陀螺稳定平台状态补偿控制 被引量：16

1

作者 左哲 李东海 +1 位作者 戴亚平 宋跃进 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期141-148,共8页

基于状态补偿控制理论,设计了陀螺稳定平台的状态补偿控制系统。利用预补偿器约束系统频率特性,通过遗传算法优化参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明:在考虑参数摄动、外部扰动及耦合的情况下... 基于状态补偿控制理论,设计了陀螺稳定平台的状态补偿控制系统。利用预补偿器约束系统频率特性,通过遗传算法优化参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明:在考虑参数摄动、外部扰动及耦合的情况下,所设计的控制系统的幅值特性曲线斜率具有:低频段高于传统设计43.7%,高频段低于传统设计13.4%的效果;小于0.2s响应时间;扰动不敏感的性能鲁棒性。 展开更多

关键词 陀螺稳定平台 自抗扰控制 Tornambe控制 预补偿器 状态补偿控制

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基于辐射图像处理的单火嘴三维温度场测量 被引量：13

2

作者 张向宇 吕伟 +2 位作者 周怀春 刘奕兵 吴启明 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期115-120,共6页

利用辐射图像处理方法对一台单火嘴卧式试验炉开展了三维温度场测量的实验研究,并结合温度分布分析了燃烧器火焰长度、火焰直径等特征参数,与图像边缘提取算法得到的火焰外形参数一致.通过多支热电偶对温度场监测精度进行了验证,测量误... 利用辐射图像处理方法对一台单火嘴卧式试验炉开展了三维温度场测量的实验研究,并结合温度分布分析了燃烧器火焰长度、火焰直径等特征参数,与图像边缘提取算法得到的火焰外形参数一致.通过多支热电偶对温度场监测精度进行了验证,测量误差小于6%.将三维温度场测量技术应用于单燃烧器火焰监视,有助于全面了解火焰燃烧状态,指导燃烧器优化设计. 展开更多

关键词 辐射图像处理 单火嘴 三维温度场测量 火焰长度 测量误差

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汽轮发电机组多变量鲁棒控制系统的智能设计 被引量：6

3

作者 张玉兰 李东海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期116-120,共5页

汽轮发电机组的汽门调节回路与励磁调节回路之间存在较强的交连 ,且同步发电机本身具有振荡倾向 ,电网等值参数的经常变动又造成系统的摄动。因此 ,汽轮发电机组需要汽门与励磁相协调的多变量控制 ,而且控制系统必须有充分的鲁棒性。采... 汽轮发电机组的汽门调节回路与励磁调节回路之间存在较强的交连 ,且同步发电机本身具有振荡倾向 ,电网等值参数的经常变动又造成系统的摄动。因此 ,汽轮发电机组需要汽门与励磁相协调的多变量控制 ,而且控制系统必须有充分的鲁棒性。采用常规的控制系统设计方法往往需要多次试凑和仿真 ,且不一定能获得满意的效果。该文建议采用正规矩阵参数优化 (OPNORM)方法 ,并结合利用智能设计软件IntelDes3.0 ,以设计汽门与励磁的多变量控制系统 ,所得控制效果可明显优于其他设计方法 ,而控制器却可比其他方法简单得多。特别是 ,由于借助智能设计软件备有的知识库 ,以实现设计参数的自动选取 ,设计人无须具备高深的控制理论修养 ,便可完成高水平的设计。该文叙述了设计某 12 展开更多

关键词 汽轮发电机组 多变量鲁棒控制系统 智能设计

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基于热辐射成像建模求解的管式炉炉管温度检测 被引量：7

4

作者 张向宇 郑树 +1 位作者 周怀春 徐宏杰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期965-971,共7页

准确在线检测管壁表面分布式温度是优化管式炉加热工艺的关键所在。以一台工业管式裂解炉为试验对象,结合辐射图像处理方法,开展了管式炉炉管表面温度可视化检测研究。采用基于Monte Carlo的DRESOR法求解具有复杂边界条件的管式炉辐射... 准确在线检测管壁表面分布式温度是优化管式炉加热工艺的关键所在。以一台工业管式裂解炉为试验对象,结合辐射图像处理方法,开展了管式炉炉管表面温度可视化检测研究。采用基于Monte Carlo的DRESOR法求解具有复杂边界条件的管式炉辐射成像模型,实现了炉管辐射与火焰辐射、炉壁辐射的解耦计算,对炉管表面温度与热通量分布进行了在线监测,并研究了二者随工质流动方向的变化趋势。经过验证,温度测量误差小于2%,测量误差主要出现在最高和最低温区域。该项研究将有助于指导管式炉燃烧调整,改进加热工艺,提高炉管表面受热均匀性,延长炉管工作寿命。 展开更多

关键词 管式炉 辐射 炉管 建模 热通量

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能源动力仿真实验教学系统设计与应用 被引量：6

5

作者 高琪瑞 李东海 +2 位作者 薛亚丽 李政 倪维斗 《实验技术与管理》 CAS 2006年第5期84-86,共3页

简要介绍了清华大学热能工程系建立的能源动力仿真实验教学系统，以及该系统在学生实践教学环节的作用。以仿真实验系统为媒介的教学实践环节，不仅帮助学生了解了实际工程知识和动手操作能力，而且还极大地促进了学生对专业的了解和热... 简要介绍了清华大学热能工程系建立的能源动力仿真实验教学系统，以及该系统在学生实践教学环节的作用。以仿真实验系统为媒介的教学实践环节，不仅帮助学生了解了实际工程知识和动手操作能力，而且还极大地促进了学生对专业的了解和热爱，培养了团队协作精神，对学生综合素质的培养和学习理论课知识起到了重要作用。 展开更多

关键词 能源动力系统仿真 实践教育 综合素质

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欠阻尼对象的最优 PID 控制器参数整定方法 被引量：5

6

作者 薛亚丽 李东海 吕崇德 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第10期2347-2349,2366,共4页

研究了带有纯延迟的欠阻尼对象最优PID控制器的参数整定及性能鲁棒性评价问题。首先依据频域判据,确定保证闭环系统稳定的PID控制器参数域,然后采用全局寻优的遗传算法,获得ITAE指标最优的PID控制器参数。采用蒙特卡罗随机实验方法,对... 研究了带有纯延迟的欠阻尼对象最优PID控制器的参数整定及性能鲁棒性评价问题。首先依据频域判据,确定保证闭环系统稳定的PID控制器参数域,然后采用全局寻优的遗传算法,获得ITAE指标最优的PID控制器参数。采用蒙特卡罗随机实验方法,对模型参数在有界范围内摄动时的性能鲁棒性进行了定量的比较和评价。仿真结果表明,本文方法具有良好的动态性能,在对象参数摄动时与极点配置方法和幅值相位裕量方法相比具有较好的性能鲁棒性。 展开更多

关键词 最优PID控制器 欠阻尼对象 蒙特卡罗方法 性能鲁棒性

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基于Monte-Carlo实验的NRC参数整定规律研究 被引量：4

7

作者 徐益 李东海 +1 位作者 老大中 宋跃进 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2666-2673,共8页

基于Monte-Carlo实验研究了非线性鲁棒控制器(NRC)参数整定的规律。介绍了针对单变量非线性对象的NRC控制器设计方法,提出了一种以Monte-Carlo实验原理为基础的NRC参数整定规律研究方法。该方法以ITAE值和系统超调量为控制器性能指标,... 基于Monte-Carlo实验研究了非线性鲁棒控制器(NRC)参数整定的规律。介绍了针对单变量非线性对象的NRC控制器设计方法,提出了一种以Monte-Carlo实验原理为基础的NRC参数整定规律研究方法。该方法以ITAE值和系统超调量为控制器性能指标,主要分析NRC参数取值变化对控制系统鲁棒性的影响。以若干典型单变量非线性对象为例进行仿真研究,并在大量仿真试验结果的基础上,总结出NRC控制器参数整定的规律。 展开更多

关键词 NRC 控制系统 参数整定 MONTE-CARLO方法 鲁棒性

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构建能源与自动化教学综合实验系统 被引量：3

8

作者 高琪瑞 李东海 +1 位作者 薛亚丽 杨献勇 《实验技术与管理》 CAS 2006年第6期56-58,共3页

简要介绍了清华大学热能工程系建立的能源与自动化教学综合实验系统设计与构想，以及该系统在学生实践教学环节的应用，并阐述了该系统各部分主要功能及对学生综合素质的培养所起的作用。

关键词 能源动力 仿真 自动化 211工程

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船舶航向非线性控制系统仿真研究 被引量：3

9

作者 徐益 老大中 +1 位作者 李东海 宋跃进 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2009年第1期38-43,共6页

基于Bech模型并充分考虑舵机特性提出了一种结构简单的船舶航向控制器——TC控制器.介绍了船舶非线性模型的选取,描述了船舶舵机特性,在此基础上设计了TC控制器.通过参数整定实验确定了TC控制器各参数的取值,并进行了航向改变、航向保... 基于Bech模型并充分考虑舵机特性提出了一种结构简单的船舶航向控制器——TC控制器.介绍了船舶非线性模型的选取,描述了船舶舵机特性,在此基础上设计了TC控制器.通过参数整定实验确定了TC控制器各参数的取值,并进行了航向改变、航向保持及参数摄动仿真实验.仿真结果证明所设计的船舶航向控制器效果良好,具有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 航向控制 Bech模型 舵机特性 TC 参数整定 鲁棒性

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一种锅炉系统模型分析及其非线性控制 被引量：3

10

作者 王军 李东海 薛亚丽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第14期6-12,共7页

文中从控制系统设计的角度,对锅炉系统模型进行全面分析,并应用非线性控制方法,解决大范围、全工况、多扰动优化运行。首先分析线性化模型的可控可观性、非最小相位特性、基于相对增益矩阵的耦合性、配对策略和基于相对非线性测度的非... 文中从控制系统设计的角度,对锅炉系统模型进行全面分析,并应用非线性控制方法,解决大范围、全工况、多扰动优化运行。首先分析线性化模型的可控可观性、非最小相位特性、基于相对增益矩阵的耦合性、配对策略和基于相对非线性测度的非线性度等,认为该非线性锅炉模型是控制器设计和控制算法评价的标准问题;然后给出状态反馈线性化设计步骤、控制系统结构和鲁棒稳定性的理论保证;最后,仿真验证该非线性控制策略具有良好的设定值跟踪性能,对外扰和负荷扰动以及参数摄动均具有鲁棒性。 展开更多

关键词 相对增益矩阵 非线性测度 间隔度量 反馈线性化 鲁棒稳定性

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管式炉热物理量场反演 被引量：2

11

作者 张向宇 郑树 +1 位作者 周怀春 徐宏杰 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期8-13,共6页

通过建立工业管式裂解炉模型,结合辐射图像处理方法,开展了管式炉炉内热物理量场反演模拟研究.针对管式炉内复杂边界条件下的辐射传递方程求解问题,在蒙特卡洛方法中加入多尺度网格及能束步进求解策略,实现了炉管、火焰和炉壁辐射的解... 通过建立工业管式裂解炉模型,结合辐射图像处理方法,开展了管式炉炉内热物理量场反演模拟研究.针对管式炉内复杂边界条件下的辐射传递方程求解问题,在蒙特卡洛方法中加入多尺度网格及能束步进求解策略,实现了炉管、火焰和炉壁辐射的解耦计算.模拟研究结果表明,较小的测量误差条件下温度场重建误差小于4%,最大偏差小于30,K,并且能够实现对每根炉管表面温度的准确重建.该项研究将为提高管式炉安全监视和热力过程控制水平提供参考. 展开更多

关键词 管式炉 辐射图像处理 热物理量场 反演 炉管温度 多尺度

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一类热工过程分布参数模型的PID控制仿真研究 被引量：3

12

作者 陈星 李东海 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期2382-2386,共5页

分布参数系统普遍存在于热工过程中,PID是普遍采用的控制方法,因此有必要研究分布参数对象的PID控制问题。一般的PID控制器设计方法需要将分布参数模型简化为集总参数模型并降阶,这样就引入了模型误差;基于遗传算法的PID控制器优化设计... 分布参数系统普遍存在于热工过程中,PID是普遍采用的控制方法,因此有必要研究分布参数对象的PID控制问题。一般的PID控制器设计方法需要将分布参数模型简化为集总参数模型并降阶,这样就引入了模型误差;基于遗传算法的PID控制器优化设计方法(GAOPT)不受模型限制,可以直接基于分布参数模型进行控制器设计。利用GAOPT方法设计了一类分布参数模型的PID控制器。仿真结果表明,GAOPT方法比常规方法可以获得在超调量、调节时间、ITAE和性能鲁棒性等指标上都较优的控制效果;同时,基于分布参数模型的控制器比基于近似模型的控制器的控制效果有明显改善。 展开更多

关键词 PID控制 分布参数系统 遗传算法 MONTE-CARLO方法

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坦克稳定器状态补偿控制研究 被引量：1

13

作者 左哲 李东海 +1 位作者 戴亚平 宋跃进 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第23期5513-5517,共5页

基于状态观测、补偿理论,设计坦克稳定器控制系统。通过遗传算法优化控制器参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明在考虑系统的本质非线性环节、高频低幅外扰的情况下,所设计的控制器比PI控制具... 基于状态观测、补偿理论,设计坦克稳定器控制系统。通过遗传算法优化控制器参数,结合Monte-Carlo随机试验方法,进行系统的性能鲁棒分析。动态仿真试验表明在考虑系统的本质非线性环节、高频低幅外扰的情况下,所设计的控制器比PI控制具有更高的精度,更小的超调量,比滑模控制具有更强的扰动抑制能力,并且克服了本质非线性环节的影响,具有快速随动、稳态无静差、扰动不敏感的性能。 展开更多

关键词 状态补偿 自抗扰控制 适应性非线性控制 坦克稳定器 本质非线性

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BRDF表面对一维梯度折射率介质内辐射传热影响 被引量：1

14

作者 王志超 陶光春 +2 位作者 马文维 程强 周怀春 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1793-1797,共5页

辐射计算中的漫反射或镜反射假设并不足以完整地描述实际表面的特性.本文首次将BRDF、表面引入辐射传热分析。使用Minnaert模型模拟BRDF表面,通过遗传算法得到模型参数.用DRESOR法和逆蒙特卡洛法求解了含BRDF表面的-维梯度折射率介质中... 辐射计算中的漫反射或镜反射假设并不足以完整地描述实际表面的特性.本文首次将BRDF、表面引入辐射传热分析。使用Minnaert模型模拟BRDF表面,通过遗传算法得到模型参数.用DRESOR法和逆蒙特卡洛法求解了含BRDF表面的-维梯度折射率介质中的辐射传热问题。计算结果显示了DRESOR法和逆蒙特卡洛法的准确性。虽然BRDF表面和相应的漫反射表面对应的温度偏差仅为±1.5%,但辐射热流偏差高达±10.5%,这足以引起很大的分析误差,实际辐射热分析中应引起重视。 展开更多

关键词 BRDF 辐射传热 梯度折射率 DRESOR法 逆蒙特卡洛法

原文传递

气体光谱数据库对气体辐射特性的影响 被引量：1

15

作者 楚化强 顾明言 +1 位作者 周怀春 徐靖 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期213-220,共8页

利用最新光谱数据库提出了基于数据库的普朗克平均吸收系数计算方法和逐线法,并针对一维平行平板间等温辐射传热问题探讨了逐线法(line-by-line,LBL)、统计窄谱带模型(statistical narrow-band model,SNB)和统计窄谱带关联K模型(statist... 利用最新光谱数据库提出了基于数据库的普朗克平均吸收系数计算方法和逐线法,并针对一维平行平板间等温辐射传热问题探讨了逐线法(line-by-line,LBL)、统计窄谱带模型(statistical narrow-band model,SNB)和统计窄谱带关联K模型(statistical narrow-band correlated-K model,SNBCK)计算原理、计算精度和三模型间的偏离变化。结果表明,三种模型的结果吻合较好,几个数据库都比较准确。对于逐线法,表明可采用HITRAN2012(high resolution TRANsmission spectroscopic database)光谱数据库替代HITEMP2010(high-TEMPerature spectroscopic absorption parameters spectroscopic database)数据库来提高计算效率。 展开更多

关键词 光谱数据库 普朗克平均吸收系数 逐线法 统计窄谱带模型 统计窄谱带关联K模型

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大型蒸汽管网的在线仿真研究 被引量：16

16

作者 刘笑驰 蔡瑞忠 吕崇德 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第3期397-399,402,共4页

模型将蒸汽处理成为单相可压缩流体,将管网处理成为由节点和支路组成的一种网络结构。在仿真计算中,采用稀疏矩阵算法求解非线性方程组。同时,将管网模型与控制系统并列运行,通过实际运行数据辨识管路的阻力系数,使实际系统中管路的阻... 模型将蒸汽处理成为单相可压缩流体,将管网处理成为由节点和支路组成的一种网络结构。在仿真计算中,采用稀疏矩阵算法求解非线性方程组。同时,将管网模型与控制系统并列运行,通过实际运行数据辨识管路的阻力系数,使实际系统中管路的阻力变化实时反映到模型中来,达到在线仿真的目的. 展开更多

关键词 在线仿真 参数辨识 城市集中供热 大型蒸汽管网

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供热系统输配网络模型简化方法研究 被引量：2

17

作者 刘笑驰 吕崇德 《计算机仿真》 CSCD 2005年第4期57-60,63,共5页

该文以供热系统枝状网这种特殊拓扑结构的流体网络系统为研究对象,阐述了网络模型的简化原则,提出了相应的网络简化的方法。讨论的基准有两点:一是保证简化前后网络的温度延迟时间一致;二是保证简化前后工质的流动阻力保持不变。简化的... 该文以供热系统枝状网这种特殊拓扑结构的流体网络系统为研究对象,阐述了网络模型的简化原则,提出了相应的网络简化的方法。讨论的基准有两点:一是保证简化前后网络的温度延迟时间一致;二是保证简化前后工质的流动阻力保持不变。简化的网络模型,在动态性能损失不大的情况下,计算负荷大大降低。这种简化,对于掌握网络的热动态以及供热系统优化运行具有重要的意义。 展开更多

关键词 供热系统 流体网络模型 简化模型

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横向大剪切干涉应用于水平圆管自然对流换热 被引量：3

18

作者 朱进容 吕伟 周怀春 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期3034-3039,共6页

将横向大剪切干涉技术扩展到温度检测以及传热分析等应用场合中,得到了大空间自然对流水平圆管壁温从400℃降至13℃的整个过程的实时干涉条纹,然后根据一维无限长假设反演出相应的温度场,最终得到了多个壁温下沿圆周各个方向的温度梯度... 将横向大剪切干涉技术扩展到温度检测以及传热分析等应用场合中,得到了大空间自然对流水平圆管壁温从400℃降至13℃的整个过程的实时干涉条纹,然后根据一维无限长假设反演出相应的温度场,最终得到了多个壁温下沿圆周各个方向的温度梯度值,并拟合了Rayleigh数和Nuave之间的准则关系式。实验结果表明虽然壁面0°附近部分真实条纹可能被圆管竖直倾角引发的阴影遮挡而造成条纹级数检测值有轻微误差,但这不会对换热分析造成显著影响。与文献中主流准则关系式对比可知,利用横向大剪切干涉技术仅需简单的后处理即可得到具有很高的时间、空间分辨率的自然对流换热的可信数据。研究结果为今后热管换热器的理论研究和工程应用提供了参考。 展开更多

关键词 水平圆管 自然对流 换热 横向剪切干涉 剪切量

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