的输出误差,提高了卡尔曼滤波器估计精度,以此为基础建立了发动机... 针对航空发动机在工程应用中气路健康状态的评估问题,提出一种基于增强型机载自适应模型的气路故障诊断方法。该方法在机载模型中加入神经网络补偿算法,在线修正机载模型的输出误差,提高了卡尔曼滤波器估计精度,以此为基础建立了发动机增强型自适应模型和性能基线模型。增强型自适应模型可实时评估健康参数状态,并指导性能基线模型跟踪发动机正常性能降级趋势,确保剪裁精准的故障信息用于检测和诊断。基于发动机性能仿真模型模拟故障特征数据库,采用RBF神经网络训练样本,完成了故障模式判定和故障隔离。通过构建某型涡轴发动机气路故障诊断平台进行仿真验证,结果表明:该方法能够有效监视发动机在全包线、全寿命周期的气路健康状况,在实际工作流程中具备可行性。 展开更多
关键词 气路故障诊断 增强型自适应模型 性能基线模型 健康管理 航空发动机
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基于保护映射理论的航空发动机LPV/PI控制
13
作者 周黎 叶志锋 肖玲斐 《航空发动机》 北大核心 2018年第6期24-30,共7页
针对具有强非线性特性的航空发动机控制问题,将基于保护映射(Guardian Maps,GM)理论的控制方法应用于航空发动机控制系统设计中。基于某型涡扇发动机非线性模型建立了线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)模型;根据保护映射理论设... 针对具有强非线性特性的航空发动机控制问题,将基于保护映射(Guardian Maps,GM)理论的控制方法应用于航空发动机控制系统设计中。基于某型涡扇发动机非线性模型建立了线性变参数(Linear Parameter Varying,LPV)模型;根据保护映射理论设计不同调度参数下的PI(Proportion Integration)控制器,在设计过程中,只需通过给定的初始控制器就可以自动得到满足性能要求的控制器参数集合,避免了在多个平衡点进行控制器设计;以非线性模型为被控对象,采用积分分离PI控制,在飞行包线内的不同工作点进行仿真验证。结果表明:基于保护映射理论的控制方法在解决航空发动机控制系统的非线性问题时具有显著效果。 展开更多
关键词 LPV模型 PI控制 保护映射理论 航空发动机
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高温环境下2.5D针刺C/SiC复合材料失效机理及多尺度失效分析方法研究
14
作者 陈亮 孟琳书 +6 位作者 张音旋 王广帅 曹奇凯 赵铭卓 吴涛 高希光 宋迎东 《陶瓷学报》 北大核心 2025年第1期139-149,共11页
针对2.5D针刺C/SiC复合材料的失效破坏进行了试验和仿真计算研究。开展了室温、500℃、1000℃无氧环境下0°层、网胎层材料的拉伸、压缩破坏试验以及2.5D针刺C/SiC复合材料的拉伸、压缩和弯曲破坏试验,并利用电子显微镜对试验件断... 针对2.5D针刺C/SiC复合材料的失效破坏进行了试验和仿真计算研究。开展了室温、500℃、1000℃无氧环境下0°层、网胎层材料的拉伸、压缩破坏试验以及2.5D针刺C/SiC复合材料的拉伸、压缩和弯曲破坏试验,并利用电子显微镜对试验件断口进行观察,分析了2.5D针刺C/SiC复合材料在不同温度下的损伤模式和失效机理。基于试验数据与观察结果,建立了通过单一铺层性能参数获取宏观针刺元件力学性能的方法,并依据多尺度理论和渐进损伤方法,借助Abaqus子程序二次开发进行了针刺C/SiC复合材料强度仿真分析。仿真预测的应力分布、失效模式与试验结果吻合较好,采用最大应变准则的强度预测精度可达94.7%,验证了分析方法在室温与高温环境下的准确性。 展开更多
关键词 C/SIC复合材料 多尺度分析 性能预测 失效分析
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气膜-发散冷却结构冷却效果的实验研究 被引量:5
15
作者 杨卫华 卢聪明 郑建文 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期517-523,共7页
为了研究气膜-发散组合冷却结构的冷却特征,设计了5种组合冷却结构形式,采用实验的方法对气动参数和几何参数对冷却效率的影响规律开展了研究,结果表明:(1)由于气膜的存在使得发散冷却的起始段冷却效率有很大的提高,极大提高了发散冷却... 为了研究气膜-发散组合冷却结构的冷却特征,设计了5种组合冷却结构形式,采用实验的方法对气动参数和几何参数对冷却效率的影响规律开展了研究,结果表明:(1)由于气膜的存在使得发散冷却的起始段冷却效率有很大的提高,极大提高了发散冷却结构的整体冷却效率;(2)随着发散孔纵向间距的增大,发散段整体冷却效率逐渐降低,但对发散冷却起始段的影响不大;(3)发散孔复合角对冷却效率对冷却效率的影响随吹风比的变化而变化,在小吹风比时,45°复合角的冷却效率最高;在吹风比较大时,在发散冷却段的中后部,0°复合角的冷却效率最高。 展开更多
关键词 航空发动机 火焰筒冷却 气膜-发散组合冷却 冷却效率
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浅谈能源与动力工程专业导论课程 被引量:3
16
作者 李建中 袁丽 +3 位作者 何小民 毛军逵 张净玉 史波 《科技资讯》 2015年第32期171-172,174,共3页
在深入了解能源与动力工程专业人才培养现状和社会对能源与动力工程方向人才需求的基础上,结合南京航空航天大学"航空、航天、民航"三航办学特色和"能源与动力工程专业导论"课程特点,介绍能源与动力工程专业特色和... 在深入了解能源与动力工程专业人才培养现状和社会对能源与动力工程方向人才需求的基础上,结合南京航空航天大学"航空、航天、民航"三航办学特色和"能源与动力工程专业导论"课程特点,介绍能源与动力工程专业特色和培养目标,分析专业导论课开设的必要性,探讨能源与动力工程专业导论课程的理论和实践相结合教学方法。 展开更多
关键词 能源与动力工程 专业导论 教学方法 专业特色
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四级低速轴流压气机端壁区流动的实验研究 被引量:1
17
作者 张晨凯 胡骏 王志强 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第13期1705-1711,共7页
在四级低速大尺度轴流压气机试验台上,利用自行设计加工的十孔梳状附面层探针、四孔探针以及埋入高频响Kulite传感器的动态探针,针对端壁区流动展开了详细的流场测量。从附面层探针测量结果中能清晰识别出附面层区和主流区;获得了该压... 在四级低速大尺度轴流压气机试验台上,利用自行设计加工的十孔梳状附面层探针、四孔探针以及埋入高频响Kulite传感器的动态探针,针对端壁区流动展开了详细的流场测量。从附面层探针测量结果中能清晰识别出附面层区和主流区;获得了该压气机进口的附面层位移厚度、动量损失厚度、能量损失厚度及堵塞系数,且实验结果表明,采用平板紊流附面层公式能较好地进行附面层厚度的估算;采用位移机构带动四孔探针测得的第三级压气机转子进出口流场速度结果显示,受轮毂旋转作用,转子后的下端壁区附面层厚度明显要小于上端壁区附面层厚度;动态探针测量结果能较为明显地识别出叶尖泄漏涡的发展轨迹,且随着流量系数的减小,叶片尖部最大负荷点从尾缘向前缘移动,导致叶尖泄漏涡起始点前移。 展开更多
关键词 端壁附面层 叶尖泄漏涡 旋转失速 压气机
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突片激励射流冲击冷却的实验研究
18
作者 余业珍 张靖周 +2 位作者 武彬彬 牛宝联 李应林 《南京师范大学学报(工程技术版)》 CAS 2015年第4期19-26,共8页
对突片激励射流冲击冷却特性进行实验研究,分析突片形成的流向涡对冲击换热特性的影响,总结了双排射流孔的传热规律.实验结果表明,在双排突片射流冲击冷却中,突片具有改善冲击换热特性的作用,射流孔的排列方式以及两排孔之间流向孔间距... 对突片激励射流冲击冷却特性进行实验研究,分析突片形成的流向涡对冲击换热特性的影响,总结了双排射流孔的传热规律.实验结果表明,在双排突片射流冲击冷却中,突片具有改善冲击换热特性的作用,射流孔的排列方式以及两排孔之间流向孔间距的变化对冲击靶面的温度分布具有较大的影响,叉排孔的有效冷却范围更大,冷却效果更好. 展开更多
关键词 冲击冷却 突片 实验研究 双排孔 温度分布
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含有非解析子模块的非线性系统控制
19
作者 王继强 闵南燕 +1 位作者 叶志锋 胡忠志 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期580-586,共7页
针对模型中含有非解析子模块的非线性系统,提出了一种预测控制的设计方法。首先建立了与传统广义预测控制(Generalized predictive control,GPC)的联系,探讨了针对含有非解析子模块的非线性系统控制对性能指标的选取原则,并由此推导出... 针对模型中含有非解析子模块的非线性系统,提出了一种预测控制的设计方法。首先建立了与传统广义预测控制(Generalized predictive control,GPC)的联系,探讨了针对含有非解析子模块的非线性系统控制对性能指标的选取原则,并由此推导出了最优预测控制器,并进一步讨论了控制器的实施问题。由于所提出的设计方法不需要对非线性系统求逆,因此具有较低的计算复杂度。对两节机械手臂的仿真研究验证了所提出的设计方法的有效性。 展开更多
关键词 非线性控制 非数学解析模型 实时控制
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TM4C123GH6PM的旋转热管温度遥测系统设计
20
作者 刘渊 田彦云 张天宏 《单片机与嵌入式系统应用》 2015年第11期59-61,共3页
针对传统旋转热管温度测量系统存在信号干扰的问题,以低功耗、高性能的ARM芯片TM4C123GH6PM为硬件核心,结合多路K型热电偶测温节点及无线串口通信模块设计了实时温度遥测系统。基于LabVIEW开发监测界面,实现了对信号的显示、存储与回放... 针对传统旋转热管温度测量系统存在信号干扰的问题,以低功耗、高性能的ARM芯片TM4C123GH6PM为硬件核心,结合多路K型热电偶测温节点及无线串口通信模块设计了实时温度遥测系统。基于LabVIEW开发监测界面,实现了对信号的显示、存储与回放等功能。实验结果表明,该系统有效避免了信号干扰,成本低,易于操作且可扩展性强,具有较高的工程应用价值。 展开更多
关键词 TM4C123GH6PM 热电偶 MAX6675 无线串口通信 LABVIEW
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