颤振主动抑制系统开环模型的进一步降阶及其参数摄动

运用保留模态法对颤振主动抑制系统(AFSS)作了进一步降阶处理,并用最小二乘拟合法得到了降阶模型的参效摄动误差表达式。数值算例表明,对选定的计算项目,本文给出的降阶模型和参数摄动误差表达式,在AFSS的参数摄动范围内,与全阶模型非常接近,可用来进行AFSS其它项目设计和分析。     

颤振主动抑制系统开环模型的降阶和参数摄动

本文在改进的非定常气动力拟合的基础上,运用模态集结法,对颤振主动抑制系统(AFSS)进行了降阶处理,导出了降阶前、后模型参数摄动误差表达式。数值计算结果表明,对选定的计算项目,本文给出的降阶模型和参数摄动误差,在AFSS参数摄动范围内,与全阶模型非常接近;故可用来进行AFSS其他项目的设计和分析。     

一种离散系统模型降阶的新方法

本文引入了误差多项式的概念,用误差多项式的系数表示原模型与降阶模型之间任意时刻的差异,使原模型与降阶模型两者的Markov参数和H参数部分一致,使得误差多项式的某些系数为零,从而得到降阶模型。本方法简单、灵活、易行,物理概念明确、适合于工程应用。     

一种高阶系统的分数阶IMC-ID~μ控制器设计

针对高阶系统提出了一种模型降阶以及分数阶内模IDμ控制器设计方法。首先基于积分平方误差(ISE)性能指标,利用微粒群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法将高阶系统模型降阶为含有时滞环节的分数阶模型;然后根据内模控制(Internal Model Control,IMC)原理,并用一阶泰勒表达式逼近模型中的时滞环节,推导出了分数阶IMC-IDμ控制器,该控制器仅包含一个可调参数;最后根据系统的最大灵敏度指标,实现了控制器参数的鲁棒整定。仿真结果表明,本文方法可使系统同时具有较好的动态响应、干扰抑制性能以及克服参数摄动的鲁棒性。     

基于降阶模型的弹性飞行器QFT控制器设计与仿真

弹性飞行器具有很高的阶次,直接设计控制器会很困难,且不利于工程实现.为此,文章研究了基于降阶模型的控制器设计方法.以某大型弹性飞行器12阶模型为研究对象,首先利用平衡截断降阶方法对该模型降阶,所得到6阶的降阶模型能在较宽频段范围内近似全阶模型.然后,基于降阶模型,使用QFT方法设计飞行器的高度保持控制器,直接用于12阶模型的控制.给出了系统高度响应、鲁棒性验证以及系统状态和4阶弹性变形模态的仿真结果曲线.仿真结果表明,无论是在标称状态,还是当系统矩阵摄动的状态,高度响应都能快速跟踪指令信号,且无稳态误差,调节时间约为7s,系统的各阶结构弹性变形模态都得到了快速抑制,最终衰减为零.     

模型降阶的图解法和矩法(Ⅰ)

将阶跃响应建模法和矩建模法的基本思想运用于模型降阶,分别得到图解降阶法和矩降阶法两类模型降阶方法,给出了确定低阶逼近模型参数的详细过程.其中,图解降阶法源于经典建模法中的阶跃响应建模,通过作图和计算来确定低阶逼近模型参数;矩降阶法是基于脉冲响应的模型降阶方法,通过计算单位脉冲响应的前2个或3个矩来确定低阶逼近模型参数.作者在本部分对这两类方法进行了详细描述.     

高阶系统的奇异摄动模型的平衡降阶

针对目前比较成熟的奇异摄动模型的平衡降阶方法,提出了采用时矩输出拟合来改善降阶系统输出响应逼近程度的方法,实现简化模型输出误差更小、计算简便等优点.     

弹性飞机的混合H2/H∞最优PID控制器设计

针对弹性飞机强鲁棒性、低阶次、低增益鲁棒控制器的设计问题,以某弹性飞机12阶模型为研究对象,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的设计。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后,根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加权函数。之后,给出了系统跟踪误差的H2范数的一种简化计算方法用于计算H2范数优化设计指标。最后使用粒子群优化算法进行了混合H2/H∞最优PID控制器参数的优化得到了最优PID控制器。仿真结果表明,与H∞混合灵敏度控制器相比,混合H2/H∞最优PID控制器阶次更低,并能同时镇定参数和非参数两种不确定性具有更强的鲁棒性;对弹性形变有较好的抑制作用,对刚性模态也取得了很好的控制效果。     

基于模型变换的系统参数快速辨识方法

研究了系统参数辨识的一种间接方法，该方法将要估计的系统模型转换为一种容易估值的高阶系统模型，然后再将高阶模型降阶得到所要的模型参数。证明了该方法与预报误差法具有相同的渐近和统计性能。仿真结果表明该方法比预报误差法具有更高的计算效率。     

高阶系统的奇异摄动模型的平衡降阶

针对目前比较成熟的奇异摄动模型的平衡降阶方法,提出采用时矩输出拟合来改善降阶系统输出响应逼近程度的改进方法,从而使简化模型具有输出误差小、计算简便等优点,通过给出的实例仿真证实了这一点.     

基于Krylov子空间的Volterra级数模型降阶方法

为了有效地评估电子信息系统在复杂电磁环境下的效能,提出了针对电子系统Volterra级数电磁兼容宏建模的降阶简化技术.针对Volterra级数参数辨识的维数灾难问题,本文利用Krylov子空间对Volterra核函数进行了降阶简化处理.在确保模型准确性的前提下,有效地减少了Volterra核函数待辨识参数的数目,同时降低了Volterra级数宏模型的复杂性和参数辨识成本.最后以集成运算放大器为例进行了实例验证,验证了本文方法的正确性和有效性.     

流固耦合问题中降阶模型的校正研究

对流体使用降阶模型是流固耦合计算中为提高计算效率常用的手段之一,但采用降阶模型对模型维数的降低,或全阶模型数据与降阶模型方程的不一致性会影响降阶模型的准确性.本文引入人工涡常量和遗传算法对流固耦合问题中降阶模型进行校正研究,首先基于伽辽金投影法和本征正交分解法投射到最主要本征模态空间上,得到流体的降阶模型;然后引入人工"涡"对降阶模型的系数进行校正,最后采用遗传算法对校正模型中的系数进行估计.将本文提出的校正降阶模型应用于典型流固耦合问题分析中,对比了校正前后位移和力的变化,以及校正前后降阶模型的误差变化,结果表明校正后的降阶模型的计算准确性和效率大大提高,证实了降阶模型校正的必要性和本文降阶模型校正方法的有效性.     

永磁同步电机无参数三矢量模型预测电流控制

永磁同步电机多矢量模型预测控制能够有效改善传统单矢量模型预测控制存在的电流脉动大、控制精度有限等不足，但其控制性能更易受电机参数摄动的影响。为提升多矢量预测控制算法在电机参数摄动下的鲁棒性，提出一种永磁同步电机无参数三矢量模型预测电流控制算法。通过构建基于永磁同步电机输入输出信号的超局部预测电流模型，避免了电流预测受电机本体参数的影响，同时设计了扰动观测器对超局部模型中未建模与扰动部分进行估计。此外，引入基于电流误差的矢量占空比直接计算法，抑制电机参数摄动对占空比计算环节的不确定性影响，进一步提高了系统鲁棒性。与传统有参数三矢量模型预测电流控制进行仿真和实验对比，结果显示所提策略能够有效抑制电机参数变化所带来的系统扰动，保证了电机运行时的稳态性能。     

基于多时间尺度降阶的光伏发电控制参数优化

提出了一种基于多时间尺度降阶的光伏发电系统参数优化方法。首先综合考虑主电路及控制策略建立了其小信号模型,利用特征值分析和参与因子分析初步确定了影响系统振荡的主要因素。其次对小信号模型进行多时间尺度降阶,并基于降阶模型分析控制器参数对振荡模式的影响,确定了需优化的主要控制器参数及其取值范围。最后分别以原模型和降阶模型为研究对象进行参数寻优,并在MATLAB中仿真对比了优化前后系统的小干扰稳定性。研究结果表明,降阶模型能够不同程度地反映光伏发电系统的振荡模式,为控制器参数优化提供建议;基于降阶模型和原模型的优化结果均能使系统在小扰动下更快地恢复到稳态,且前者计算速度更快,验证了所提方法的正确性和有效性。     

模型降阶的图解法和矩法(Ⅱ)

通过大量仿真，对按照模型降阶的图解法和矩法（Ⅰ）（《西北轻工业学院学报》2001年第4期）中给出的图解降阶法和矩降阶法所得的低阶模型的逼近能力进行了详尽的分析和比较，展示了这两类模型降阶方法的优越性。仿真以Matlab为仿真工具进行，仿真内容涉及开环响应比较、Nyquist曲线比较和闭环响应比较。文中最后提出了几点建议。     

电液伺服系统参数自适应与信号综合自适应的等价结构

利用信号摄动与参数摄动的等价性关系，对电液伺服系统模型参考自适应控制问题进行研究，采用数学方法推导出参数自适应与信号综合自适应的等价关系式，从而建立了信号综合自适应与参数自适应的等价结构，通过计算机仿真对文中各种结论进行了验证。     

多变量系统的全程滑态变结构模型跟踪控制

研究了多变量系统的变结构模型参考设计问题，针对同时具有参数摄动和外界干扰的多变量系统提出了一种全程滑态变结构模型跟踪控制方案，使得误差系统从一开始就处于滑动模态上，改善了跟踪误差的瞬态性能和鲁棒性，仿真结果表明了该方法的有效性。     

多变量系统的全程滑态结构模型跟踪控制

研究了多变量系统的变结构模型参考设计问题，针对同时具有参数摄动和外界干扰的多变量系统提出了一种全程滑态变结构模型跟踪控制方案，使得误差系统从一开始就处于滑动模态上，改善了跟踪误差的瞬态性能和鲁棒性，仿真结果表明了该方法的有效性。     

一种新型不确定分数阶混沌系统滑模同步控制方式

针对一类存在参数摄动、未知函数及外部扰动等不确定因素的分数阶混沌系统的同步控制问题,设计了一类具有新颖的分数型积分滑模面的同步控制器。所设计的新型分数阶滑模面抖震更小、收敛速率更快。提出了一种改进的分数阶非增长型自适应律,有效避免了随时间增长可能引起的控制量无界的问题。引入频率分布模型分析系统模型,并基于Lyapunov稳定性定理证明同步误差收敛,避免了直接用伪状态变量对同步误差系统进行分析的错误,形成了分数阶运算和整数阶同步控制方法有机结合的新方法。仿真结果证明了该方法的有效性。     

一类非线性奇异摄动系统的渐近性分析

研究了一类非线性奇异摄动系统的两点优化问题，并对其在组合控制的作用下的渐近性进行了研究。组合控制是由降阶子系统的最优控制、左边界渐近稳定控制和右边界层最小能量控制三部分组成。研究表明，在该控制的作用下，系统的末状态与要求的末状态之间的误差很小，性能指标与最优控制的性能指标之间的误差也很小。以中程空地导弹的中制导系统为例进行了仿真。仿真结果表明组合控制效果良好。