【摘 要】
:
随着多轴同步控制应用的愈加广泛,对其安全可靠性的要求也日趋严苛,而对于有长时间连续运行期许的多轴同步系统,则需考虑其元部件退化下系统的在线自主维护,以确保多轴系统的安全可靠运行。这也为系统寿命预测与健康维护(Prognostic and Health Management,PHM)技术提供了新的应用场景。本文针对一类考虑执行器退化的多轴同步控制系统,围绕满足延寿需求的框架构建、执行器隐含退化建模、
论文部分内容阅读
随着多轴同步控制应用的愈加广泛,对其安全可靠性的要求也日趋严苛,而对于有长时间连续运行期许的多轴同步系统,则需考虑其元部件退化下系统的在线自主维护,以确保多轴系统的安全可靠运行。这也为系统寿命预测与健康维护(Prognostic and Health Management,PHM)技术提供了新的应用场景。本文针对一类考虑执行器退化的多轴同步控制系统,围绕满足延寿需求的框架构建、执行器隐含退化建模、系统剩余寿命(Remaining Useful Life,RUL)预测及在线自主维护等,展开了较为系统的研究,主要内容与创新包括:1)以延寿需求为目标的多轴同步控制系统框架的构建以实际工程中广泛应用的PID+偏差耦合并联同步控制结构作为研究背景;从工程实用的考量出发,结合动态矩阵控制(Dynamic Matrix Control,DMC)可通过调整控制参数进行在线自主维护的特质,在不改变系统原有结构的情况下,视多轴同步系统为底层被控对象,以串级方式在外环引入DMC作为延寿控制器;在上层进一步增设PHM模块,依据执行器退化量与系统性能指标等感知信息,对多轴同步系统进行RUL预测及延寿控制等自主认知决策,从而构建了满足延寿需求的PHM与DMC-PID串级相结合的多轴系统新架构。2)多轴同步控制系统的RUL预测与分阶段延寿考虑执行器退化的非线性非单调特征,首先基于Wiener过程对其进行退化建模,并通过对执行器隐含退化与多轴同步系统性能指标间的关联分析,给出首达时间概念下系统失效定义,进而以概率统计的方法得到系统RUL预测概率分布;其次针对系统退化所呈现的多阶段特性进行定性区分,并采用分阶段调控DMC参数的延寿策略,实现了多轴同步系统的在线自主维护。经以升降舞台多轴系统仿真验证,表明文中方法可准确预测多轴系统的RUL,并据此通过定性关联下确定的分阶段延寿策略可有效延长系统使用寿命。3)多源不确定性下多轴同步系统的RUL预测与自适应延寿考虑历史退化数据匮乏及时变、个体差异和测量噪声等多源不确定性,首先基于Kalman滤波实时估计隐含退化真实值,将其纳入退化数据集,采用EM算法进行模型参数及RUL预测更新,为延寿控制提供更准确依据;其次,通过深入分析实际退化量及系统延寿期许的动态变化过程,建立了DMC参数调控过程对其由定性至定量的关系,提出了一种自适应延寿策略。仿真结果表明,其对DMC参数的调控过程更为精细平稳,可进一步提高多轴同步系统运行的安全可靠性。
其他文献
硫酸盐渍土在我国西北地区分布较为广泛,因其具有较强的盐胀性、溶陷性和腐蚀性,严重阻碍各类工程的顺利实施,因此盐渍土不良地质特性的研究和改良一直是工程领域的重要课题。沸石是一种多孔架状的碱或碱土金属铝硅酸盐,具有良好的离子交换和吸附能力,因此在农业领域被用作盐碱地改良材料。本文借鉴沸石在农业领域的科研成果和实践,研究沸石对盐渍土盐胀性的改良效果,同时为提高改良盐渍土的力学强度,选择麦秸秆作为土体力学
特殊的地理位置使中国地震发生频繁,而地震产生巨大的破坏力可瞬间使人间变为地狱。同时地震也引发火灾和爆炸等一系列次生灾害,使得震后救灾工作艰难重重。受相邻结构动力性能的差异以及地震波空间和时间效应的影响,当建筑间距较小时结构很可能撞击相邻结构。碰撞所产生的巨大动量脉冲使结构发生局部破坏,甚至产生连锁反应,导致结构局部或整体倒塌。为了保障人民群众在地震极端灾害下的生命安全,开展相邻建筑结构倒塌-碰撞动
经营管理成本管控是企业成本管理工作的组成部分,在企业成本压力不断攀升的情况下,企业管理者需要充分意识到做好经营管理成本管控的重要性,了解并把握这一工作存在的问题,并采取有效的措施加以解决,以此全面提升经营管理成本管控水平。企业应全面关注自身经营管理成本的基本构成,判断自身是否存在成本管控范围窄、成本管控责任不明确、预算编制与执行不到位等问题,结合实际情况调整经营管理成本管控范围、责任分配方案或预算
机器人技术是综合了计算机、控制论、人工智能等多学科而成的高新技术,是目前非常热门的研究领域。轮式移动机器人(Wheeled Mobile Robot,WMR)作为机器人领域的重要分支,其具有结构简单、灵活性强、体积小等特点,已经被广泛地应用于国防、服务业、工农业以及航空航天等领域,对人类的生活产生了积极的影响。WMR轨迹规划与轨迹跟踪技术是其正常工作的前提。所谓轨迹规划技术是依据机器人的起点与终点
焊接是体现国家制造业金属加工水平的重要技术,焊接接头质量与焊接效率是其中最为关注的问题。出于城市化建设与国防建设的需要,厚板金属材料的应用变得更加广泛,焊接需求也逐年增加。传统焊接工艺在进行厚板焊接时,用极高的热输入来达到熔化母材与填充金属的目的。这样会使近焊缝区产生过大的热影响区,使焊接接头力学性能降低,不能很好地满足厚板材料的焊接需求。超窄间隙焊接方法是一种高效低线能量焊接新方法,由于其在4-
山洪的暴发一般是在短时间内(数分钟至几小时内)暴雨或拦洪设施崩溃等有关的地表水迅速汇集,河流水位迅速上升,水流速度快,预警难度大,对受灾区国民经济和人民生命财产造成巨大威胁,是全世界最具破坏性的自然灾害之一。受到季风气候和复杂的山地地形影响,中国面临着严重的山洪问题。根据《2020年中国水旱灾害防御公报》,从2011年到2020年,平均每年约有356人因山洪灾害死亡失踪,占洪涝灾害死亡人数的59.
组合结构柱兼具纯混凝土柱和纯钢柱的优点,在(超)高层建筑中得到广泛应用,但是本身存在一定的缺点,如型钢混凝土柱(SRC柱)混凝土易局部压碎导致箍筋崩脱保护层脱落从而延性降低,钢管混凝土柱(CFT柱)处于双向受压状态,约束效应较低,在宽厚比较大时同样会产生局部屈曲现象导致延性降低,部分外包混凝土组合柱(PEC柱)作为一种新型的组合结构柱可以有效解决上述的缺点。采用冷弯薄壁C型卷边槽钢替代传统的工字形
在成品汽油罐式在线调和生产中,精准、长效的高质量调和配方生成,是确保成品油质量且趋近卡边生产的基础。由于调和主料的原油产地和性质不同、罐底留存余油等引起的批次现象,使单一模型生成的配方难以满足生产期许。因此,本文受成品汽油罐式批次调和过程中提升一次调和率和卡边生产需求的驱动,围绕调和配方的集成建模与维护问题开展了较为系统的研究,主要工作如下:1)为解决汽油罐式在线调和中产品质量过剩、一次调和率较低
焊接技术是现代制造业不可或缺的一部分,对于一些形状各异的待焊结构,考虑到制造工序及生产效率等问题,横向焊接技术具有独特的优势。结合铸钢件的实际应用场景,将本文提出的超窄间隙横焊技术应用到铸钢件的焊接过程中,然而横向焊接时由于熔滴和熔池受到重力的影响,容易造成侧偏、断弧、攀升等异常工况,如何避免异常工况成为横向焊接过程中的主要难题,亟需采用有效的方法识别焊接过程中产生的异常工况,异常工况识别方法的研