为了降低车用柴油机的NO_x排放,设计了用于增压中冷柴油机的排气再循环(EGR)系统。介绍了EGR控制系统及控制方法。该系统采用进气节流阀与EGR流量控制阀联合控制,可实现0～30%EGR率的优化。利用13工况对该系统控制NO_x的效果进行了评价。实验表明,采用EGR技术,可以大幅度地降低NO_x的排放,微粒排放基本不变。但HC和CO排放有所增加,13工况加权比油耗也较原机有所降低。

针对柴油机不同的运行工况提出了不同的标定目标:起动工况起动顺畅、污染小;怠速工况运行平稳、排放低;排放法规考察工况严格限制排放;其他工况有好的经济性等。试验在装有VP37电控分配泵的柴油机上进行。经过大量台架试验优化,较详细地分析了管理系统内部控制参数对柴油机性能的影响,并根据不同的优化目标确定了VP37的基本控制MAP。标定优化后的柴油机各项性能得到了整体提高,并且通过了严格的欧ⅢESC稳态循环测试。

为提高天然气发动机的动力性、经济性和排放性能,采用了缸内直接喷射天然气的方法,并对点火正时和空燃比实施了自适应控制。重点分析了以发动机自身转速为反馈信号进行自适应控制的天然气发动机干扰源的特殊性,提出并实施了因素抖动和抖动循环等寻优控制策略。采用数字滤波、系统复位与监控等措施,成功地进行了软件抗干扰可靠性设计。通过与硬件控制系统设计相结合,在一台单缸天然气发动机上进行了可行性验证与应用。结果表明:本设计可以滤除发动机外界负荷缓变的干扰,能实现发动机循环变动干扰的平均化处理与快速衰减,有效解决了外界负荷突变和外界强电磁干扰带来的影响。

在应用自行研制的助溶剂解决了乙醇与柴油相溶性问题的基础上,进行了增压中冷压燃式发动机燃用E10柴油醇十三工况排放特性的试验研究。结果表明:与燃用0^#柴油相比,燃用E10柴油醇的排放污染物HC、NO_x、PM和SOF的比排放量有所增加,CO和DS的比排放量有所减少;中小负荷工况分担率的增加导致了多种排放污染物比排放量的增加;乙醇的高汽化潜热使缸内温度变低是比排放量增加的主要原因。提高中小负荷的进气温度可以适当提高缸内温度,从而降低CO、HC、PM和SOF的比排放量,但NO_x比排放量会有所增加。

用边界元方法计算了某一摩托车排气消声器的消声性能。结果证明该边界元单元模型正确,计算方法合理。用声模态分析和声压分布图分析的综合方法分析了消声器产生消声低谷的原因,并利用长管道驻波的控制方法加以控制。这一方法对控制以轴向尺寸为主的消声结构的消声低谷非常有效。探索了一种消声器的设计和模拟分析方法。

基于汽车操纵稳定性总方差评价方法和神经网络控制理论,建立了汽车转向单神经元自适应PID控制算法。利用操纵稳定性评价中的轨迹跟随误差和方向盘忙碌程度的评价指标,建立了神经元学习的二次型性能指标函数,并采用梯度下降算法实现了单神经元控制器的连接权值的调整。最终采用汽车7自由度非线性动力学模型进行了不同行驶速度下的仿真计算。结果表明:该控制算法可较为精确地控制汽车对预期行驶轨迹的转向运动,并体现出良好的鲁棒性和自适应性。

为了获得车辆稳定行驶的临界车速,对铰接式车辆沿直线或大曲率半径曲线行驶时的稳定性进行了研究。将铰接式车辆简化为前、后两车节组成的系统,考虑了轮胎侧偏特性和液压转向机构的弹性,建立了铰接式车辆行驶稳定性线性动力学方程。给出了铰接式车辆行驶稳定性的两种判别方法:特征值方法和时不变输入下稳态响应方法。给出了稳定性因数表达式和临界车速计算方法和公式。指出了铰接式车辆的两种失稳形式:由于轮胎侧偏导致的失稳和由于转向机构缺陷导致的失稳。初步讨论了铰接式车辆侧向运动的频率响应特性。给出了两种铰接式车辆的临界车速动力修改灵敏度分析方法:基于时不变输入下稳态响应方法的直接求导法和基于复特征值分析的特征值法。以ZL10装载机为例进行了实例数值计算,得到了该车的临界车速。

基于SY6480轻型客车建立了车辆 人体振动系统的12个自由度动力学模型。模型中引入了四轮相关路面激励和人体模型,以能量方程推导出系统的动力学方程,进而对系统的振动过程进行了时域模拟和试验验证。所得的模拟结果比传统的频域模拟结果更精确可靠。对车辆角振动和人体各部位的振动情况谱分析结果表明:车身的角振动能量大约为垂直振动能量的1/4,研究时不能忽略,人体垂直振动的固有频率为2.0～2.5Hz,可为车辆平顺性设计提供参考。

利用流体分析软件STAR-CD对W305型液力变矩器内部流场进行了数值计算。采用混合平面理论处理旋转速度不同的各叶轮之间的相互作用。基于计算结果重点分析了泵轮内流场的特性,对泵轮进出口平面的速度和压力分布进行了研究,并与相关公开实验数据进行了定性对比,同时还对外特性进行了计算。将计算结果与试验数据进行对比表明了流场计算是十分准确的。

通过对图像特征选择不同方法的分析,考虑到图像的全局特征更易被检测到,而且更不易受到噪声和较小的局部失真影响,提出了以全局特征为立足点,即从图像的总体出发,采用图像的灰度均值为主要特征量的特征选择与提取方法。在此基础上,全面分析了数字分块的机理,并采用投影的方法得到了10个数字的特征值。为实现对数字的快速识别,对得到的数字投影值采用了方向特征的处理方法。试验结果表明:有噪声的情况下,通过利用统计原理获得数字特征值能够实现对数字的快速、准确识别,该方法具有较好的抗干扰能力。

无磨料低温抛光是一种可获得原子级超光滑表面的新方法。作者首先对加工区进行建模,并分析了冰盘与工件盘在水平面内的相对运动,然后利用Preston方程对工件的抛光均匀性进行了分析,并用数值方法实现了计算机仿真。结果表明:工件盘与冰盘的偏心距越大,工件的抛光均匀性越好。

运用纳米Al₂O₃作为粉末冶金件的表面改性材料,通过激光熔覆试验对粉末冶金件进行了表面改性。分析了激光熔覆的凝固过程,运用金相显微镜和扫描电镜对粉末冶金材料的表面改性层组织进行了观察,并对改性层不同组织的形成因素进行了研究。结果表明:熔覆后材料组织分为熔覆层区、界面结合区、基体区。从熔覆层到基体密度呈现由密向疏变化。激光熔覆组织主要受涂层成分及含量、工艺参数、形状控制因子G/υ(温度梯度/凝固速度)的影响,而形状控制因子又决定于工艺参数。当光带矩形光斑尺寸为15mm×2mm时,最佳功率为2.5kW,最佳扫描速度为90mm/min。

设计了一种高频大功率激光开关电源,建立了激光器开关电源主电路模型及buck电路的小信号控制模型。在PWM控制的基础上引入PFM控制,并设计出PFM与PWM的切换电路及外特性控制电路,实现了设计的控制要求,使整个控制系统具有PWM和PFM的双重优点。采用Matlab对其开环和闭环系统进行了仿真分析。最后通过整机实验验证了设计的正确性。

针对IEC61499标准下分布式控制系统的特点,引入流水线并行思想,在单回路和复杂控制系统中分别实现了IEC功能块的并行化处理,并对其优越性进行了分析。应用实例仿真结果表明,相对于常规集中式控制器,采用功能块并行化策略后系统采样周期大大降低,从而提高了控制品质。

In order to investigate the problem of quadratic stability of switched linear systems via cascading, all the real invariant subspaces of a given linear system were investigated, and the result was used to provide comparable cascading form of switching models. Using the common cascading form, a common quadratic Lyapunov function (CQLF) can be found by the set of CQLF of diagonal blocks.

基于输出重定义和滑模控制对导弹纵向通道的过载控制进行了设计,利用模糊逻辑系统对内部动态的不确定性部分进行了估计,保证了内部动态的误差一致最终有界,从而保证了对原系统的跟踪误差最终能收敛到关于模糊逼近误差的邻域。最后通过仿真对控制方法进行了验证。

针对具有不确定项的一类离散系统,设计了PID控制器,并采用LMI法优化控制器参数,得到一组控制器参数的优化解。该方法可与PID算法简单快速的特性相匹配。理论分析表明该方法是收敛的。仿真实验得出该控制算法具有很强的鲁棒性。

提出了一种基于锁相回路结构的自适应算法。给出了该算法的频域分析及参数设计。该算法可在线估测出准 周期干扰信号的相位及幅值,并能消除准 周期干扰的影响,可被直接嵌入工业控制器而无需改变控制器的结构。通过在卷绕传输系统中的应用验证了该自适应算法能很好地估测出干扰信号的参数,并能有效地抑制准-周期干扰的影响。

为解决稀土萃取分离生产过程中元素组分含量难以在线检测的问题,提出了应用软测量技术实现稀土萃取分离过程监测点元素组分含量的在线估计和对萃取分离生产过程两端出口产品纯度进行优化控制的方法。将该方法应用于某公司HAB萃取分离提钇生产过程,实现了稀土萃取分离生产过程的优化控制和优化运行,保证了第1段产品氧化钆钇纯度≥99.5%,金属钇回收率提高了2%。

针对有色噪声下一类含有未建模动态和扰动的非线性随机系统,提出一种鲁棒自适应平滑估计算法。该算法通过极小化状态平滑估计误差的方差和相邻时刻残差的协方差,在线辨识状态滤波估计误差和残差的方差,实现对未建模动态和扰动的自适应补偿。仿真结果验证了该算法在解决有色噪声下非线性随机系统的时变时滞与参数联合估计问题中的有效性。

根据控制在信息网络中作用的特点,首先介绍了基于网络的控制系统的概念,然后从建模和控制两个方面介绍了基于网络的控制系统的研究状况,进一步探讨了基于网络的非线性动态系统建模与控制、系统鲁棒性等有待解决的一些问题,并对此研究作了进一步展望。

为测量MEMS谐振器周期运动过程中各个时刻的运动特性及其动态特性参数,基于频闪成像原理得到了MEMS谐振器一个周期内各时刻的清晰运动图像,利用块匹配技术对MEMS谐振器的运动图像进行处理,从而得到其特性参数,为MEMS器件的设计提供重要参考。实验结果表明,该方法具有较好的测量精度,测量重复性达到40nm。

The issue of designing a type of generalized Luenberger observers for matrix second-order linear (MSOL) systems was addressed in the matrix second-order framework. By introducing the concept of stable matrix pair for MSOL systems, sufficient and necessary conditions for the design of the type of generalized Luenberger observers were given under the assumption of controllability and observability of the MSOL system. Based on the proposed conditions and the right coprime factorization of the system, a parametric approach to the design of such type of observers was presented. The proposed approach provides all the degrees of design freedom, which can be further utilized to achieve additional system specifications. A spring-mass system was utilized to show the effect of the proposed method.

根据冶金学的基本原理与RH精炼处理的内在原理,建立了RH静态脱碳模型、动态脱碳模型、温度模型、合金最小成本模型、成分预报模型等过程控制模型。集成式RH模型具有广泛的适应性和系统性,且成本低。模型先后在宝钢3^#RH、梅钢新建RH精炼炉、宝钢2^#RH、上钢一厂新建RH精炼炉取得了成功的应用。基于数据、专家经验、公式开发的人工智能自动建模软件的应用使RH温度模型取得了较高的精度。

A fractional-integral multiple ordering method was proposed to improve the integral multiple ordering method in material procurements. To illustrate the improvement effect, a new model considering a fractional-integral multiple ordering method was presented to extend the model proposed by Woo, Hsu, and Wu (2001), and a genetic algorithm was developed to resolve the modified model. Finally a numerical study based on the example used by Woo, Hsu, and Wu was presented to illustrate that the proposed model provided a lower or equal joint total relevant cost compared with Woo, Hsu, and Wu's model.

提出了一种ICA与小波变换技术相结合的过程监测方法。通过ICA方法分析出独立分量,经过小波分解后构造平均能量作为过程特征量。然后以相似度为监测指标实现过程监测。应用ICA方法比应用主分量(PCA)方法能更准确地提取非高斯分布信号信息,可以更加有效地实现对过程的监测。ICA能从原始的输入特征提取出更紧致、更适合后端处理的二次特征。由于二次特征能体现出数据中的本质信息,所以ICA方法相对于那些只考虑方差信息的特征提取方法有更好的性能。

基于工业监控相应背景提出了超远距离信息集成的概念。详细分析了其功能特点、技术需求和实现途径。提出了一种基于GSM短消息、具有脚本扩展功能的开放式超远距离监控系统。在GSM短消息编解码技术的基础上,设计了短消息通讯的应用架构、传输协议、应用指令协议。重点讨论了数据报传输过程中的分帧定义、收发和故障处理流程、监控指令和开放式的脚本扩展功能。作者设计开发的系统实现了数百公里范围内的超远程工业监控信息集成和功能扩展。

针对具有多变量、时变、非线性、强耦合等特点的加热炉燃烧控制过程,采用模糊控制、专家系统等技术建立了加热炉燃烧过程智能控制系统,提出了直接针对空气阀门开度和煤气阀门开度的模糊专家控制技术。该模糊专家控制系统能根据炉温偏差和炉温偏差变化率直接获得阀门开度的设定值,从而对加热炉燃烧过程进行自动控制,大大提高了炉温控制精度和升降温速度,实现了炉温的实时、准确控制,稳态控制精度为5%。解决了常规控制中存在超调量大、升降温速度慢和实时性差等问题。系统已投入运行,产生了显著的经济效益和社会效益。

对网络环境下的控制系统时延进行了分析,讨论了系统采样周期和网络时延对网络控制系统的影响,以优化控制系统性能为目标,以网络的可调度性为条件,结合系统控制与网络调度,给出了NCS的优化模型和采样频率的求取方法,并给出了优化实例。结果表明:该调度算法既满足了控制系统的性能,又优化了网络调度,提高了网络资源的利用率,为选择网络控制系统采样周期提供了指导方法。

利用二维循环平稳理论研究了非零均值乘性噪声中的二维三次非线性耦合问题。定义了特殊的四阶时间平均多矩谱,并用其有效地估计了参与二维三次非线性耦合的谐波频率和耦合产生的谐波频率。该方法不需限制噪声的颜色和分布。仿真实验证明了文中结论的正确性。

根据小波变换的框架式结构,提出了一种在FPGA上完全依靠重构来实现不同提升小波变换核的方法。根据变换特性和重构要求,采用了由下至上的结构体设计方法,将每个提升步骤用可编程的参数来表示,以保证每个提升步骤均可重构。给出了提升小波变换核在FPGA上的结构体,在逻辑综合时按不同小波的要求,改变参数可得到不同的结果。仿真实验表明,提升小波变换核的结构体在处理能力和功耗方面都取得了很好的效果,尤其在处理速度上,能满足图像处理实时性要求。

提出了一种新的基于小波包变换和BP神经网络的传感器突变故障诊断方法。根据小波变换在时域和频域都具有良好的局部化特性对信号特征进行精确定位,根据传感器输出信号的小波包分析提取能量变化率的特征向量,利用BP神经网络进行传感器故障分类。这种方法无需预先建立传感器模型和测量传感器输入信号,通过对小波包系数的削减,减少了冗余数据,提高了故障检测的实时性。仿真实验结果表明了该方法的有效性。

结合人机协同物流系统的信息集成需求对无线局域网的应用进行了深入的研究。在先进制造环境中建成了人机协同物流系统管理无线网和制造系统集成有线网相结合的无线局域网(WLAN)。使得系统中各种自动化设备和物流工作站之间保持稳定联机、实时通信,即节省了改造现有系统的投资,又实现了系统真正的柔性和硬件可重组性。并以物流工作站与人工驾驶物料运输小车之间的无线通信为例说明了其信息集成的具体实现过程。

依据网格的原理,为保护仿真模型开发者的知识产权,提出了解决网格应用中模型泄漏问题的一种新的资源调度策略。用网格进行汽车制造过程中的复杂结构的设计和极端情况的模拟,以网格服务的形式提供仿真模型服务,为各种仿真模型提供统一的接口标准,并根据计算单元可信度的高低建立了一种多级调度策略。理论分析和仿真计算结果表明:该调度策略既能在网格中实现仿真模型共享,又能保护模型开发者的知识产权。

软件开发过程实际上是"问题空间"向"方案空间"的转换过程。根据"问题空间"和"方案空间"的特点,对它们的表示方法进行了抽象,并从一些有代表性的问题入手,对有关程序功能的局限性进行了分析和讨论。由得出的结论可知:无论程序设计语言如何进步,只要最终的实际计算机是基于图灵机模型,则程序的功能总具有局限性,即存在大量不可判定的程序。这从理论上说明了基于"不可计算性"的密码系统的可行性,并为此给出了一个设想方案。

介绍了一种使用PowerBuilder数据窗口设计数据库应用程序模板的思路,并给出了部分实现过程。使用该模板可快速开发出基于单表或主子表的数据库应用程序,并提供了数据库表的基本操作,如:插入、删除、修改、查询和排序等。实际应用证明,该模板具有设计简单、易于实现和维护、稳定性好等特点,具有一定的实用价值。

根据毛细现象的附加压强理论,解释了剪断毛细管后,管中剩余的水分处于悬浮状态这一现象;结合土壤含有丰富毛细管的事实和耕地时犁铧切断土壤毛细管的过程分析,证明了土壤 犁壁界面存在由弯月面的附加压强产生的毛细负压,同时给出了毛细负压产生的判定式。根据界面粘附功的Young Dupre方程,应用毛细负压的观点解释了水接触角大的材料和仿生非光滑表面的减粘机理。