非线性负载简化模型及其应用

为实现复杂网络电磁脉冲（electromagnetic pulse，EMP）耦合分析，针对非线性负载引起的分析效率和收敛性问题，提出了非线性负载精简建模方法，即将多项式表示的非线性关系用压控元件代替，指定器件动作时间表示开关响应时间，忽略温度等不必要参数，减少模型元器件个数等.采用该方法建立了气体放电管（gas discharge tube，GDT）和金属氧化物变阻器（metal oxide varistors，MOV）的精简SPICE（simulation program with integrated circuit emphasis）模型，并且用3种不同类型的脉冲激励端接非线性负载的传输线，进行了收敛性和仿真效率分析.结果表明，GDT和MOV的简化模型能够很好收敛，MOV的模型分析效率提高约30%，GDT的模型分析效率稍有劣化，但完全避免了理想开关元器件的使用，与实际器件的工作原理一致.这些建模方法具有较强的普适性，可以移植到其他非线性负载的建模上，例如与线缆耦合的精简计算模型相结合，从而提高超大系统的电磁兼容（electromagnetic compatibility，EMC）设计与评估效率.     

弱管制下两机冲突解脱策略

文章研究弱管制环境下两架飞机冲突解脱策略。使用点质量级飞行模型且将两架飞机冲突解脱问题确定为非线性最优管制问题,同时选择性能指标,使得在满足最低间隔的条件下尽量减少两架飞机改航角度。     

基于半导体环形激光器的光反馈动力学研究

为了研究半导体环形激光器在外部交叉光反馈情况下的非线性动力学特性, 基于环形激光器的速率方程, 采用数值仿真的方法, 得到了各种反馈参量下的时间序列及功率谱, 并研究了反馈系数对混沌带宽及时间延迟特性的影响。结果表明, 在各种不同外部反馈参量的情况下, 环形激光器展现了单周期、多周期、低频反相波动以及混沌态等丰富的动力学态; 在对称光反馈时, 可得到最大为3.7GHz的混沌带宽; 在时间不对称光反馈时, 产生的混沌信号的时延特征被很好地抑制。该研究结果可为环形激光器的实际应用提供一定的理论参考。     

球形机器人系统建模与仿真

针对目前球形机器人的完整动力学模型不能应用现有的非线性控制方法的问题,通过合理的抽象和简化,采用拉格朗日法选取适当的广义坐标,推导出一种完整的三维动力学模型,并将其转化为二阶非线性微分方程,相较其他的动力学模型降低了复杂度,为基于动力学模型的控制策略研究提供基础。同时针对该模型采用一种并联PID控制方法,在Simulink仿真实验中证明在此动力学模型基础上该控制策略能实现机器人的平衡控制与运动控制,并具有较好的响应特性和稳定性。     

基于灵敏度计算和多维泰勒网的随机时变非线性系统辨识

针对随机时变非线性系统的建模问题,提出一种基于最优结构多维泰勒网的辨识策略。首先将多维泰勒网权值作为时变参数,由寻求最优步长的增量梯度法进行训练以响应系统输入-输出的快速变化;然后为满足高实时性要求,利用改进的灵敏度计算方法剪除网络冗余输入变量和中间节点,实现最佳的泛化能力;最后用算例仿真结果验证了方案的有效性。