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[发明专利]一种无接触型悬浮抓取系统的模型参考自适应有限时间控制方法-CN202310620294.7在审
发明人：孔英;褚晓广;李文玉;李静 -专利权人：济宁医学院
申请日： 2023-05-30 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种无接触型悬浮抓取系统的模型参考自适应有限时间控制方法，属于磁悬浮控制领域。该方法包括构建含水平干扰和轴向干扰的单自由度模型，通过误差变换函数得到系统输入，基于有限时间稳定性理论，设计悬浮抓取系统有限时间指定模型，悬浮抓取系统跟踪误差变量能够在有限时间内收敛到稳定区域，本发明设计的有限时间指定模型是稳定的；基于模糊逼近技术，构建模糊状态观测器，根据状态反馈匹配条件，构建模型参考自适应有限时间跟踪控制器，有效提升悬浮抓取系统的悬浮跟踪性能、干扰抑制能力，对悬浮高度的变化具有良好的鲁棒性。
一种接触悬浮抓取系统模型参考自适应有限时间控制方法

[发明专利]磁悬浮混合风力发电系统-CN201810056781.4有效
发明人：褚晓广;蔡彬;孔英;衣学涛;李向东 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2018-01-22 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： F03D9/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁悬浮混合风力发电系统，将水平轴风力发电和垂直轴风力发电纳为一体，全方位捕获风能。采用磁悬浮驱动技术，完成机舱悬浮下偏航对风和垂直轴旋转体悬浮下风能捕获。风向改变促使垂直轴旋转体在H桥变流器作用下悬浮机舱，调节垂直轴桨叶迎风面积和垂直轴定子绕组电流，实现机舱主被动偏航对风；偏航结束后，机舱和机舱旋转体在悬浮电流控制下，柔性无冲击降落至复合塔架，垂直轴旋转体在小悬浮气隙下风能捕获，采用阻尼绕组电流调控、垂直轴桨叶迎风调控以及垂直轴定子绕组电流控制，协同实现垂直轴风能最大捕获。本发明的真正实用化将极大提升风能利用率，拓宽了风能利用空间，降低偏航功耗和设备维护费用。
磁悬浮混合风力发电系统

[发明专利]一种基于约束边界动态调整对称型障碍Lyapunov函数有限时间机舱悬浮控制方法-CN202310431147.5在审
发明人：褚晓广;潘浩东;李慧;孔英 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： H02P23/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种约束边界动态调整对称型障碍Lyapunov函数有限时间机舱悬浮控制方法，属于自动化技术领域。该方法基于障碍Lyapunov函数法，通过设计约束边界动态调整函数、变量转换函数，得到虚拟控制变量，作为有限时间控制器的输入：建立用于动态性能优化的两自由度悬浮模型；设计了起动性能静态优化函数与暂态性能动态优化函数，在此基础上设计了约束边界动态调整函数；基于此，设计了有限时间主控制器，采用基于虚拟控制变量的含分数阶的自适应方法估计集总干扰。本发明能有效抑制因外部扰动和参数不确定性对系统运行的影响，使系统具备良好的启动性能与抗干扰能力，确保磁悬浮系统平稳可靠运行。
一种基于约束边界动态调整对称障碍 lyapunov 函数有限时间机舱悬浮

[发明专利]一种水平轴风力偏航系统机舱悬浮控制方法-CN201910527636.4有效
发明人：褚晓广;衣学涛;蔡彬;孔英;董同乐;王伟超 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2019-06-18 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： F03D7/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种水平轴风力偏航系统机舱悬浮控制方法，采用等分方法将风力机舱下转子绕组，分割为前后侧绕组，由两侧悬浮变流器独立控制，实现机舱轴向悬浮和俯仰抑制，构建风机偏航系统的两自由度悬浮模型，采用坐标变换法将两自由度悬浮模型转换成两侧气隙悬浮动态模型，基于Lyapunov函数设计了悬浮气隙模型主导项中模型参数的自适应控制，在线获取主导控制模型中参数，设计了两侧悬浮同步跟踪补偿器，消除两侧悬浮模型交叉耦合项对悬浮同步跟踪性能的影响。本发明将极大提高机舱悬浮稳定、干扰抑制以及两侧同步跟踪性能，提升风机磁悬浮偏航系统对风精度和捕获功率，同时对较重悬浮物的多点悬浮控制具有较强指导意义。
一种水平风力偏航系统机舱悬浮控制方法

[发明专利]混合悬浮气隙调整型风机偏航系统-CN201710247549.4有效
发明人：褚晓广;蔡彬;孔英;王乃哲;李向东;郭登鹏;衣学涛 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2017-04-17 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： F03D7/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种应用于大中型风电机组的混合悬浮气隙调整型风机偏航系统，包括机舱旋转体、复合塔架以及偏航驱动等三部分，可实现悬浮气隙和偏航负载转矩动态可调的偏航对风和侧偏保护。机舱旋转体包括机舱、机舱底座、永磁体带以及内齿调速圈构成，配合复合塔架和偏航驱动完成机舱悬浮和偏航对风。复合塔架包括悬浮支撑体和塔架两部分，悬浮支撑体内有定子环带，与永磁体环带对应排列，共同产生悬浮斥力实现机舱悬浮，同时为偏航驱动提供转矩励磁。偏航驱动包括偏航转盘、旋转中轴、主动轮以及传动轴轮，产生偏航转矩、变比驱动机舱偏航。本发明极大地降低机舱悬浮和偏航的机械约束，动态改变偏航转矩，提高机舱悬浮偏航稳定。
混合悬浮调整风机偏航系统

[发明专利]含PPC同步俯仰状态约束的模糊滑模自适应风力机舱悬浮控制方法-CN202310397487.0在审
发明人：褚晓广;李文玉;孔英;潘浩东;马骢 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2023-04-14 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种含PPC同步俯仰状态约束的模糊滑模自适应风力机舱两端悬浮控制方法，包括指定性能控制俯仰状态约束同步控制、主导项参数自适应滑模跟踪控制和含同步与跟踪信息的模糊自适应补偿部分。含俯仰状态约束的PPC同步控制将俯仰角度以虚拟变量的形式引入至机舱多端悬浮控制模型，设计含同步误差分数阶的机舱俯仰约束轨线，以及基于同步误差转化重构变量俯仰约束控制，采用tanh{[(2\pi s)]}^{\gamma }弱化滑模抖振。采用含同步与跟踪信息的模糊自适应补偿部分进行智能逼近，提升机舱悬浮和俯仰暂态动态和稳态性能。本发明极大提升了机舱悬浮稳定性、抗干扰以及同步性能。
ppc 同步俯仰状态约束模糊自适应风力机舱悬浮控制方法

[发明专利]基于双RBF神经网络的反渗透膜组压力优化控制方法-CN202110519454.X有效
发明人：褚晓广;王恬;王铭涛;孔英 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2021-05-13 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于双RBF神经网络的反渗透膜组压力优化控制方法，构建反渗透膜组首段膜系统压力动态模型及其它各段膜稳态模型，建立考虑膜组各段膜压力综合最优的优化目标函数，根据实际滤饼污染层厚度在线调整压力优化值，采用RBF神经网络以实际膜组反渗透效率逼近最优反渗透效率为目标对压力优化值在线调整，在状态反馈控制器的基础上以RBF神经网络自适应补偿控制抑制系统的未知扰动，实现膜组各段压力和反渗透效率双重意义下的压力最优、变工况下优化压力的快速跟踪及反渗透膜组的稳定运行。
基于 rbf 神经网络反渗透压力优化控制方法

[发明专利]基于优化压力自适应补偿的反渗透膜组优化控制方法-CN202110519460.5有效
发明人：褚晓广;王恬;王铭涛;孔英 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2021-05-13 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于优化压力自适应补偿的反渗透膜组优化控制方法，构建用于控制的首段膜系统压力动态模型和用于优化性能评价的膜组各段稳态模型，进行变海水盐度下的反渗透膜组系统压力在线优化，在优化压力的参考下采用自适应补偿控制逼近反渗透膜海水淡化系统中的不确定干扰项，实现多膜反渗透膜组优化压力的快速跟踪并降低变工况时反渗透膜组的压力波动，减轻压力冲击造成的膜损伤，对提升多膜反渗透膜组的工作效率、延长膜的使用寿命有指导性意义。
基于优化压力自适应补偿反渗透控制方法

[发明专利]一种非线性不稳定风力机舱悬浮系统的模型预测控制方法-CN202010023914.5有效
发明人：褚晓广;孔英;李向东;蔡彬;王文轩 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2020-01-09 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明将非线性不稳定的风力机舱悬浮系统控制分为镇定和性能改善两部分，包括机舱悬浮镇定控制器、机舱悬浮预测控制器以及RBF神经网络的模型失配补偿器，协同完成机舱悬浮电流参考设定，采用状态反馈将非稳定的机舱悬浮系统进行镇定，基于镇定的机舱悬浮系统模型，构建离散化的模型预测模型，综合考虑气隙跟踪误差、气隙速度以及控制变量输入的多目标优化状态变量，实施预测参考电流，采用RBF神经网络的模型失配补偿器在线逼近模型失配值，并结合模型失配动态调整系数，共同完成模型失配补偿。本发明有效解决了模型失配对模型预测控制性能的影响，同时为模型预测在线优化调整，提出了一条智能补偿途径。
一种非线性不稳定风力机舱悬浮系统模型预测控制方法

[发明专利]多维度磁悬浮风能捕获系统-CN201610988241.0有效
发明人：褚晓广;李向东;蔡彬;孔英;王乃哲;郭登鹏 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2016-11-10 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： F03D7/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种多维度磁悬浮风能捕获系统，包括俯仰绕组、位置锁定装置以及偏航绕组。机舱在俯仰绕组、位置锁定装置和偏航绕组协同作用下实现俯仰、位置锁定以及偏航。俯仰绕组由NL和NR两对称部分构成，用于悬浮机舱实现俯仰和偏航，当风向与机舱俯仰角度不为0时，绕组NL和NR产生不平衡悬浮力，位置锁定装置上电，伸缩杆随机舱悬浮被动调整，实现机舱俯仰；偏航绕组由三相对称绕组构成，用于驱动机舱在悬浮状态下偏航，当风向与机舱偏航角度不为0时，位置锁定装置和偏航绕组上电，产生偏航力矩驱动机舱偏航；位置锁定装置在俯仰和偏航完成后掉电，承担机舱稳定对风。本发明将有效提升风能捕获系统对风精度，提高风能捕获效率。
多维磁悬浮风能捕获系统

[发明专利]海水波浪能淡化系统-CN201710466762.4有效
发明人：褚晓广;蔡彬;梁玉昊;孔英;李向东;郭登鹏;衣学涛 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2017-06-20 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： F03B13/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种海水波浪能淡化系统，包括两正交浮子组、曲柄联杆结构、海水淡化、压缩空气储能以及水气存储单元；两正交浮子组根据波浪方向全方位捕获波浪能，电磁离合器、锥形齿轮以及牵引齿轮协同耦合两浮子组捕获能量，并由曲柄联杆结构将牵引齿轮旋转运动转化为淡化活塞和压缩活塞的上下运动，中心浮球经电磁阀调节膨胀腔和压缩腔气压，平抑波浪能的波动功率，确保海水淡化的恒压转化。浓盐水废压能通过压缩活塞下移，转化成高压气体内能；水气存储单元存储淡水和压缩空气，调控中心浮球气压，提升压缩储能效率；本发明极大提升波浪能转化效率、反渗透膜淡化效率和使用寿命，必将推动波浪能海水淡化的真正实用化。
海水波浪淡化系统

[发明专利]一种闭环信息非对称约束在线调整机舱悬浮暂态性能的控制方法-CN202310431138.6在审
发明人：褚晓广;李慧;潘浩东;孔英 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： F03D7/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种闭环信息非对称约束在线调整机舱悬浮暂态性能的控制方法，属于自动化技术领域。该方法针对工况变化敏锐的系统进行状态约束，设计了一种非对称的障碍Lyapunov函数，并将闭环反馈信息引入约束函数的设计，设计了含闭环反馈信息光滑非对称型约束函数，基于障碍Lyapunov函数重构误差得到系统输入，建立风力机舱悬浮系统两自由度模型，设计了有限时间悬浮跟踪控制器和有限时间同步控制器。本发明在保证系统快速跟踪能力的同时，能有效抑制因外部扰动和参数不确定性对系统运行的影响，可以良好的兼顾暂态和稳态性能，确保机舱在外界干扰的影响下平稳可靠运行。
一种闭环信息对称约束在线调整机舱悬浮性能控制方法

[发明专利]一种基于反演控制位置非对称约束的积分滑模机舱悬浮控制方法-CN202310533892.0在审
发明人：褚晓广;潘浩东;李慧;孔英 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2023-05-12 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：一种基于反演控制位置非对称约束的积分滑模机舱悬浮控制方法，属于自动化技术领域。首先建立用于机舱高度与俯仰角度约束的两自由度悬浮模型，将机舱悬浮系统分为轴向悬浮系统和两侧同步系统，采用反演控制法将系统分为位置系统与速度系统，通过设计光滑非对称型障碍Lyapunov函数，对系统状态进行约束控制，得到速度系统的虚拟参考；基于系统速度构造积分滑模函数，针对速度系统设计积分滑模控制器，得到基于反演控制法的位置非对称约束的积分滑模控制律，采用基于积分滑模面的自适应方法估计集总干扰。本发明能有效抑制因外部扰动和参数不确定性对系统运行的影响，使系统具备良好的抗干扰能力与稳态性能，确保磁悬浮系统平稳可靠运行。
一种基于反演控制位置对称约束积分机舱悬浮方法

[发明专利]垂直轴四点气动悬浮式风力发电系统-CN201910336017.7有效
发明人：褚晓广;孔英;蔡彬;董同乐;韩子豪 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2019-04-25 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： F03D9/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种垂直轴四点气动悬浮式风力发电系统，采用四点气浮支撑风机旋转体，消除轴径向摩擦损耗，包括风机桨叶、风机旋转体、永磁同步发电机、压缩空气储能、悬浮阻尼装置以及变流器，压缩空气储能采用电磁离合器以及双向气动阀的合理控制，将超过发电机额定功率的风机功率部分压缩储存，为气浮和阻尼控制储存能量；悬浮阻尼装置通过合理控制三通气动阀门开度和方向，调整风机旋转体与塔架间的摩擦阻尼，实现风机旋转体的气动悬浮和阻尼控制。基于多气动阀门和电磁离合器的压缩功率调控，以及机侧变流器转矩控制，协同实现风机转速的粗细协同调节，极大提升风能捕获功率。
垂直四点气动悬浮风力发电系统

[发明专利]海上风力气动悬浮垂直轴海水淡化系统-CN201910336221.9有效
发明人：褚晓广;蔡彬;孔英;董同乐;韩子豪 -专利权人：曲阜师范大学
申请日： 2019-04-25 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： F03D9/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种海上风力气动悬浮垂直轴海水淡化系统，包括垂直轴风力机、压缩空气储能、气浮阻尼装置以及海水淡化，垂直轴风力机采用多层桨叶抑制倾覆力矩，并在风机旋转体气浮状态下高效捕获风能，气浮阻尼装置在高压气体作用下，调控风机旋转体和塔架间的摩擦阻尼，确保风机额定风速上的恒功率控制，根据捕获功率、淡水需求、压缩功率以及高压泵功率，投切高压泵、压缩机以及反渗透膜组件，在永磁发电机电磁转矩、高压泵和压缩机的协同控制下，结合压缩气体、高压水罐以及蓄电池的混合储能对波动风能平抑，实现风能高效利用、海水淡化效率提升。本发明的有效实施，将极大推动海上风电及海水淡化的真正实用化。
海上风力气动悬浮垂直海水淡化系统

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