卷筒纸印刷机折页机构运动学方程直接积分解法

针对运动副间隙和轴承滚子变形引起的折页机构非线性动态响应问题,提出刚性杆与弹簧组合假设,建立了折页机构间隙动力学模型.对含二阶偏微分方程组的含间隙折页机构动力学模型,采用非线性系统直接积分法进行求解.非线性系统分析的核心归结为系统状态方程的求解问题,对于一般非线性控制系统,通过引入由状态量、控制量与自变量时间t为坐标构成的"广义状态空间",在广义状态空间处将方程的右端展开为关于时间的Taylor级数,进一步直接积分获得非线性控制系统状态方程关于自变量时间的级数解.以卷筒纸印刷机折页机构这种存在耦合的非线性系统为例,利用本文提出的解法得出了输入量与输出量的解析解,并仿真验证了方法的正确性.     

球型机器人状态方程直接积分解法

非线性系统分析的核心归结为系统状态方程的求解问题,对于一般非线性控制系统,通过引入由状态量、控制量与自变量时间坐标构成的“广义状态空间”,在广义状态空间一点将方程的右端展开为时间的Taylor级数,进一步直接积分获得非线性控制系统状态方程关于自变量时间的级数解。以球型机器人这种存在耦合的非线性系统为例,设计一种自适应滑模控制器,利用本文提出的解法得出了控制量与输出量的解析解,并仿真验证了方法的正确性。     

随机非线性系统自由状态方程的任意阶近似解

针对非线性系统的随机性的特点,提出了随机非线性系统自由状态方程的任意阶近似解法.该解法从自由状态空间中的广义朗之万梯度方程出发,利用常数变易法导出了与广义朗之万方程等价的广义的第二类非线性、随机性Valterra积分方程,采用逐次逼近法求得了方程的任意阶近似解.最后,讨论了非线性、随机性对系统状态空间转移的影响.随机非线性系统自由状态方程的任意阶近似解法为随机非线性系统的定量分析提供了一种有效方法.     

耳蜗模型的Volterra泛函分析

随着对语音信号处理的研究日益深入,研究听觉系统的机理显得越来越重要。本文建立了耳蜗的非线性运动方程及相应的状态空间方程,并首次利用Volterra泛函分析方法,获得了非线性耳蜗模型满足任意精度的频域解析解。还证明了,文献[1]给出的分析方法是本文分析方法的一种特例,说明了本文的分析方法具有一般性。     

线性定常系统状态空间表达式的电路模型

线性定常多输入-多输出系统的状态空间表达式包括状态方程和输出方程,其中每个方程式都可以用KCL或KVL电路模型表示,这两种模型互为对偶电路.令所有方程式的电路模型共地,得到的整体电路就是状态空间表达式的电路模型.应用PSpice对电路模型进行仿真分析,可得到状态量和输出量的时域波形、状态轨迹和频率特性.这一方法可以应用于电机和自动控制系统等领域,尤其对于某些状态量不能直接测量的系统.     

非线性协调控制系统状态方程的级数解

针对非线性系统,为了合理利用变量间的有益耦合、消除有害的关联,提出了具有扰动补偿的非线性协调控制原则.根据控制原则,建立了非线性协调控制系统的状态方程,基于该方程导出了对于外界扰动的完全补偿条件,进而给出了完全补偿协调控制系统非线性状态方程.采用直接试探法,求得了该方程的任意阶级数解析解,这是一种有效的非线性系统状态方程的近似求解方法.     

新型混联输送机构的机电耦合动力学模型研究

针对一种新型混联式汽车电泳涂装输送机构,基于机构结构特点,采用解析法对其进行运动学逆解分析,在此基础上,采用Lagrange方法首先建立机构的笛卡尔空间动力学模型。然后,利用矢量控制技术,建立交流永磁同步伺服电机的动力学模型。根据力矩匹配的原则,联立机构和交流伺服电机的动力学模型,得到整个系统的机电耦合动力学模型。最后利用MATLAB软件对所建立动力学模型进行仿真分析,并同时利用ADAMS建模进行对比验证得到主动关节驱动力和驱动力矩变化曲线,验证了所建立动力学模型的可靠性及考虑机电耦合的必要性,为进一步实现该电泳涂装输送机构的高性能控制及实际工程应用奠定了基础。     

行星齿轮非线性振动的模型建立

本文从一对齿轮的齿轮副系统齿侧问隙非线性动力学问题展开研究，重点探讨了考虑行星齿轮齿侧间隙的非线性动力学的模型建立思路及方式。     

单级倒立摆的两种控制方法的仿真研究

针对多变量、非线性、强耦合性的倒立摆系统，运用牛顿动力学方法建立其动力学方程，并进行线性化处理．得到状态空间模型。然后对该模型分别进行LQR控制和模糊控制，并在MATLAB环境下进行仿真，其对比结果对该方向的研究具有理论指导意义。     

电子束六维随机非线性状态方程及其任意阶近似解析解

在大型电子束设备中由大量电子组成的电子束在运动过程中,其纵向与横向都具有一定的分布,且具有相对论性、非线性及随机性等特征.其运动规律遵守相对论随机非线性六维状态方程.本文给出了空间坐标系为直角坐标时的相对论非线性随机性六维状态方程组及其任意阶解析解.     

脉冲束六维非线性动力学方程级数解

针对脉冲束六维非线性动力学方程被积函数的不可积性,首先将方程的被积函数展为自变量的Taylor级数,通过直接积分获得方程关于自变量的一般级数解,然后进一步将自变量各阶项的系数对初值作Taylor展开,从而获得方程关于自变量及初值的级数解.对于脉冲束中任意粒子相对于参考粒子的相对运动动力学方程的求解问题,在方程的被积函数...     

Decoupling control for two-axis inertially stabilized platform based on an inverse system and internal model control

This paper describes a decoupling control scheme for a two-axis inertially stabilized platform (ISP) used in the airborne power line inspection system. The dynamic model of the ISP has been obtained by using the Newton–Euler equation first. The inverse system method combining with the internal model control has been proposed to deal with the nonlinearity and coupling of the ISP. The key idea is to design an inverse system with measured system states such as angular positions, rates and accelerations. Then a pseudo-linear system is constructed when the inverse system is connected with the original system in series. As a result, the coupled nonlinear MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) system is converted to two linear decoupled SISO (Single-Input Single-Output) subsystems. Model uncertainties or unmeasurable disturbances existing objectively can be solved by introducing internal model control. Better decoupling effect and disturbance rejecting ability are demonstrated by numerical simulations and experiments carried out on a two-axis ISP system.     

基于动态加权LS-SVM的网络流量混沌预测

网络流量是具有复杂非线性、不确定时变性的混沌时间序列.为提高标准最小二乘支持向量机的预测精度与自适应性,提出一种基于动态加权最小二乘支持向量机的网络流量混沌预测方法.该方法在标准LS-SVM回归机的训练样本误差设置时间权,增强对非线性样本的逼近能力.然后结合滚动窗与迭代求逆法实现模型动态在线校正,进而克服网络变化时的累积误差.仿真实验结果表明,相对常规LS-SVM,该模型能降低预测误差、减少计算时间,实现高精度实时混沌流量估计.     

LQR在单级倒立摆系统中的应用

单级倒立摆控制是一个即复杂而又对准确性、快速性要求很高的非线性不稳定系统控制问题。单级倒立摆数学模型的建立对研究其稳定性具有指导作用。针对多变量、非线性、强耦合性的倒立摆系统,运用牛顿动力学方法建立其动力学方程,并进行线性化处理,得到状态空间模型。然后对该模型分别进行LQR控制,在MATLAB环境下进行仿真。实验结果表明,二次型最优控制具有良好的响应性能和算法简单等特点,在实际应用中具有重要意义。     

压电柔性结构形状复合控制方法研究

以宏纤维复合材料(MFC)驱动柔性悬臂结构为研究对象,着重开展其动态形状控制理论研究。基于有限单元法、均匀化理论和载荷比拟方法,建立了压电驱动层合结构力 电耦合动力学方程,并结合模态降阶法得到其状态空间形式控制模型。同时,针对压电材料作动器迟滞蠕变非线性特征对控制精度影响严重的问题,开展了依据实验数据的迟滞蠕变建模及其前馈逆补偿控制方法的研究,并构建了面向压电驱动柔性结构动态形状控制的迟滞 蠕变前馈补偿与自抗扰反馈控制相结合的复合控制系统。结果表明,该复合控制法能够在保证系统稳定性的前提下有效提高系统动态形状控制精度。     

A Theoretical Method for Design and Realization of Fixed Amplitude Sinusoidal Oscillators

In this paper, a new method for design and realization of a sinusoidal oscillator is proposed. The oscillator has fixed amplitude. As we know, the design of this kind of oscillator is very difficult because of its sinusoidal form and fixed amplitude. Design is done in state space domain. After designing, oscillator is realized base on the concepts of trees and links. In fact, we design a nonlinear system such that its phase portrait corresponds to oscillation and also prespecified amplitude of the oscillation. Then we transfer it to time domain. The design of appropriate nonlinear system is base on equipotential curves.