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主题:自动控制 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2023-12-18

自动控制论文范文

自动控制论文

目录

  1. 第一篇自动控制论文范文参考:微流量地面自动控制系统关键技术研究
  2. 第二篇自动控制论文样文:基于仿人智能控制的无人地面车辆自动驾驶系统研究
  3. 第三篇自动控制论文范文模板:自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用
  4. 第四篇自动控制论文范例:煤矿复杂风网“瓦斯异常涌出—变频调风稀释”自动控制理论及方法研究
  5. 第五篇自动控制论文范文格式:基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究

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第一篇自动控制论文范文参考:微流量地面自动控制系统关键技术研究

随世界经济的快速发展,各国对的能源需求越来越大,石油天然气的勘探开发领域在不断扩展延伸,从老区到新区,从陆地到海洋,由浅到深,钻探风险和难度在不断增加.由于技术装备难以完全满足这些特殊地区作业的要求,导致钻井效率低下,尤其在窄安全密度窗口地区钻井时,极易发生漏失失返并引发严重的井喷事故,造成巨大的财产损失与人员伤害.对窄密度窗口的压力控制,常规控压技术已无能为力,有必要研究更合理的钻井技术来满足控压需求.相比其他常规、非常规的控压方法,微流量控制钻井技术具有操作简单、可缩短非工作时间、减小套管鞋受力等优点,是处理卡、漏、喷等事故的一种较好的控压技术.虽然微流量控制钻井技术在国外已有研究,但仍存在一些不足,需进一步实现提速、储层发现、窄密度窗口钻井等任务.本文将提出基于井底流量监测、地面进出口流量及压力监测的一套微流量控制钻井系统,并就自动化硬件控制设计及地面软件程序设计等关键技术进行研究,主要包括自动化控制总体方案设计、钻井工艺流程图设计、电液联动调节控制设计、环空水力系统设计、节流阀开度控制设计及特殊工况作业设计.

在广泛深入地调研国内外控压钻井技术现状的基础上,建立了一套微流量地面自动控制系统,包括地面自动化控制设计、流量控制策略设计及微流量地面监测软件设计.通过上位机的运算系统实时接收来自下位机上传的进口流量、出口流量、进口压力、出口压力、井深及岩层压力等数据,计算获得节流阀开度,与此同时继续读取流量运算,如此往复直至出口流量满足不同钻井工况的要求.

为满足微流量地面自动控制试验及节流阀开度调试的需求,设计了一套SYZ18型微流量地面控制模拟试验井架.该井架基于水动力学相似原理,在CFG23型长螺旋钻机桩架的基础上进行设计改造,包括井架系统、旋转系统、井筒系统、钻柱系统及激振系统.该实验架除满足微流量地面自动控制试验,还可实现气体、钻井液及气体-钻井液流动过程中的运移规律模拟,通过模拟井筒外的观察孔可观察流体的流动规律.

本文完善了钻井水动力学的几个数学模型及计算方法:(1)考虑虚拟质量力、相间阻力、角频率及气体滑脱等因素,建立了微流量控制钻井中气-钻井液、气-油-水-钻井液多相流动中压力传递速度的数学模型,基于压力波速唯一性原理,提出了基于压力波速图版的气侵位置预测方法;(2)考虑气体滑脱的影响,建立了井底衡压的节流阀套压补偿控制模型,达到了实时维持井底压力衡定的目的;(3)在气-钻井液两相流中,考虑井筒中压力波速实时变化,提出了基于时变波速计算起下钻过程中引发的气-钻井液两相波动压力的模型.(4)考虑回压、空隙率、压缩因子等因素的变化,采用了空间滑移网格及多次迭代取值的方法对多相流的连续守恒及动量守恒方程求解,减小了程序运行的时间复杂度,更可实时追踪气体运移速度;(5)由于流型转换过程中,参数曲线易出现锯齿现象,不符合实际井筒多相流的流动规律,采用三次样条函数插值的方法消除了压力、流速及空隙率等参数曲线的锯齿现象.

借助计算机VB.NET语言编制了微流量地面自动控制软件,基于计算实例分析了影响微流量地面控制的诸多影响因素,如气体运移速度、环空空隙率、两相流动中的气体溶解度、压力波速、压力响应时间、两步线性关阀引发的节流阀阀芯所受的瞬态压力及节流阀动作计划等.本文的研究成果可为微流量控制钻井设计及现场钻井作业提供理论及实践指导.

第二篇自动控制论文样文:基于仿人智能控制的无人地面车辆自动驾驶系统研究

无人地面车辆是未来陆军的重要力量,是实现战争信息化和无人化的重要平台,通过装载不同的装备,可以代*在核生化、辐射和爆炸物等恶劣复杂战场环境中完成各种各样的军事任务.随着信息战的出现和实践,现代战争将会变得更加激烈残酷,破坏程度更大,更容易造成人员的伤亡,如何减少人员伤亡,以非人员接触方式完成战争中的装备搬运、补给护送、医疗后送、侦察监视、探雷排雷甚至联合作战等军事任务愈发至关重要.在这种军事需求下,无人地面车辆能充分展示其军事潜力以及作战效能,承担着最具有危险性的重要军事任务,是现代陆军武器装备发展的重要方向之一,在决定未来战争成败和抢夺战场先机中将占据非常重要的作战地位.

在无人地面车辆的发展里程中,车辆自动驾驶系统主要负责实时并且准确地执行无人地面车辆具体的运动控制动作,其性能一直是影响车辆智能能力的关键因素之一,是无人地面车辆进行环境感知、路径规划以及推理决策等智能能力的基础,是无人地面车辆的关键系统之一.随着各项相关技术的不断发展、成熟,将来的车辆自动驾驶系统应该具有更高层次的适应能力和自主驾驶能力.

由于无人地面车辆所处环境的复杂性,加上无人地面车辆本身是一个非线性时变系统,这些很难用精确的数学模型进行描述,对基于模型的传统控制难以满足系统的设计指标,然而在传统控制理论的基础之上不断融入人工智能的思想,是解决这种控制难题的一个重要途径.

针对以上背景,本文设计并实现了一种具有仿人智能控制的通用型车辆自动驾驶系统,主要工作和创新点如下:

(1)建立了自动驾驶系统的动力学模型和具有耦合特性的车辆动力学模型,设计了直角弯道和“8”字形道路等两种典型道路轨迹对车辆动力学响应特性进行了仿真研究,分析了整车动力学模型的基本运动性能.仿真实验结果说明了车辆基于“预瞄-跟随”理论的PID控制实现了较为精确的轨迹跟踪,取得了较好的控制效果,为自动驾驶系统的设计与实现以及实车实验奠定了基础.

(2)设计并研制了自动驾驶系统的通用型执行装置和控制系统.执行装置采用模块化的设计方法,通过在人工驾驶车辆的方向盘、离合踏板、制动踏板、油门踏板和换档手柄上加装执行机构模块,及其相应的控制模块,然后将各模块通过CAN总线与上层决策系统进行连接,从而实现了车辆的自动操控.

(3)提出了一种基于本文所设计自动驾驶系统的无人地面车辆仿人智能运动控制算法,在运行控制级和参数校正级设计了基于该算法的自动驾驶系统的运动控制器,并在所设计的直角弯道和“8”字形道路轨迹上进行了仿真实验研究,仿真结果表明:仿人智能控制器的鲁棒性和控制精度都表现出比PID控制器更为优越的控制效果,进一步为实车实验奠定了基础.

(4)开展了自动驾驶系统的实车测试与验证.在前面研究内容基础之上,将所研制的自动驾驶系统原理样机安装到车辆上在实际道路上进行了实车的测试实验,包括车辆的纵向控制、横向控制以及综合控制等,通过所获取的实验数据来分析PID控制和仿人智能控制对无人地面车辆的实际控制效果.实车实验表明:所设计的自动驾驶系统实现了对车辆方向盘、制动踏板、油门踏板和换档手柄的精确控制,从而实现了控制车辆自主行驶的目的,并且仿人智能控制的表现比PID控制更为优越.为在人工驾驶车辆上进行无人化改造以及无人地面车辆的智能化控制的进一步研究奠定了坚实的基础.

第三篇自动控制论文范文模板:自动控制理论在火电厂热工自动化中的应用

本文将自动控制理论和火电厂热工自动化的具体对象相结合,进行了3个方面的研究工作:热工仪表非线性校正、主蒸汽压力的新型调节策略、主蒸汽温度的先进控制策略.

火电厂热工仪表普遍存在非线性特性,为了提高参数测量的准确度和仪表显示的精确度,基于智能控制理论,文中提出了热工仪表非线性校正的新方法:BP神经网络补偿氧化锆氧量计非线性特性的方法、CMAC神经网络校正测温传感器非线性特性的方法、遗传算法辩识节流式流量仪表非线性特性的方法.经过仿真实验,表明这些方法简单有效,并结合火电厂计算机监测系统指出其应用前景.

主蒸汽压力是火电厂中非常重要的参数,但是具有大惯性、纯迟延等特性,是一个比较难调的对象.基于炉膛辐射信号和模糊滤波器,文中给出了以炉膛辐射信号为中间被调量的主蒸汽压力串级模糊调节策略.基于主蒸汽压力降阶近似模型和二次型最优控制原理,文中还给出了主蒸汽压力的LQ次优调节策略.实验研究表明两种调节策略的效果令人满意,其中串级模糊调节策略适用于定压运行的机组,LQ次优调节策略适用于变压运行的机组.

主蒸汽温度也是火电厂中非常重要的参数,其控制要求很严格.根据最优控制理论和状态反馈,文中先提出了主蒸汽温度的最优反馈控制策略,其符合火电厂机组安全、经济运行的客观需求.结合CMAC学习控制器和串级控制系统,文中后提出了主蒸汽温度的串级CMAC学习控制策略,其速度快,自适应性强,非常适合于计算机实时控制.仿真研究表明两种先进控制策略的控制品质良好,远远优于PID控制.

第四篇自动控制论文范例:煤矿复杂风网“瓦斯异常涌出—变频调风稀释”自动控制理论及方法研究

近年来,瓦斯异常涌出诱发瓦斯爆炸事故时有发生,已经成为我国煤炭工业生产中亟待解决的重大问题.本文针对瓦斯异常涌出危害性大、防治难度高等特点,根据流体力学理论以及电机变频理论,结合PLC自动控制技术、监测监控技术以及计算机软件开发技术,从理论分析、实验研究、现场验证三个方面,对复杂风网“瓦斯异常涌出-变频调风稀释”自动控制理论和方法进行了深入的研究.

首先,从通风网络风量调节理论和风网解算理论等角度分析了风机变频调风对各分支的风量影响,在此基础上提出了分支风量对风机变频的灵敏度概念和敏感分支确定方法,并从理论和实例角度得出了分支风量与灵敏度的关系(Qi-Pi关系):风量越大的分支其灵敏度越高,通过变频调节风量也越容易;反之,则调风越困难.同时,对于敏感分支,风机调频时其分支风量变化最为明显.

其次,通过对瓦斯异常涌出的影响因素和调研数据分析,根据采掘工作面及回风巷风流中瓦斯异常涌出浓度的变化,将瓦斯异常涌出的表现形式分为快增快降式、快增慢降式以及波动式三类.在此基础上,经过理论推导和实例分析得出采煤工作面(瓦斯异常涌出分支)一般为敏感分支.针对采煤工作面瓦斯异常涌出,提出两种自动调风稀释方法:一是f-w随动控制调风法,该方法依据f-w随动控制理论进行调风,即结合瓦斯异常涌出分支在预测周期内的绝对涌出量的预测值w,通过迭代运算得到每个预测周期该分支的所需风量Q,并根据Q-f函数关系式得到与所需风量对应的频率f动态调节风机,达到调风稀释超限瓦斯的目的;二是曲线查找自动调风法,该方法借鉴f-w随动控制调风法的基本理论,但在计算风机频率时,采用了以风机曲线查找的方法替换了以Q-f函数关系式直接计算的方法,即通过网络解算的方式快速查找满足所需风量的风机特性曲线,利用风机特性曲线与风机运行频率之间的对应关系得到风机最佳工作频率,进而按此频率调风稀释超限瓦斯.同时,对两种调风方法的优缺点进行了比较分析,发现两种方法互有优缺点,但都不影响两种方法在实际中的应用.

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再次,在实验室搭建了通风网络管道实验模型、风机性能测定平台和“瓦斯异常涌出-变频调风稀释”自动控制平台.利用风机性能测定平台建立了相应的风机特性曲线库,这为曲线查找自动调风法奠定了良好的实验基础.同时,从安全角度考虑,以二氧化碳模拟瓦斯异常涌出的三种形式进行实验,即利用“瓦斯异常涌出-变频调风稀释”自动控制平台和管道实验模型,通过控制阀和流量计以二氧化碳的释放流量模拟三种瓦斯异常涌出方式下的绝对涌出量,并用f-w随动控制调风法和曲线查找自动调风法对其进行稀释.从实验结果来看,风机运行频率严格按照f-w随动控制法和曲线查找法原理进行变化,三种形式下二氧化碳均在短时间内被高效快速稀释,并且其浓度能控制在设定的安全阈值范围内.

最后,在山西大同唐山沟煤矿进行了现场实验,分别测定了风机在27Hz、29Hz、31Hz、33Hz和35Hz频率运行时3个测点的对应风量.实验结果验证了变频调风的可行性,通过对比分析,证明了分支风量对风机变频的灵敏度和敏感分支确定理论的正确性,也进一步验证了f-w随动控制调风法和曲线查找自动调风法实际应用的可行性.该理论的提出为煤矿瓦斯异常涌出的防治提供了一种新途径.

第五篇自动控制论文范文格式:基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究

基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究

随着电子技术的快速发展,以及驾驶者对汽车的舒适性、安全性、动力性和便捷性等各项性能的要求日益提高,自动变速器由于其具有降低燃油消耗率、改善排放、提高动力传动系统使用寿命以及减轻驾驶者劳动强度等一系列优点,得到了日益广泛的应用.

伴随着科学技术的进步,自动变速技术也不断发展,自动变速器经历着不断的改良、进化和升级.汽车动力传动系统一体化控制是结合自动变速理论和电子控制技术,通过电子装置控制发动机的输出转矩和通过相关执行机构控制自动变速器的工作状态实现档位变换.基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器(Dual ClutchTransmission,简称DCT)控制是指根据驾驶员的操作意图和当前车辆的运行状态,以及车辆其他电子系统对传动系统输出功率的需求,通过联合控制动力传动系统的相关部件(发动机、自动变速器等),达到精确控制动力传动系统功率输出的目的,实现良好的起步、换档品质.

双离合器自动变速器是近年来自动变速器领域的研究热点,它由传统平行轴式外啮合齿轮变速箱的基础上发展而来,分别将奇、偶数档位轴系布置在两个离合器上,换档过程通过两个离合器交替来实现.它既保持了传统手动变速器结构简单、机械效率高等优点,又能实现动力无中断换档,提高了车辆的动力性和经济性,改善了换档品质.

本文基于动力传动系统一体化的思想,进行双离合器自动变速器的动力传动系统开发和研究.针对基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器,在理论分析的基础上,结合仿真和试验,对基于动力传动系统一体化的DCT换档规律制定和换档品质控制技术进行了深入研究.在介绍了双离合器自动变速器的结构特点和应用现状的基础上,分析了传动系统控制的发展历程和动力传动系统一体化控制技术的研究现状,结合国家“863”高技术研究发展资助项目—“6档双离合器自动变速器开发”,进行基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究,具体如下:

(1)对整车系统进行建模,采用MATLAB作为建模基础建立系统仿真模型,根据基于模型的开发的特点,采用模块化的建模技术,将整个系统模型分为三个部分:驾驶员模型、控制器模型和整车硬件系统模型,利用MATLAB/Simdriveline对装备有双离合器式自动变速器的整车硬件进行建模分析,建立了整个传动系统的模型.通过对仿真结果和试验结果的对比,从动力性特性和燃油经济性特性两个方面表明仿真结果可以有效的反映车辆的运行情况,证明了仿真模型的有效性.为基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制策略开发奠定基础.

(2)对发动机转矩控制系统进行了设计,采用模糊补偿控制进行发动机转矩的精确控制,设计了电子节气门控制的软硬件系统,采用参数模糊自整定PID控制的方法实现了电子节气门的良好控制.进行了电子节气门控制试验,试验结果表明节气门开度跟随良好,证明了控制方法的有效性.

(3)在分析了传统的换档规律制定方法的基础上,采用动态规划的方法进行了基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器最佳换档规律的制定.分别进行基于传统综合型换档规律和基于动力传动一体化最佳换档规律下的ECE循环工况仿真、EUDC循环工况仿真和全油门加速性能仿真,通过仿真对比可以看出,采用本文制定的基于动力传动系统一体化控制的最佳换档规律,能够在不损失动力性的情况下,有效地改善燃油经济性.


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(4)在分析了换档品质评价指标的基础上,提出了基于动力传动系统一体化的DCT换档品质控制策略,通过联合控制发动机转矩和两个离合器的传递转矩实现换档前后转矩基本保持稳定的目标.采用径向基神经网络(Radial Basis Function NeuralNetwork简称RBFNN)智能控制算法进行离合器压力的补偿控制,实现离合器压力的精确控制,建立基于RBFNN的离合器压力智能控制系统并进行仿真,仿真结果显示,RBFNN离合器压力智能控制系统能够有效地保证实际压力跟随目标压力变化,减小压力控制的误差,实现离合器压力的精确控制.利用本文建立的传动系统模型,进行换档品质控制的仿真分析,仿真结果显示本文提出的换档品质控制策略,有效地提高了换档的平顺性,改善了换档品质.

(5)设计了基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器的电控系统方案,采用XC164CS单片机进行了PCU硬件系统开发,设计了电控单元软件架构,开发了基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器的电控系统的软硬件,介绍了数据采集和分析系统原理,进行了整车试验,通过试验验证了本文提出的控制策略的有效性.

本文通过理论分析与试验研究相结合的方法,对基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术进行了深入研究,试验和仿真结果表明,通过采用动力传动系统一体化控制技术,有效地改善了传动系的各项性能,获得了较好的换档品质,对双离合器自动变速器的开发具有一定的参考价值.

本文是一篇自动控制论文范文,可作为选题参考.

自动控制引用文献:

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