In electric are furnace smelting, electrode regulator system is a key link. A good electrode control algorithm will reduce energy consumption effectively and shorten smelting time greatly. The offline design online sy...In electric are furnace smelting, electrode regulator system is a key link. A good electrode control algorithm will reduce energy consumption effectively and shorten smelting time greatly. The offline design online synthesis model predictive control algorithm is proposed for electrode regulator system with input and output constraints. On the offline computation, the continuum of terminal constraint sets will be constructed. On the online synthesis, the time-varying terminal constraint sets will be adopted and at least one free control variable will be introduced to solve the min-max optimization control problem. Then Lyapunov method will be adopted to analyze closed-loop system stability. Simulation and field trial results show that the proposed offline design online synthesis model predictive control method is effective.展开更多
在无人矿用卡车的轨迹跟踪任务中,露天矿的地形信息繁杂且路面类型多样,导致跟踪精度与横向稳定性之间的矛盾突出;此外,无人矿卡轮地交互的动力学特性复杂,矿卡的轨迹跟踪面临建模难度大的挑战。针对以上问题,提出了一种基于稳定性评价...在无人矿用卡车的轨迹跟踪任务中,露天矿的地形信息繁杂且路面类型多样,导致跟踪精度与横向稳定性之间的矛盾突出;此外,无人矿卡轮地交互的动力学特性复杂,矿卡的轨迹跟踪面临建模难度大的挑战。针对以上问题,提出了一种基于稳定性评价的无模型自适应控制(Stability-based Model Free Adaptive Control,SMFAC)方法,以数据驱动的方式实现对行驶稳定性和跟踪精确性的协调控制。在Pacejka轮胎公式的基础上引入路面附着系数对矿卡的影响,结合简化的动力学方程构建矿卡的质心侧偏角-质心侧偏角速度相平面,并对不同环境工况的稳定域边界实现动态辨识,实时求解矿卡的稳定系数。基于径向基网络构建Actor-Critic无模型轨迹跟踪控制器,Actor网络依据系统状态计算控制量,Critic网络评估实时控制量的价值并对价值函数进行拟合;结合稳定系数设计学习过程中的网络误差,以最小化误差函数为目标求解隐藏层权值的更新律,通过矿卡与环境的交互迭代出轨迹跟踪的最优策略。基于CarSim与MATLAB/Simulink搭建轨迹跟踪联合仿真系统,以验证所提出的SMFAC方法的有效性。结果表明:相比于无模型的PID算法与有模型的MPC与LQR算法,所提方法在低速与高速的情况下均可兼顾角度跟踪精度与横向跟踪精度,在双移线、单移线、曲线工况中均取得最优轨迹跟踪性能。此外,SMFAC方法可抑制输出动作的波动,生成较为平滑的行驶轨迹,保障了无人矿卡的操纵稳定性。展开更多
地震P波、S波初至时间的拾取是地震波分析的一项基础性工作.本文提出了一种新的地震波初至时间自动拾取的方法:首先,把地震波的三分量时程曲线变换为一组空间向的能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行STA/LTA(Short Time Av...地震P波、S波初至时间的拾取是地震波分析的一项基础性工作.本文提出了一种新的地震波初至时间自动拾取的方法:首先,把地震波的三分量时程曲线变换为一组空间向的能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行STA/LTA(Short Time Average/Long Time Average,短时间的均值/长时间的均值)处理,拾取地震P波和S波的大致初至时间;最后提出采用一种二次方自回归模型对初至附近的能量变化率曲线进行二次方自回归处理,精确拾取出P波和S波的初至时间.本文采用了10组芦山地震的记录数据和150组汶川地震的记录数据对此方法的可靠性进行了检验.以人工拾取结果为参考,此方法具有很高的准确率和稳定性,同时,相比于常用的STA/LTA方法和AIC(Akaike Information Criterion,Akaike信息准则)方法,此方法在计算时间效率方面稍微逊色,但是对S波初至时间的拾取精度和可靠性更高.此方法丰富了地震P波、S波初至时间的自动拾取方法.展开更多
基金Item Sponsored by National Science and Technology Support Plan of China (2007AA041401,2007AA04Z194)
文摘In electric are furnace smelting, electrode regulator system is a key link. A good electrode control algorithm will reduce energy consumption effectively and shorten smelting time greatly. The offline design online synthesis model predictive control algorithm is proposed for electrode regulator system with input and output constraints. On the offline computation, the continuum of terminal constraint sets will be constructed. On the online synthesis, the time-varying terminal constraint sets will be adopted and at least one free control variable will be introduced to solve the min-max optimization control problem. Then Lyapunov method will be adopted to analyze closed-loop system stability. Simulation and field trial results show that the proposed offline design online synthesis model predictive control method is effective.
文摘在无人矿用卡车的轨迹跟踪任务中,露天矿的地形信息繁杂且路面类型多样,导致跟踪精度与横向稳定性之间的矛盾突出;此外,无人矿卡轮地交互的动力学特性复杂,矿卡的轨迹跟踪面临建模难度大的挑战。针对以上问题,提出了一种基于稳定性评价的无模型自适应控制(Stability-based Model Free Adaptive Control,SMFAC)方法,以数据驱动的方式实现对行驶稳定性和跟踪精确性的协调控制。在Pacejka轮胎公式的基础上引入路面附着系数对矿卡的影响,结合简化的动力学方程构建矿卡的质心侧偏角-质心侧偏角速度相平面,并对不同环境工况的稳定域边界实现动态辨识,实时求解矿卡的稳定系数。基于径向基网络构建Actor-Critic无模型轨迹跟踪控制器,Actor网络依据系统状态计算控制量,Critic网络评估实时控制量的价值并对价值函数进行拟合;结合稳定系数设计学习过程中的网络误差,以最小化误差函数为目标求解隐藏层权值的更新律,通过矿卡与环境的交互迭代出轨迹跟踪的最优策略。基于CarSim与MATLAB/Simulink搭建轨迹跟踪联合仿真系统,以验证所提出的SMFAC方法的有效性。结果表明:相比于无模型的PID算法与有模型的MPC与LQR算法,所提方法在低速与高速的情况下均可兼顾角度跟踪精度与横向跟踪精度,在双移线、单移线、曲线工况中均取得最优轨迹跟踪性能。此外,SMFAC方法可抑制输出动作的波动,生成较为平滑的行驶轨迹,保障了无人矿卡的操纵稳定性。
文摘地震P波、S波初至时间的拾取是地震波分析的一项基础性工作.本文提出了一种新的地震波初至时间自动拾取的方法:首先,把地震波的三分量时程曲线变换为一组空间向的能量变化率时程曲线;然后对能量变化率时程曲线进行STA/LTA(Short Time Average/Long Time Average,短时间的均值/长时间的均值)处理,拾取地震P波和S波的大致初至时间;最后提出采用一种二次方自回归模型对初至附近的能量变化率曲线进行二次方自回归处理,精确拾取出P波和S波的初至时间.本文采用了10组芦山地震的记录数据和150组汶川地震的记录数据对此方法的可靠性进行了检验.以人工拾取结果为参考,此方法具有很高的准确率和稳定性,同时,相比于常用的STA/LTA方法和AIC(Akaike Information Criterion,Akaike信息准则)方法,此方法在计算时间效率方面稍微逊色,但是对S波初至时间的拾取精度和可靠性更高.此方法丰富了地震P波、S波初至时间的自动拾取方法.
