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关键词

仿真 7

农业科学 6

故障诊断 6

质量控制 6

控制 5

能源 5

智能控制 4

主动控制 3

模糊控制 3

环境 3

神经网络 3

自适应控制 3

解耦控制 3

诊断 3

风险控制 3

2021全球十大工程成就 2

2022全球工程前沿 2

三峡升船机 2

三峡工程 2

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检索范围：

排序：展示方式：

Fault tolerant control strategy for modular PWM current source inverter

《能源前沿（英文）》 2023年第17卷第2期页码 228-238 doi: 10.1007/s11708-022-0852-6

摘要： In this paper, a fault-tolerant control method for an input-series output-parallel modular grid-tied pulse-width modulation (PWM) current source inverter is proposed to address the most commonly seen single symmetrical gate-commutated thyristor (SGCT) open-circuit fault problems. This method actively offsets the neutral point of the current space vector to ensure a sinusoidal output of the grid current, and it can achieve the upper limit power of the inverter under the condition of a single SGCT open-circuit fault. In addition, an active damping control method based on grid harmonic current feedback is proposed after analyzing the influence of the transformer ferromagnetic resonance caused by the neutral point offset on the power quality of the grid current. It has been demonstrated that the proposed method effectively suppresses the resonance caused by the transformer and the modified modulation, improving the grid current’s power quality.

关键词： current source converter (CSC) fault-tolerant control space vector modulation active damping resonance suppression power quality

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Fault-tolerant control of an open-winding brushless doubly-fed wind power generator system with dual

Shi JIN, Long SHI, Sul ADEMI, Yue ZHANG, Fengge ZHANG

《能源前沿（英文）》 2023年第17卷第1期页码 149-164 doi: 10.1007/s11708-020-0711-2

摘要： To improve the fault redundancy capability for the high reliability requirement of a brushless doubly-fed generation system applied to large offshore wind farms, the control winding of a brushless doubly-fed reluctance generator is designed as an open-winding structure. Consequently, the two ends of the control winding are connected via dual three-phase converters for the emerging open-winding structure. Therefore, a novel fault-tolerant control strategy based on the direct power control scheme is brought to focus in this paper. Based on the direct power control (DPC) strategy, the post-fault voltage vector selection method is explained in detail according to the fault types of the dual converters. The fault-tolerant control strategy proposed enables the open-winding brushless doubly-fed reluctance generator (BDFRG) system to operate normally in one, two, or three switches fault of the converter, simultaneously achieving power tracking control. The presented results verify the feasibility and validity of the scheme proposed.

关键词： open-winding brushless doubly-fed reluctance generator (BDFRG) direct power control fault-tolerant control multi-level converter wind power

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面向CPG驱动的仿生机器鱼容错控制方法 Article

杨越麒, 王健, 吴正兴, 喻俊志

《工程（英文）》 2018年第4卷第6期页码 861-868 doi: 10.1016/j.eng.2018.09.011

摘要：

容错性能对于自推进仿生机器鱼在实际水下应用中的可操作性和生存能力至关重要。本文探讨了具有多个可活动关节和一个被卡住尾部关节的自由游动机器鱼的容错控制问题。提出的控制系统主要由两个部分组成：反馈控制器和前馈补偿器。具体而言，一方面，设计了基于生物启发中心模式发生器的反馈控制器用于使机器鱼对外部干扰具有鲁棒性；另一方面，引入了基于动力学模型的前馈补偿器来加速整个控制系统的收敛。在此基础上，开展了仿真实验来完成控制系统分析和故障机器鱼游动性能验证。最后，水下实验表明，所提出的容错控制方法能够有效调整故障机器鱼，使其能够在故障情况下完成所需运动，进而提高实际机器鱼系统的稳定性和寿命。

关键词：容错控制机器鱼运动控制反馈控制器前馈补偿器

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自恢复容错系统的建模与分析

郭成昊,刘凤玉

《中国工程科学》 2007年第9卷第10期页码 75-79

摘要：

容错系统不仅会产生硬件故障，由于连续长时间的运行，系统的性能也会逐渐下降或失效，即老化现象。综合考虑容错系统中的硬件故障和老化现象，提出了将传统的冗余技术和软件抗衰技术相结合的策略，并给出了该系统的非马尔可夫随机Petri网模型，随之对基于该模型的系统进行了定量分析。

关键词：容错系统软件抗衰软件老化冗余策略非马尔可夫随机Petri网

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多模块并联有源电力滤波器系统及其基于分相控制和实时总线通讯的新型容错控制策略 None

Qun-wei XU, Jin-xiang ZHAN, Long XIAO, Guo-zhu CHEN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年第19卷第9期页码 1166-1179 doi: 10.1631/FITEE.1601296

摘要：首先，提出一种适用于大容量补偿的多模块并联有源电力滤波器系统。该系统中每个模块具备相同的电路拓扑、功能及控制器设计，有助于模块间协同控制的实现。模块指令信号由总指令信号与相应的分配系数相乘所得。其次，提出一种基于a-b-c坐标系下分相控制和实时总线通讯的新型容错控制策略。当某一相发生故障时，所提策略仅隔离故障桥臂而非停运整个模块，同时重新计算分配系数，将故障相的补偿容量转移到其他正常模块的相同相，使故障模块得以持续运行以及剩余可用功率器件优化利用。故障后电路的稳态分析证明系统具备高稳定性及控制可靠性，保证其工程应用价值。最后，搭建了实验样机，实验结果验证了所提多模块系统及其容错控制策略的可行性和有效性。

关键词：并联有源电力滤波器；容错拓扑；分相控制；总线通讯

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模型不确定性和执行器故障下的四旋翼飞行器主动容错控制方法 None

Yu-jiang ZHONG, Zhi-xiang LIU, You-min ZHANG, Wei ZHANG, Jun-yi ZUO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第1期页码 95-106 doi: 10.1631/FITEE.1800570

摘要：针对四旋翼飞行器的执行器故障，提出一种可靠的主动容错控制方法。该方法以模型参考自适应控制理论为框架，保证四旋翼飞行器系统的全局渐进稳定性。为消除模型不确定性影响，增强系统鲁棒性，径向基神经网络算法被集成到所设计的控制系统中，自适应地辨识模型不确定性，在线调整参考模型。此外，为避免因执行器饱和及响应速率限制造成的不必要的系统性能下降，在控制器设计过程中，同时考虑执行器动态特性。基于自适应两级卡尔曼滤波器设计的故障检测与诊断模块，可以准确估计执行器控制效率损失故障。利用获取的故障信息，重新构造控制器的控制律，弥补执行器故障的不利影响。仿真结果表明，在执行器有、无故障两种情况下，提出的主动容错控制方法都能使四旋翼飞行器准确跟踪期望的参考信号。

关键词：模型参考自适应控制；神经网络；四旋翼飞行器；容错控制；故障检测与诊断

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有向通信拓扑下具有姿态同步跟踪预设性能的多无人机分散式容错协同控制 Regular Papers

Zi-quan YU, Zhi-xiang LIU, You-min ZHANG, Yao-hong QU, Chun-yi SU

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第5期页码 685-700 doi: 10.1631/FITEE.1800569

摘要：针对多无人机在有向通信拓扑中遭遇执行器故障问题，提出一种分散式容错协同控制方案。首先，利用神经网络对无人机模型中的固有非线性项和执行器效率下降故障所引起的未知非线性项进行估计。其次，引入干扰观测器对神经网络估计偏差和执行器偏差故障进行估计。再次，设计可反映神经网络和干扰观测器复合估计能力的预测偏差，并将该预测偏差集成至所设计的容错协同控制方案中，以提升复合估计能力。最后，利用预设性能函数对姿态同步跟踪偏差进行变换，实现同步跟踪偏差预设性能控制。该控制方案的一个关键特征是多无人机本身的非线性项和与执行器故障有关的非线性项可被神经网络、干扰观测器、预测偏差组成的复合估计器较好地估计。另一个关键特征是姿态同步跟踪偏差被严格约束在预设性能界限内。仿真结果表明所设计控制方案有效。

关键词：容错控制；分散式控制；预设性能；无人机；神经网络；干扰观测器；有向拓扑

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Power maximization of variable-speed variable-pitch wind turbines using passive adaptive neural faulttolerant control

Hamed HABIBI, Hamed RAHIMI NOHOOJI, Ian HOWARD

《机械工程前沿（英文）》 2017年第12卷第3期页码 377-388 doi: 10.1007/s11465-017-0431-4

摘要：

Power maximization has always been a practical consideration in wind turbines. The question of how to address optimal power capture, especially when the system dynamics are nonlinear and the actuators are subject to unknown faults, is significant. This paper studies the control methodology for variable-speed variable-pitch wind turbines including the effects of uncertain nonlinear dynamics, system fault uncertainties, and unknown external disturbances. The nonlinear model of the wind turbine is presented, and the problem of maximizing extracted energy is formulated by designing the optimal desired states. With the known system, a model-based nonlinear controller is designed; then, to handle uncertainties, the unknown nonlinearities of the wind turbine are estimated by utilizing radial basis function neural networks. The adaptive neural fault tolerant control is designed passively to be robust on model uncertainties, disturbances including wind speed and model noises, and completely unknown actuator faults including generator torque and pitch actuator torque. The Lyapunov direct method is employed to prove that the closed-loop system is uniformly bounded. Simulation studies are performed to verify the effectiveness of the proposed method.

关键词： wind turbine nonlinear model maximum power tracking passive fault tolerant control adaptive neural control

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混合动力挖掘机电动回转系统通信错误状态下的分布式容错策略 Article

Da-hui GAO, Qing-feng WANG, Yong LEI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第7期页码 941-954 doi: 10.1631/FITEE.1601021

摘要：基于自适应的延时与丢帧补偿，提出了一种分布式容错策略，用以确保基于CAN （controller area network）总线的混合动力挖掘机电动回转系统在通信出错时获得良好的运行性能。通过采用一种分别在中央控制器和电机驱动器上对反馈信号和控制信号进行补偿的全新延时补偿方法，可以在不增加通信带宽的情况下大大降低通信错误的不利影响。采用了带遗忘因子的递推最小二乘法对由姿态变化引起的时变模型参数进行辨识，并通过在连续丢帧情况下的反馈补偿中引入反向修正率来消除模型误差的不利影响。仿真和实验结果表明提出的容错策略可以有效第减小通信错误引起的系统超调和响应时间变化。

关键词：容错；延时补偿；CAN总线；通信错误；混合动力挖掘机电动回转系统

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基于文化传承的微介入乡村规划策略研究

郭海鞍

《中国工程科学》 2019年第21卷第2期页码 27-33 doi: 10.15302/J-SSCAE-2019.02.019

摘要：

长期以来，乡村规划一直沿袭城市规划设计的体系，以总图或鸟瞰图来表达对乡村规划的成果。很多地方政府一轮一轮做规划，但乡村风貌的改善效果甚微，这是因为忽视了乡村内在的文化传承问题，忽视了文化价值观的内在作用。源于城市的规划设计方法不能草率地划定乡村生活，因此需要研究一种与乡村文化传承相适应的规划设计理论。微介入规划理论是针对文化引导下的乡村复兴规划策略，基于一种小微渐进的方法，逐步实现乡村的改造与复兴，这种策略在当今大拆大改气势正盛的新一轮乡村规划进程中，显得尤为重要。

关键词：乡村规划微介入规划推演、容错乡村文化乡村复兴

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具有容错结构的高可用计算机双系统研究

金士尧,胡华平,李宏亮

《中国工程科学》 1999年第1卷第3期页码 46-50

摘要：

为了确保高的可用性，在重大工程实践中往往采用具有容错结构的计算机双系统。双系统处理得到两个结果的异同性，历来是研究双系统容错的技术重点和难点。文章在双系统可用性分析、结果判错与选择、以及双工切换技术方面都有突破性的进展，并在重点工程中得以实现，取得显著效果。

关键词：可用性双工系统故障判别率切入成功率

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卫星热控系统故障建模与仿真

李运泽,魏传锋,袁领双,王浚

《中国工程科学》 2005年第7卷第1期页码 38-40

摘要：

为了简便、全面地研究各种热控系统故障对卫星各热控环节温度变化的作用和影响，将卫星热故障划分为热阻型、控制策略型和诱发型热负荷变化3种基本类型，建立了卫星外壳、辐射器、舱内环境和关键目标仪器4个主要热控环节温度变化的动态方程，应用热故障模拟模型，可以对各类热控系统发生故障时的热控环节温度变化规律进行较全面的仿真研究，从而为热控系统故障诊断及容错控制系统设计提供简便的数学模型和仿真方法。

关键词：卫星热控系统故障仿真

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Machinability of damage-tolerant titanium alloy in orthogonal turn-milling

Tao SUN, Lufang QIN, Junming HOU, Yucan FU

《机械工程前沿（英文）》 2020年第15卷第3期页码 504-515 doi: 10.1007/s11465-020-0586-2

摘要： The damage-tolerant titanium alloy TC21 is used extensively in important parts of advanced aircraft because of its high strength and durability. However, cutting TC21 entails problems, such as high cutting temperature, high tool tip stress, rapid tool wear, and difficulty guaranteeing processing quality. Orthogonal turn-milling can be used to solve these problems. In this study, the machinability of TC21 in orthogonal turn-milling is investigated experimentally to optimize the cutting parameters of orthogonal turn-milling and improve the machining efficiency, tool life, and machining quality of TC21. The mechanism of the effect of turn-milling parameters on tool life is discussed, the relationship between each parameter and tool life is analyzed, and the failure process of a TiAlN-coated tool in turn-milling is explored. Experiments are conducted on the integrity of the machined surface (surface roughness, metallographic structure, and work hardening) by turn-milling, and how the parameters influence such integrity is analyzed. Then, reasonable cutting parameters for TC21 in orthogonal turn-milling are recommended. This study provides strong guidance for exploring the machinability of difficult-to-cut-materials in orthogonal turn-milling and improves the applicability of orthogonal turn-milling for such materials.

关键词： orthogonal turn-milling damage-tolerant titanium alloy tool life and failure machined surface integrity machinability

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装备系统故障自愈原理研究

高金吉

《中国工程科学》 2005年第7卷第5期页码 43-48

摘要：

装备故障可否在其运行中得到控制或自行消除？故障能否像人和动物的疾病一样可以“自愈”？在系统科学的指导下，移植现代医学“自主调理”治疗原理，包括免疫、防御、代偿、自修复和适应等，可以用来指导研究装备自愈原理及工程应用；重点研究了以故障预防和消除为目标的装备系统自愈调控原理，为研制出具有自愈功能的新一代装备提供科学依据。

关键词：装备系统故障自愈原理故障自愈调控诊断主动控制