潜艇六自由度运动仿真器

潜艇水下运动是多姿态的三维空间运动。仿真器要对其进行比较准确地描述和对其运动状态进行动态仿真，其实现技术上的关键是：建立潜艇空间运动微分方程组和六自由度转动平台。本文概述了我们最新研制成功的“潜艇六自由度运动仿真器”的结构概况、动力学模型及实艇修正、转台系统及其数控模型。经试验证明：该仿真器确能逼真地反映潜艇水下运动规律和操纵特点。     

潜艇水下空间机动仿真与分析

目前，研究潜艇空间机动的运动特性、操纵控制方法和战术运用，已经成为提高潜艇的作战能力和生存能力急待解决的课题。该文介绍了潜艇平面运动操纵方程和空间运动仿真数学模型，并在此基础上编制仿真程序，对潜艇空间机动的三种操纵方式进行了分析比较；依据潜艇操纵性理论，通过对潜艇水下低速和高速空间机动仿真，对低速和高速时潜艇定常螺旋运动、定常潜浮运动进行了比较，并分析了航速对潜艇横倾的影响，得出了高速空间机动较低速空间机动的优缺点。     

基于多层次细节地形的潜艇航行模拟

在虚拟现实和视景仿真系统中,运动模拟是其重要的功能模块。该文设计了一个基于多层次细节地形的潜艇航行模拟系统,以潜艇作为参照物和观察点,并根据潜艇的运动实时的显示多细节层次的地形,保证了潜艇航行区域地形的精确显示。该系统实时效果好,可以真实的模拟实际的航行情况。     

潜艇回转运动模型建立与仿真

分析了潜艇水而运动的受力情况，讨论了潜艇的位置，姿态与舵角的关系，建立了潜艇回转运动参数与舵角信息的数学模型和适用于仿真的仿真模型，仿真表明，文中所得出的模型反映了潜艇的操纵特性，可以应用与潜艇模拟训练器的设计中。     

基于NDO的潜艇反演滑模深度控制

针对潜艇变深运动与定深运动过程中存在模型非线性、强耦合和外界干扰不确定等问题,设计一种基于非线性干扰观测器(NDO)的反演滑模控制策略.利用NDO观测系统不确定性和外界干扰,通过选取设计参数,使观测误差指数收敛.针对潜艇垂直面控制系统双通道耦合的特点,采用艏舵控制深度,艉舵控制纵倾的策略.在深度和纵倾通道分别引入NDO后,采用反演法设计滑模控制器,基于李亚普诺夫稳定性理论证明闭环系统的全局渐近稳定性,实现对潜艇深度和纵倾的控制.仿真实验验证了该控制策略的有效性.     

基于并行多串口的潜艇数据采集系统设计

针对目前部分主战潜艇作战系统数据采集需要,以及考虑潜艇空间狭小与节约设备成本,设计了一种基于并行多串口的潜艇数据采集系统。通过在实验室环境下的系统性能测试,表现为系统响应时间短,数据吞吐率与CPU使用率较低。由此证明该系统稳定、处理能力强,满足潜艇多点数据采集的要求,另外较小的系统开销也带来较强的系统可扩展性。     

基于HLA的潜艇作战训练系统设计

通过对潜艇作战流程的分析,设计了潜艇作战训练系统的基本结构。系统基于分布式高层体系结构技术,和潜艇作战系统互连,构成一个逼真、交互性强的半实物仿真训练环境。与传统的潜艇训练系统相比,不仅支持作战设备操作流程的训练,还支持特定战场态势下的战术对抗演练,满足潜艇作战训练的新要求。另外,以特定训练任务为例,对联邦开发过程进行了初步研究。     

基于SimuWorks仿真支撑平台的潜艇作战综合仿真系统研究

潜艇作战综合仿真研究系统是一个用于常规潜艇和核潜艇作战系统研究的一体化仿真平台,它既可以对在役、在研的潜艇作战系统进行效能评估,也可以对新型潜艇作战系统进行设计和试验.该仿真研究系统基于HLA高层仿真体系结构实现,为潜艇作战系统研究技术人员提供一套高效、方便的集建模、调试、运行为一体的支撑环境.同时使用可视化建模平台SimuWorks,由于其具备开放性强、界面友好、功能强大等特点,可以很好地满足潜艇作战综合仿真系统的要求.     

潜艇水平面操纵运动模型误差仿真分析

潜艇水平面运动模型是对潜艇水平面操纵运动进行仿真模拟的基础,运动模型选择的合适与否将直接影响潜艇操纵运动仿真的精确性和实时性。为此,以某型潜艇为研究对象,编制潜艇水平面线性与非线性操纵运动仿真程序,通过仿真并与实艇试验数据比较,分析了两种操纵运动模型的仿真误差,结果表明潜艇水平面操纵运动非线性模型误差远小于线性模型误差,与线性模型相比较,水平面非线性操纵运动模型具有更高的使用价值。     

潜艇水下六自由度运动仿真数学模型

潜艇水下运动是多姿态的三维空间运动。计算机仿真要对其进行比较准确的描述和对运动状态进行动态仿真研究,其关键技术是建立潜艇空间运动方程。该文在描述潜艇水下运动的基础上,建立了可用于非线性修正的潜艇三维空间运动方程。经过必要的数理解推理,定量确认了模型的有效性。最后,以某潜艇为例,研究了该型潜艇水下运动规律和操纵特点。     

兆瓦级直驱式风力发电机组控制系统设计

为了降低系统控制难度、提高机组转化效率,提出了一种以复合励磁同步发电机作为发电机的兆瓦级直驱式复合励磁同步风力发电系统,该系统由不可控二极管 直流环节 并联SPWM逆变器组成的交/直/交变流器将风能转化为电能送入电网.该机组控制系统由机组主控制器、复合励磁控制器、逆变器控制单元、变桨距机构、偏航机构等构成.对机组控制系统中各个部件的功能和结构进行了分析和设计,并通过Profibus现场总线将这些部件构成了一个集散控制系统.     

New type of controller: the proportional integral minus delay controller

In the design of a control system, the derivative controller is often required to obtain a quick response. However, when the control system is subject to noise inputs, the functioning of the derivative controller may be jeopardized owing to its sensitivity to high-frequency noise. In order to overcome this problem, a new type of controller, called the proportional-integral-minus-delay (PIMD) controller is proposed in this paper. It is shown that in addition to exhibiting almost the same characteristics as the conventional proportional-plus-integral-plus-derivative (PID) controller, the PIMD controller is less sensitive to high-frequency noise. It seems that an appropriate PIMD controller would be a good replacement for a PID controller. The output time responses of the closed-loop system with a PIMD controller and the frequency-response characteristics of a PIMD controller are obtained by computer simulation.     

直升机的TSK模糊控制

针对直升机动力学为非线性的特点,且存在不确定因数和状态变化,利用线性控制很难得到好的控制结果,提出利用TSK(Takagi-Sugeno-Kang)模糊系统控制小模型直升机.所设计的TSK模糊控制器是一个基于TSK模糊模型的非线性控制器,能保证闭环控制系统的稳定性.直升机数学模型中线性部分设计状态反馈控制器非线性部分先求TSK模糊模型,然后设计TSK模糊控制器.仿真和实验结果表明,所设计的TSK模糊控制器比线性控制器对直升机控制具有良好的动态响应和稳定性,是一种非常有效的控制方法.     

基于模糊PI的永磁同步电机矢量控制

针对永磁同步电机矢量控制系统中,传统PID控制器对永磁同步电机控制性能效率不高以及对工作环境变化的适应性能不良等问题,首先,在两相旋转坐标系下采取双轴理论建立永磁同步电机数学模型;接着,采用模糊控制理论对永磁同步电机矢量控制系统中转速环传统的普通PID控制器进行改进研究,深入地从理论层次研究分析建立得到模糊PI控制器....     

Decoupled control using neural network-based sliding-mode controller for nonlinear systems

In this paper, an adaptive neural network sliding-mode controller design approach with decoupled method is proposed. The decoupled method provides a simple way to achieve asymptotic stability for a class of fourth-order nonlinear system. The adaptive neural sliding-mode control system is comprised of neural network (NN) and a compensation controller. The NN is the main regulator controller, which is used to approximate an ideal computational controller. The compensation controller is designed to compensate for the difference between the ideal computational controller and the neural controller. An adaptive methodology is derived to update weight parts of the NN. Using this approach, the response of system will converge faster than that of previous reports. The simulation results for the cart–pole systems and the ball–beam system are presented to demonstrate the effectiveness and robustness of the method. In addition, the experimental results for seesaw system are given to assure the robustness and stability of system.     

模糊自适应控制算法的新方案

针对一种标准形式的非线性系统,以Li—xin Wang提出的模糊算法为基础,设计了一种新的自适应模糊控制器,采用直接控制器代替原有的监督控制器．根据Lyapunov定理,在放宽稳定性条件的前提下,证明了此闭环系统的稳定性．同时,给出了直接控制器的范围,由此可以解决由于监督控制器而可能引起的控制器的大幅波动．通过对一阶、二阶控制系统的仿真,可见本算法能大幅度提高系统的响应速度、以及其他的动态响应性能．     

永磁直线同步电机位置系统的模糊IP控制研究

针对具有电磁推力大、响应快、易于矢量解耦控制的永磁直线同步电机PMLSM,研究高精度位置伺服控制系统的设计,以满足高速加工与高精度微进给加工的需求;考虑被控对象的变化和外界扰动,控制器的参数难于在线修订,设计了一种模糊/积分-比例IP位置控制器;它将具有并联反馈环节的IP控制器与模糊控制器有效结合,根据位置偏差的变化率进行切换,即存在较大输入指令与系统输出偏差较大时采用模糊控制,而系统输出接近于输入指令时则采用IP控制器,从而发挥模糊控制器对变参数系统的自适应性和IP控制器的快速和准确性优势;仿真实验结果表明模糊/IP控制器在稳态精度和动态性能方面优于单纯的IP控制器和模糊控制器,能够满足变参数控制系统的性能指标。     

网络化非线性系统的非脆弱H∞控制

具有对数量化、网络诱导时延和数据包丢失的网络化Lipschitz非线性系统控制器,存在参数摄动问题。为此,设计一种加性非脆弱状态反馈H∞控制器。将数据量化和网络诱导时延对被控系统的影响,转化为系统的不确定参数,网络化控制系统建模为马尔可夫跳变系统。采用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出网络化Lipschitz非线性系统的加性非脆弱状态反馈H∞控制器存在的充分条件,该非脆弱H∞控制器可通过解线性矩阵不等式求出。仿真结果表明,当控制器存在参数摄动时,与传统控制器相比,非脆弱控制器不仅能使被控系统稳定,而且满足设定的H∞性能指标。     

一种稳定的机器人神经网络控制器研究

研究一种稳定的机器人神经网络（ＮＮ）控制器，提出了由神经网络控制器和监督控制器构成的控制方案，给出了控制器的设计方法及ＮＮ学习自适应律，并基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法证明了控制系统的稳定性和ＮＮ参数收敛性，仿真结果表明该控制方案具有良好的鲁棒性和参数收敛性，从而证明控制器的有效性。     

基于优化性能的重复控制器设计

提出一种基于优化性能的重复控制器设计方法.首先,对重复控制器中时滞环节的时延进行修正,以补偿由于低通滤波器的引入所带来的相位滞后,进而提高系统在参考/干扰信号基频处的增益,增强系统对基频信号的跟踪/抑制能力;其次,在重复控制器中加入超前校正环节,不仅拓宽了低通滤波器的带宽,而且提高了系统的高频增益,使得系统在高次谐波处的性能得以大幅提升.重复控制器的参数通过求解2个优化问题得到.在保证系统稳定的前提下,提出的设计方法最大限度地提升了系统的性能.针对光盘驱动器控制系统的仿真结果证实了该设计方法的有效性.