相邻权的有关理论（精选3篇）

相邻权的有关理论 第1篇

工程中,多点顶推系统的同步最终简化为多缸电液伺服系统的同步控制。由于多缸电液伺服系统负载多变性、伺服阀流量压力的非线性特性,以及油液黏度、泄漏等参数的不确定性,传统的控制方法难以得到满意的控制精度。长期以来,国内外许多学者对多缸电液伺服系统同步问题进行了研究。Sun等[1]充分考虑阀控缸油压的动态特性、油液黏度以及泄漏等的非线性特性,针对双缸举升系统,结合定量反馈控制理论和非线性扰动观测器,提出了一种两级控制策略。倪敬等[2]针对四缸举升系统,引入全局优化理论,并结合非线性扰动观测器,提出了一种类似经典PID的非线性PID控制方法。倪敬等[3]在定量反馈鲁棒控制理论的基础上,针对双缸电液伺服系统,引入交叉耦合PID控制,并借助有效容错机制,根据同步控制效果的不同,使控制策略适应当前系统工况,在交叉耦合PID控制与定量反馈控制之间切换。但是,该交叉耦合PID控制仅在传统PID控制基础上,加入同步误差补偿,对多缸电液伺服系统适应性较差。较之定量反馈鲁棒控制,交叉耦合PID控制对该控制系统的贡献不明显。

广义预测控制融合了最优控制与自适应控制,具有多步预测、滚动优化和反馈校正的特点,其优化方式有别于传统最优控制,采用在线滚动优化,且对数学模型精度要求不高,具有很强的自适应性和鲁棒性,对不确定性电液伺服系统尤为适用,目前已有不少成功案例[4,5,6,7]。相邻耦合控制由交叉耦合控制理论发展而来,吸收了“最小相关轴”的思想[8],即考虑与相邻两轴的同步误差,因此,控制器不会随着系统通道的增多而变复杂。相邻耦合控制理论结合了滑膜控制与Lyapunov鲁棒控制,在多电机同步控制和机器人编队控制中得到应用,获得了良好的跟踪性能及同步性能[9,10,11,12],但尚未见其与广义预测控制理论结合,并用于多缸电液伺服系统同步控制的报道。

因此,笔者将相邻耦合控制理论与多变量广义预测控制理论相结合,综合两者的优点,提出一种适用于多缸电液伺服系统的广义预测相邻耦合同步控制策略。

1 广义预测相邻耦合同步控制

1.1 多点顶推系统广义预测模型

多点顶推系统为多输入多输出系统,引入多变量广义预测系统,不考虑各子系统间的状态耦合,建立多点顶推系统广义预测模型(generalized predictive model of multipoint jacking system,GPMMJS)[13,14]:

式中,u(t-1)、y(t)分别为输入和输出;e(t)为n维零均值、不相关白噪声向量;Δ为差分算子。

GPMMJS模型输出预测式为

式中,为第i液压缸t+1时刻的预测输出;ui(t)为第i液压缸t时刻的输入;Np、Nu均为优化步长;fi和Gi可按经典广义预测控制方法计算[15]。

1.2 广义预测同步观测器

由相邻耦合同步控制理论[8]可知,在多缸电液伺服系统同步控制中,除了考虑单一缸的跟踪误差,还应考虑其与相邻两缸的同步误差。即第i缸的输入应能使第i缸的跟踪误差ei(t)→0,同时保证第i-1、i、i+1缸的同步误差收敛于零。因此t时刻下,第i缸同步误差表达式可写成:

进一步可推导,在每次滚动优化步长范围内的同步误差ε的观测值可写成:

式中,T为同步误差观测矩阵;I为Np阶的单位阵;0为Np阶的零矩阵。

第i缸同步误差的观测值为

相邻耦合同步控制的目标是使同步误差渐进收敛为0,即。显然,如若相邻两缸同步误差的差分量εi(t)-εi(t-1)≠0,即使εi(t)=0,也并不能保证同步误差在全局范围内收敛为零[16]。为此,本文引入同步误差的差分量φi(t)=εi(t)-εi(t-1)。定义同步误差差分量的观测值为

第i缸同步误差的差分量可进一步表示为

同步误差的差分量观测值向量可以表示为

可进一步展开:

构建状态向量ξ=[YTεTφT]T,其观测值为

至此,多点顶推系统在广义预测模型下的同步观测器已构造完成。

1.3 广义预测相邻耦合同步控制律

为同时获得满意的跟踪性能和同步性能,定义新的状态向量γ(包含期望输出、期望同步误差及期望同步误差差分量):

其中,W为期望输出,期望同步误差及期望同步误差差分量均设置为0。取性能指标为[14?15]

将式(2)、式(8)代入性能指标,则式(9)可写成:

通过极值必要条件J/ΔU=0,求得ΔU最优解为

第i缸在t时刻的控制增量为

系统控制律为

广义预测控制算法通过反馈模型校正,在线估计并实时改变模型参数,从而实现对不确定系统的自适应控制。参数估计方法有多种,本文采用遗忘因子μ(0<μ<1)递推增广最小二乘法进行参数估计。考虑系统对象最小二乘模型为

可按以下递推式对上述参数进行估计[15]

式中,μ为遗忘因子,一般选取0.95<μ<1;K(t)为加权因子;P(t)为正定的协方差矩阵。

在过程控制初始时刻,需要设置参数向量θ和协方差矩阵P的初值,通常情况下令,P(-1)=α2I,α为一足够大的正数。

2 多点顶推系统数学模型

本文以四点顶推系统为例,分别对各个电液伺服子系统单独建模。顶推系统中,电液伺服系统由控制器、电液伺服阀、液压缸、传感器以及负载等组成。

当液压执行机构固有频率低于50Hz时,伺服阀阀芯位移xv和输入电流Ic可表示为惯性环节[17]:

式中,Kv为伺服阀芯位移对输入电流的放大系数;ωsv为伺服阀固有频率。

伺服阀压力流量方程是一个非线性方程,利用小位移线性化法进行线性化处理[18],得到

式中,QL为负载流量;KQ为伺服阀流量增益;KC为伺服阀流量压力放大系数;pL为负载压力。

液压缸流量连续方程可简化为[18]

式中,Ap为液压缸活塞面积;x·为液压缸活塞速度;Ctp为液压缸总泄漏系数,Ctp=Cip+Cep/2;Vt为液压缸有效容积;K为油液的体积弹性模量。

液压缸负载方程可表示为

式中,m为液压缸活塞质量;Bp为液压缸黏性阻尼系数;FL为作用在液压缸上的外负载。

综合式(16)~式(19),可得到电液伺服系统的传递函数。将数学模型离散化处理,得到系统的CARIMA模型。本文假设四缸电液伺服系统各子系统参数均相同,如表1所示。

本文根据4种型号液压缸及伺服阀参数,建立四缸电液伺服系统CARIMA模型:

3 联合仿真

为验证本文提出的同步控制策略的有效性,在LabVIEW软件平台上,搭建四缸电液伺服实验系统,如图1所示。为模拟实际顶推工况中出现的液压缸负载不确定性,在仿真模型中对液压缸施加随机载荷,如图2所示。利用此实验系统,分别对本文提出的广义预测相邻耦合控制策略和主从式PID控制策略进行实验。控制4个液压缸分别在同一参考速度(10mm/s)下运动,分析并比较两者的跟踪性能与同步性能。

图3所示分别为广义预测相邻耦合控制策略(曲线2)和主从式PID控制策略(曲线1)下液压缸1与液压缸2、液压缸2与液压缸3、液压缸3与液压缸4的同步误差对比结果。两种控制策略下,相邻液压缸间的同步误差曲线经过误差超调过程后,渐进收敛于稳定值0,但广义预测相邻耦合同步控制策略下,该系统相邻液压缸间的同步误差相比于主从式PID控制策略的同步误差最大值小,收敛更快,且收敛后波动小。

图4所示分别为广义预测相邻耦合控制策略(曲线2)和主从式PID控制策略(曲线1)下液压缸1、液压缸2、液压缸3、液压缸4的速度跟踪误差对比结果。两种控制策略下,液压缸跟踪误差收敛于0。广义预测相邻耦合同步控制策略下,液压缸跟踪误差相比于主从式PID控制下的跟踪误差收敛更快,且收敛后波动小。通过对比得出,采用广义预测相邻耦合同步控制策略得到的同步误差及各液压缸的速度跟踪误差,都明显小于主从式PID控制策略下得到的结果,具有良好的稳态特性。在两种控制策略下,各个电液伺服系统起步时,都经历了一个超调过程,从实验结果可以看出,采用广义预测控制后,误差能更快速地收敛,具有更好的动态特性。

1.主从式PID控制结果2.广义预测相邻耦合同步控制结果

通过上述实验知:该控制策略下,各个电液伺服系统的同步性能与跟踪性能较好,因此该策略可以用于多缸电液伺服系统中。

4 结语

本文提出了一种多缸电液伺服系统同步控制策略。为同时满足同步性能和跟踪性能,根据相邻耦合理论,构造了同步误差观测器。改进了广义预测控制算法,将跟踪误差、同步误差及同步误差差分量嵌入性能指标,能确保跟踪误差与同步误差在全局范围内收敛为0。在LabVIEW液压试验平台上,对广义预测相邻耦合同步控制策略进行了实验,并把实验所得结果与主从式PID控制所得结果进行了对比。实验表明,广义预测相邻耦合控制具有良好的动态特性和稳态特性,并可同时满足多缸电液伺服系统的同步性能和跟踪性能。

1.主从式PID控制结果2.广义预测相邻耦合同步控制结果

摘要：针对多点顶推系统的同步控制问题,提出了一种广义预测相邻耦合同步控制策略。根据多变量广义预测理论,建立了多缸电液伺服系统的CARIMA模型。结合相邻耦合控制理论,构造了同步误差观测器,预测了同步误差。对广义预测控制算法进行了改进,在性能指标中嵌入跟踪误差与同步误差及其差分量,确保同步误差与跟踪误差在全局范围内并渐进收敛于零。实验表明该策略较之主从式PID控制策略,具有更好的跟踪性能和同步性能。

相邻权的有关理论 第2篇

国标《城市居住区规划设计规范》要求：对居住区规划范围内非属居住区自身功能要求安排或现状保留利用的其它建筑，则提出应符合“无污染、不扰民”为原则的要求。

国标《城市居住区规划设计规范》规定：住宅建筑侧面间距，除考虑日照因素外，通风、采光、消防，特别是视线干扰以及管线埋设等要求往往是主要的影响因素。

国标《城市居住区规划设计规范》5.0.2.3规定：住宅侧面间距，应符合下列规定：

(1)条式住宅，多层之间不宜小于6m；高层与各种层数住宅之间不宜小于13m；

读和城市规划有关理论的感想 第3篇

在读了很多关于生态城市规划建设的理论、方法和实际案例后，我收获很多。从很多资料文献中，我知道了城市规划中，生态系统的建设是不可忽视的很重要的一部分，要将生态观融入到规划方案中。我了解到了一些城市规划战略环境评价的主要内容和目的，还深切的体会到现代化城市的规划建设中，“经济主导型”向“社会主导型”转变的必要性。

城市是现代文明的象征，不仅在历史上引导人类历史的进步，而且在今天世界经济和社会发展中发挥越来越重要的作用。根据在城市发展中人与自然的关系来分析城市理念，它的发展经历了自然城市理念、工业城市理念和生态城市理念三种不同的形式。所谓自然城市理念，就是人类以尊重自然、畏惧自然的古代朴素自然观，来解决城市问题，指导城市规划和建设。工业城市理念，就是用机械的世界观来指导城市的规划和建设，把整个世界当作一个机器，把人也当成一个机器。前两种城市发展的理念，都是城市规划的先导，它们是城市规划不断走向成熟的必经阶段。随着城市规划方案随着社会发展的进步，现在的学术论坛上出现了越来越多“生态”“和谐”“环保”的字眼，让我们的视野不断向更科学的现代化城市规划建设延伸。城市理念发展的第三个阶段是生态城市理念。所谓生态城市理念，就是在城市规划和建设中体现人与自然和谐、人与人和谐的思想，按照生态学原理进行城市规划和建设，从而建立高效、和谐、健康、可持续发展的人类聚居环境。

生态城市是自然、城市和人融为一体的“社会一经济一自然"复合生态系统。根据我从一篇论文上看见的“城市复合生态系统”组成示意图如下，它能够很好的解释生态城市的理论内涵。

在《视点》杂志中，刊登了规划专家杨振华和中国工程院院士、高级城市规划师邹德慈的规划观点。杨振华说，中国的城市规划必须两条腿走路。“发展才是硬道理”不仅指经济的发展，也包含社会和文化的发展。如果只是一方面经济高速增长，而另一方面却是人文失落、文化失衡，那么，城市的宜居指数必然会降低，社会也不会有真正的稳定和和谐，经济发展也不可能持续。如果说，我们在城市规划方案中要取“他山之石”，那么一些发达国家在重视人文和社会科学门类学科，并维持其在城市规划领域内举足轻重的地位，正是我们今后需要补缺的。只有用社会科学和自然科学两条腿走路，我们的城市规划才可能迈出坚实而平稳的步伐。邹德慈认为，生态城市的核心是城市的生态系统，它由三个主要的子系统组成，如上图所示。起始的生态系统概念是从人与自然的关系切入，运用系统论的观点和方法来剖析工业社会城市而得出的一种认识，这种认识的重要价值是提炼出对一种新型理想城市的构想，因此，生态城市即是一种新型的理想城市。

至于“经济主导型”向“社会主导型”的转变，是我在《工程科技》中看见的，这是一篇关于城市规划与现代化城市规划管理的研究性论文。论文中主要阐述了国外在城市管理方面的经验与教训，为我们提供了借鉴。当前，世界许多国家对解决城市管理的问题取得了共识，就是要从先发展、再治理的传统发展观转向经济与社会相互协调、相互促进的现代发展观。目前，我国的城市管理体制改革尚在探索之中，要研究城市的自然环境、资源条件、历史沿革、产业特点和各种优劣势，就把城市的发展纳人整个国家和大区域的中长期发展目标中去考虑，探讨其发展趋势，为其定位，这是解决现代城市管理的方向性、指导性的根本问题。在计划经济条件下形成的城市规划管理上是一种“经济主导型”管理模式，忽视对城市公共社会环境和城市文明的建设与管理。现在，我们应建立“社会主导型”管理模式，它是一种在市场经济条件下现代城市管理模式，除了重视侧重对城市规划、基础设施建设之外，还要加强环境改造与保护、科技文化与教育，以及社会治安、卫生保健、社会保障等各方面的发展和管理。这种现代城市管理模式建立在系统观念的基础上，实现城市管理模式从“经济主导型”向“社会主导型”的转变，提高城市管理的现代化水平。

通过阅读《泛生态观与生态城市规划整合策略》一文，根据作者的阐述，我总结出了六条生态城市建设的对策与建议：(1)制定城市总体规划的同时，做好城市生态建设规划。规划必须以满足城市可持续发展需求为目标，立足城市市域范围，综合考虑城市周边地区及所在区域生态环境的影响因素。(2)建设生态建设，走城市生态建设与可持续发展之路。生态城市的建设必须遵守五个原则。系统原则：城市是一个区域中的一部分，城市生态系统也是一个开放的系统，必须与城市外部其他生态系统进行物质、能量、信息的交换。用系统的观点从区域环境和区域生态系统的角度考虑城市生态环境问题。自然原则：城市规模及结构功能等都受自然条件的限制，城市生态环境建设必须充分考虑自然特征和环境承载能力。经济原则：经济的发展是城市发展的前提条件，发展经济的同时必须保护环境，实现经济发展与环境保护相协调的原则。生态原则：维持城市人工生态系统的平衡，必须注意城市生态系统中结构与功能的相互适应，使城市能量、物质、信息的传递和转化持续进行，处于动态平衡。阶段性原则：发展生态城市，不能急功近利，要根据城市社会经济水平、科学技术水平相结合，分阶段定目标，持续发展。(3)加强城市生态绿地建设。改善城市生态环境。城市绿地建设应解放思想，加大力度，改变过去那种“见缝插绿”、“三小绿地”的保守观念。应把重点放在建设大型生态绿地、环城绿地、大型交通绿地以及居住区绿地上，强调城市绿地的连通性、城郊绿地的结合性、景观与生态的共融性。在生态绿地的建设上强化科学性，在科学性和基础上追求艺术性。(4)维护和建立城市绿色廊道，保护野生生物栖息环境。应尽量保留自然特征的河流廊道、城市河岸的带状公园和城市道路两侧的立体绿化带等。(5)保护乡土植物，维护生物多样性。在城市建设中应保护城市中具有地带性特征的植物群落。要保护乡土树种及区域性稳定植物群落的组成，有节制地引种。(6)拓展城市绿化空间，增加城市绿化面积。屋顶绿化作为拓展城市绿化空间的手段之一，应在我国城市生态建设中积极推广。生态型屋顶花园已经成为防止大气变暖、节省能源、改善城市自然生态的一种综合性手段，十分值得推广。

在这次阅读学习中，我还看见了城市规划战略环境评价(UPSEA)，这是我之前从不了解的新知识。UPSEA的目的是通过对编制中的城市规划的系统分析，识别城市规划方案潜在的和可能产生的环境影响，并对其环境影响进行评估，提出避免和减轻环境影响的对策、措施，以保障城市社会经济与环境的可持续发展。UPSEA的任务大致包括以下几方面内容：①城市规划概述：对城市规划的编制过程与成果进行概略性描述，包括推荐规划方案、其它规划方案的内容。②城市规划的环境影响识别：对各种规划方案的可能环境影响进行识别。③城市规划环境影响的预测：对规划方案实施可能产生的环境影响的范围、程度进行定性或定量预测。④城市规划环境影响的评估：根据环境基准、标准或者其它依据，对规划方案的环境影响作出评价，进行排序，从中选出环境可行的方案和推荐方案。⑤城市规划环境影响减缓措施：根据评估分析结果，给出选择、调整、修改、替换或者放弃规划方案的建议，提出规划方案环境影响的减缓对策。最后，战略环境评价系统结构由评价主体、评价客体、评价标准和评价方法等要素组成。