采用滑模观测器的机载激光通信视轴精度控制 被引量：4

1

作者 王东辉 孔国利 陈书立 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期234-240,共7页

为了提高机载激光通信系统在机体振动和机械摩擦等扰动下的视轴对准精度,提出了一种基于滑模观测器的反步滑模控制方法。首先建立了机载激光通信系统的数学模型,然后通过设计的滑模观测器对扰动值进行估计,同时针对指令转换模块、激光... 为了提高机载激光通信系统在机体振动和机械摩擦等扰动下的视轴对准精度,提出了一种基于滑模观测器的反步滑模控制方法。首先建立了机载激光通信系统的数学模型,然后通过设计的滑模观测器对扰动值进行估计,同时针对指令转换模块、激光通信模块和电机模块逐步设计了反步滑模控制律,实现对机载激光通信系统视轴的高精度控制。实验结果表明:提出的方法与分数阶PID控制方法相比突出了更优的快速性和准确性,响应时间仅为0.4 s,最大空间对准误差仅为0.3 m,设计的滑模观测器能够快速、准确地估计出扰动值,响应时间仅为0.3 s,最大估计误差分别仅为0.1 m/s、0.06 (°)/s;和0.07 A/s,大幅提高了机载激光通信系统中视轴的对准精度。 展开更多

关键词 机载激光通信系统 视轴对准 扰动 滑模观测器 反步滑模控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用FPGA的动力锂电池内阻智能检测装置 被引量：3

2

作者 王蕊 董亮亮 孔国利 《电子器件》 CAS 北大核心 2021年第1期225-230,共6页

为了实现对动力锂电池内阻的高精度检测,通过对锂电池内部结构和工作原理进行分析,建立了等效电路模型,并采用交流注入法设计了电池内阻在线智能检测装置。将微小的交变激励电流信号施加在电池两端,同时利用在FPGA平台上设计的正交锁相... 为了实现对动力锂电池内阻的高精度检测,通过对锂电池内部结构和工作原理进行分析,建立了等效电路模型,并采用交流注入法设计了电池内阻在线智能检测装置。将微小的交变激励电流信号施加在电池两端,同时利用在FPGA平台上设计的正交锁相放大电路测量电池两端产生的响应电压信号,并通过引入圆周模式的CORDIC算法实现矢量运算,大幅提升了数据处理速度,最后根据欧姆定律计算出电池内阻的阻抗幅值和相位角。实验结果表明:设计的内阻智能检测装置能够方便测量出电池在各频段的阻抗谱,且具有较高的测量精度和稳定度,平均误差仅为0.231%,最大偏差也仅为0.452%,可为新能源汽车动力电池的健康诊断提供可靠的技术保障。 展开更多

关键词 动力锂电池 内阻检测 交流注入法 正交锁相放大器 CORDIC算法 阻抗谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

改进粒子群算法的目标函数变化分类动态优化 被引量：7

3

作者 苏玉 孔国利 《现代电子技术》 北大核心 2017年第7期175-178,共4页

由于优化问题的目标函数和约束条件都随着时间而改变导致其最优值也发生改变,提出一种基于改进粒子群算法的目标函数变化分类动态优化算法。首先对动态优化问题进行定义,明确问题的研究对象,提出对目标函数随时间变化程度分类的思想,通... 由于优化问题的目标函数和约束条件都随着时间而改变导致其最优值也发生改变,提出一种基于改进粒子群算法的目标函数变化分类动态优化算法。首先对动态优化问题进行定义,明确问题的研究对象,提出对目标函数随时间变化程度分类的思想,通过对变化的函数进行监测的方法将其分为剧烈变化、中等程度变化和弱变化三种类型,并针对不同的强度变化对粒子群算法采用不同的改进策略,最后将不同的策略融入计算。通过采用移动多峰问题进行测试,结果表明,提出的改进粒子群优化算法能监测目标函数变化,并能随时跟踪到最优解,平均离线误差相对于标准粒子群算法更小,性能更稳定。 展开更多

关键词 粒子群算法 动态优化 目标函数时变分类 移动峰问题

在线阅读 下载PDF 职称材料

蔬菜大棚温湿度和土壤水分自动智能管理系统 被引量：9

4

作者 孔国利 席红旗 《农机化研究》 北大核心 2015年第8期184-188,共5页

针对蔬菜大棚温湿度和土壤水分控制难的问题,采用远距离无线串口透传技术设计了自动智能管理系统,主要由温湿度监控节点、土壤水分监控节点和管理主机组成。监控节点利用处理器STM32F103作为控制核心而设计,被均匀布置在大棚的各个区域... 针对蔬菜大棚温湿度和土壤水分控制难的问题,采用远距离无线串口透传技术设计了自动智能管理系统,主要由温湿度监控节点、土壤水分监控节点和管理主机组成。监控节点利用处理器STM32F103作为控制核心而设计,被均匀布置在大棚的各个区域,通过传感器AM2302和SM2802M分别采集大棚温湿度和土壤含水率,通过无线串口透传模块E17-TTL100-SMA发送到管理主机。管理主机上运行着采用C#专业设计的管理软件,自动将接收到的数据进行处理、分析和显示,并存储在数据库SQL Server2008中,如超出了预设的作物最佳生长范围,根据系统设定自动控制风机和灌溉管道阀开关进行调节。通过对西红柿大棚的实验表明:该系统实现了大棚温度湿度和土壤水分的实时智能管理,大大降低了管理者的劳动强度。 展开更多

关键词 蔬菜大棚 温湿度监测 土壤水分控制 无线透传 智能管理

在线阅读 下载PDF 职称材料

红外吸收光谱的矿井瓦斯集中监控及处置系统 被引量：4

5

作者 张柯 孔国利 《电子器件》 CAS 北大核心 2020年第4期836-840,共5页

为了提高对矿井瓦斯检测的精度和处置响应速度,设计了瓦斯集中监控系统,系统主要由瓦斯检测装置、风机和监控中心组成。根据瓦斯对特定红外光谱的吸收特性,采用处理器STM32F407作为控制核心设计了瓦斯检测装置,由中红外量子级联激光作... 为了提高对矿井瓦斯检测的精度和处置响应速度,设计了瓦斯集中监控系统,系统主要由瓦斯检测装置、风机和监控中心组成。根据瓦斯对特定红外光谱的吸收特性,采用处理器STM32F407作为控制核心设计了瓦斯检测装置,由中红外量子级联激光作为光源,通过改进的测量气室后光强衰减,借助红外探测传感器和微弱信号处理电路测量红外光强的变化,并根据比尔-朗伯定律推导计算出气体浓度。瓦斯检测装置将采集的瓦斯浓度信息通过ZigBee网络发送到监控中心进行处理,若瓦斯浓度超标,会向所有风机发送控制指令,调整风机以最佳方式运行,尽快排出瓦斯。实验结果表明:设计的瓦斯检测装置即便在恶劣工况环境也能表现出较高的测量精度,全量程范围的平均误差仅为0.28%,明显优于化学催化传感测量方法,实现了对井下瓦斯的集中监控,且能够自动触发报警和控制风机,大大提升了矿井的作业安全。 展开更多

关键词 矿井安全 红外吸收光谱 瓦斯检测 微弱信号处理 ZIGBEE网络 风机控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种降低节点能量开销的ZigBee路由算法优化 被引量：5

6

作者 焦慧平 孔国利 《现代电子技术》 北大核心 2016年第8期68-71,共4页

为解决ZigBee网络由于不合理的路由策略导致节点能量浪费和网络陷入局部死亡的问题,提出一种降低节点能量开销的ZBR路由算法。所提ZBR优化算法在路由发送阶段,利用节点自动维护的邻居表信息,优先实现两跳路由传输;在路由发现过程中,根... 为解决ZigBee网络由于不合理的路由策略导致节点能量浪费和网络陷入局部死亡的问题,提出一种降低节点能量开销的ZBR路由算法。所提ZBR优化算法在路由发送阶段,利用节点自动维护的邻居表信息,优先实现两跳路由传输;在路由发现过程中,根据最大传输跳数和节点间的父子关系,控制ZigBee网络中RN+节点RREQ分组的洪泛,减少能量浪费;在路由选择时,设计节点能量标志位和能量感知的路由成本函数,减少能量偏低节点的使用概率,降低网络开销和提高节点生存率。通过与原ZBR算法及其他几种改进ZBR算法进行剩余能量和节点生存率对比仿真实验,结果表明:改进的ZBR算法的平均剩余能量提高了7.74%,在网络运行80s时节点生存率提高了20.29%,也高于其他几种改进ZBR算法,该算法可有效减少网络能量消耗,大大提高节点生存率。 展开更多

关键词 ZIGBEE网络 路由策略 能量开销 能量标志 节点生存率

在线阅读 下载PDF 职称材料

多元干扰下永磁同步电机滑模鲁棒控制 被引量：2

7

作者 张柯 曹坤洋 孔国利 《电子器件》 CAS 北大核心 2020年第6期1346-1351,共6页

为了提高永磁同步电机转子转速在未知负载力矩和电路扰动等影响下的控制精度,提出了一种滑模鲁棒控制方法。首先建立了包含多元干扰的永磁同步电机转速模型,通过设计自适应干扰观测器来估计未知负载力矩的大小,并对其收敛性进行了证明,... 为了提高永磁同步电机转子转速在未知负载力矩和电路扰动等影响下的控制精度,提出了一种滑模鲁棒控制方法。首先建立了包含多元干扰的永磁同步电机转速模型,通过设计自适应干扰观测器来估计未知负载力矩的大小,并对其收敛性进行了证明,然后采用非奇异终端滑模面设计了鲁棒控制律,并引入滑模自适应律估计出电路扰动的大小,最终实现了对多元扰动下永磁同步电机的鲁棒控制。实验结果表明:提出的滑模鲁棒控制方法与自抗扰控制方法相比,具有更优的稳定性、准确性和快速性,转速和加速度的最大误差分别仅为0.05 r/s和0.005 r/s2,自适应干扰观测器的估计误差仅为0.1 N·m,滑模自适应律的估计误差仅为0.05 V,大大提高了永磁同步电机转动的控制精度。 展开更多

关键词 永磁同步电机 多元干扰 自适应干扰观测器 滑模自适应律 滑模鲁棒控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于扇形分簇的无线传感器网络路由算法 被引量：3

8

作者 孔国利 苏玉 《现代电子技术》 北大核心 2017年第5期14-18,共5页

无线传感网络中低功耗自适应聚类分簇(LEACH)路由算法等概率选取簇首节点,容易导致整个网络节点能量损耗出现极端化,减少网络生存时间。为此,提出一种针对簇首节点选取和分簇的改进LEACH算法。该算法把整个网络区域分为四个扇形区域,在... 无线传感网络中低功耗自适应聚类分簇(LEACH)路由算法等概率选取簇首节点,容易导致整个网络节点能量损耗出现极端化,减少网络生存时间。为此,提出一种针对簇首节点选取和分簇的改进LEACH算法。该算法把整个网络区域分为四个扇形区域,在每个区域内独立进行分簇路由;然后基站根据节点剩余能量和与基站的距离进行簇首节点选择,节点根据簇首节点和基站接收信号强度选择路由方式,以均衡网络能量消耗。仿真结果表明,改进LEACH算法的网络寿命是原有LEACH算法的150%,数据吞吐量提升了3倍。 展开更多

关键词 无线传感器网络 能量均衡 扇形分簇 簇首 路由算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

近邻传播聚类算法的RBF隐含层节点优化 被引量：1

9

作者 李志超 孔国利 《现代电子技术》 北大核心 2016年第19期16-19,24,共5页

传统的RBF神经网络预测精度会由于随机选取隐含层中心节点不合适而导致算法效率低下和数值病态,为了提高RBF神经网络的效率,提出了一种用近邻传播AP聚类算法改进RBF神经网络的方法,并介绍了该方法的原理及建模步骤。由于采用的AP聚类算... 传统的RBF神经网络预测精度会由于随机选取隐含层中心节点不合适而导致算法效率低下和数值病态,为了提高RBF神经网络的效率,提出了一种用近邻传播AP聚类算法改进RBF神经网络的方法,并介绍了该方法的原理及建模步骤。由于采用的AP聚类算法属于自适应聚类学习算法,无需事先给定隐含层中心节点的个数,能够适用于不具有先验信息的预测。首先,利用AP算法根据训练样本的信息进行聚类迭代,从而确定RBF神经网络中隐含层的中心节点和节点数值,解决了RBF网络的中心取值问题。然后,把所有输入数据代入基于AP聚类算法优化的RBF神经网络中进行预测。由于AP算法无需预先指定聚类数目,所提方案能提高网络的学习精度和训练速度,利用所提优化方案对正弦函数进行逼近的仿真实验,结果表明该方案的逼近误差仅为0.005 5,在0.3噪声下能保持较好的预测精度。 展开更多

关键词 径向基函数神经网络 近邻传播聚类算法 隐含层 逼近误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于TDLAS-WMS的液体无损探测识别电子鼻系统 被引量：1

10

作者 孔国利 谷惠敏 《电子器件》 CAS 北大核心 2017年第1期194-198,共5页

为了实现对液体的无损探测识别,在可调谐二极管激光吸收光谱和波长调制光谱(TDLAS-WMS)技术的基础上,采用嵌入式处理器LPC2148和波长可调谐的分布反馈(DFB)激光器设计并研制了液体无损探测识别电子鼻系统,控制DFB激光器出射波长通过被... 为了实现对液体的无损探测识别,在可调谐二极管激光吸收光谱和波长调制光谱(TDLAS-WMS)技术的基础上,采用嵌入式处理器LPC2148和波长可调谐的分布反馈(DFB)激光器设计并研制了液体无损探测识别电子鼻系统,控制DFB激光器出射波长通过被检测液体的挥发气体,根据谱带的吸收情况进行探测,并将数据经过USB接口传输到上位机进行处理和分析。上位机根据气体信息数据库识别出被检测液体。测试结果表明,设计的电子鼻系统可以在不破坏待测物质化学性质的前提下快速准确地进行探测和区分识别。 展开更多

关键词 无损探测识别 谱带的吸收 主成分分析 电子鼻 激光器

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于激光气体同位素探测的多通池温度控制系统研制 被引量：3

11

作者 孔国利 苏玉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期41-47,共7页

采用激光吸收光谱法可实现气体同位素丰度的探测,由于待测气体吸收线的吸收系数会受待测气体温度的影响,将直接影响气体同位素检测系统的精准度和稳定度,文中设计并研制了一种高精度的多通池温度控制系统。硬件方面,采用高精度PT1000铂... 采用激光吸收光谱法可实现气体同位素丰度的探测,由于待测气体吸收线的吸收系数会受待测气体温度的影响,将直接影响气体同位素检测系统的精准度和稳定度,文中设计并研制了一种高精度的多通池温度控制系统。硬件方面,采用高精度PT1000铂电阻温度采集电路与聚酰亚胺电热膜加热装置,构成了一个完整的闭环温度控制结构。软件方面,采用Ziegier-Nichols工程整定方法对比例、积分、微分三个系数完成整定。针对被控对象结构复杂响应较慢引起超调量大问题,采用积分分离比例-积分-微分控制算法,使温度控制快速且无超调。利用该系统进行温度控制实验,实验表明:温度控制范围为18~42℃,温度控制精度达到±0.08℃,稳定时间位15 s,该系统具有精度高、响应快速、无超调的优点,为激光气体同位素探测提供了可靠保障。 展开更多

关键词 气体同位素检测 多通池 温度控制系统 积分分离PID控制算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

拖拉机牵引拖钩应变强度研究——基于折线硬化和曲杆模型

12

作者 刘爱荣 孔国利 +2 位作者 姜升 高明宪 魏金营 《农机化研究》 北大核心 2012年第4期185-188,共5页

从材料折线硬化的角度,建立在曲杆模型条件下,对拖拉机拖钩的弹塑性变形进行分析和研究。通过对位移方程逐次逼近积分,求出在弹塑性变形下拖钩的截面形心曲线的总位移Δ,并给出了确定钩口开度Δa值的曲线图。

关键词 折线硬化 中性轴 弹性区 塑性区 位移方程 钩口开度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进神经网络的船舶主机温度预测 被引量：2

13

作者 孔国利 王爱菊 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第9X期85-87,共3页

由于传统神经网络存在收敛速度慢的缺陷,导致对船舶主机温度预测精度低,为了对船舶主机温度进行精确的预测,设计了基于改进神经网络的船舶主机温度预测模型。首先对当前船舶主机温度预测研究现状进行分析,找到引起预测效果差的因素,然... 由于传统神经网络存在收敛速度慢的缺陷,导致对船舶主机温度预测精度低,为了对船舶主机温度进行精确的预测,设计了基于改进神经网络的船舶主机温度预测模型。首先对当前船舶主机温度预测研究现状进行分析,找到引起预测效果差的因素,然后采集船舶主机温度变化的时间序列,并采用过程神经网络对船舶主机温度变化趋势进行估计,实现船舶主机温度预测,最后进行船舶主机温度预测验证性实验。结果表明,改进神经网络可以提高船舶主机温度预测精度,船舶主机温度预测误差远远小于传统神经网络,获得了比较满意的船舶主机温度预测结果。 展开更多

关键词 船舶 主机温度 过程神经网络 温度变化态势

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于智能视觉的交通调度系统设计 被引量：1

14

作者 王爱菊 孔国利 马文越 《现代电子技术》 北大核心 2018年第16期148-150,154,共4页

基于GIS的高速公路监控与指挥交通调度系统对道路交通信息的智能视觉采集和处理效果差,存在交通调度效果差的弊端,设计基于智能视觉的交通调度系统。其主要由Zig Bee协调器模块、智能视觉模块以及交通控制基站等构成。采用Zig Bee协调... 基于GIS的高速公路监控与指挥交通调度系统对道路交通信息的智能视觉采集和处理效果差,存在交通调度效果差的弊端,设计基于智能视觉的交通调度系统。其主要由Zig Bee协调器模块、智能视觉模块以及交通控制基站等构成。采用Zig Bee协调器模块对车辆信息进行处理,协调系统调度性能。通过智能视觉模块中的车载传感器节点模块采集道路发生拥堵时道路信息,控制车载传感器节点的体积,控制系统整体能源和资金消耗;采用道路图像信息采集处理模块实现拥堵车辆图像信息的实时信息反馈。设计基于混合鱼群算法的优化处理算法调度交通车辆拥堵问题。实验结果表明,所设计系统交通调度效果佳,应用性强。 展开更多

关键词 智能视觉 交通调度 系统设计 ZigBee协调器 车载传感器 混合鱼群算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于DSP和ZigBee的农田灌溉水质监测控制系统设计 被引量：17

15

作者 张璐璐 孔国利 《农机化研究》 北大核心 2021年第12期229-232,237,共5页

首先,介绍了基于DSP和ZigBee的水质监测控制系统总体架构,确定了各控制单元、传感器模块的型号;然后,设计了浊度、温度、溶氧量和pH值检测电路,并完成了GPRS数据传输模块的设计与研究;最后,利用Delphi和Access数据库设计了农田灌溉水质... 首先,介绍了基于DSP和ZigBee的水质监测控制系统总体架构,确定了各控制单元、传感器模块的型号;然后,设计了浊度、温度、溶氧量和pH值检测电路,并完成了GPRS数据传输模块的设计与研究;最后,利用Delphi和Access数据库设计了农田灌溉水质后台监控软件,可以方便后台监控人员实时了解灌溉用水的水质状况。 展开更多

关键词 农田灌溉 水质监测 DSP ZIGBEE

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用Ziegler-Nichols-PID算法的激光红外多通池压强控制系统研制 被引量：5

16

作者 许绘香 孔国利 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期302-307,共6页

为了实现CO2气体同位素的高性能检测,研制了高精度、高稳定性的激光红外多通池压强控制系统。硬件方面,采用压强传感器连接于多通池前、后端,检测多通池内部气压,主控制器通过PWM信号,调控多通池前、后端比例阀导通状态,从而实现压强的... 为了实现CO2气体同位素的高性能检测,研制了高精度、高稳定性的激光红外多通池压强控制系统。硬件方面,采用压强传感器连接于多通池前、后端,检测多通池内部气压,主控制器通过PWM信号,调控多通池前、后端比例阀导通状态,从而实现压强的闭环控制。软件方面,采用Ziegier-Nichols工程整定方法,完成对P、I、D3个参数的确定。结果表明:多通池压强为60 Torr(1 Torr=133.322 Pa)时,控制精度为±0.04 Torr。试验中,利用研制的多通池压强控制系统对13CO2、12CO2气体分子在4.3μm吸收光谱进行测量。随着气体压强从0.026~0.066 atm(1 atm=101325 Pa),13CO2和12CO2气体分子吸收光谱的峰值随着压强增大而增大,吸收光谱宽度也随着压强的增大而增大。同时,利用红外气体检测系统对CO2同位素丰度进行长达2 h的测量。CO2同位素丰度均值为-9.081‰,测量值在-8.351‰^-9.736‰之间波动,最大偏差值为0.73‰。可以证明:该系统为红外CO2气体同位素的高性能检测提供可靠保障。 展开更多

关键词 红外气体检测 CO2同位素 多通池压强控制 Ziegler-Nichols工程整定方法 PID控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

云计算环境下改进PSO的化工设备故障诊断算法 被引量：2

17

作者 潘力 孔国利 +1 位作者 陈越 张文娟 《湘潭大学自然科学学报》 CAS 2018年第3期70-72,共3页

针对传统化工过程诊断方法计算能力较低、诊断精度较差的问题,提出一种基于云计算和简化粒子群算法的新型诊断方法:利用云计算技术充分调度高性能计算资源,完成大量化工过程变量的远程存储与计算;利用简化粒子群算法完成化工过程故障的... 针对传统化工过程诊断方法计算能力较低、诊断精度较差的问题,提出一种基于云计算和简化粒子群算法的新型诊断方法:利用云计算技术充分调度高性能计算资源,完成大量化工过程变量的远程存储与计算;利用简化粒子群算法完成化工过程故障的精确诊断.实验结果表明,提出的方法不仅可以提升故障诊断精度和速度,而且可以有效解决大规模数据的快速处理. 展开更多

关键词 化工过程 故障诊断 云计算 简化粒子群算法

在线阅读 下载PDF 职称材料