无刷直流电机的分数阶建模方法

传统的基于机理的整数阶无刷直流电机仿真模型和实际物理样机有较大差距.论文通过分析无刷直流电机的数学模型,在基于机理建模整数阶模型基础上引入分数阶微积分,将机理建模和数字建模相结合,提出一种新的无刷直流电机建模方法.首先根据物理样机建立基于机理的无刷直流电机仿真模型,然后采用基于输出误差的最小二乘法辨识出分数阶模型的参数...     

分数阶控制系统

随着基于分数阶次的数学理论日益完善,分数阶控制系统也越来越广泛地被研究和讨论。为了完善分数阶控制系统的理论体系,给出了分数阶系统的总体综述。介绍了分数微积分的定义,给出了分数阶线性定常系统的传递函数和状态空间描述,简要介绍了分数阶控制系统的复频域分析和分数阶控制器及控制器的设计方法,并分析了几种设计方法的优缺点。分数系统的研究必然能找到合适的切入点广泛地进入现代控制领域,为真正实现工业控制自动化提供强有力的理论依据。     

分数阶系统时域子空间辨识

研究了分数阶系统的时域辨识问题,给出了一种新的分数阶系统时域子空间辨识算法.当分数阶微分阶次已知时,通过计算输入输出信号的分数阶微分,构造新的输入输出数据方程对系统的参数进行子空间辨识.当分数阶微分阶次未知时,通过代价函数将阶次辨识问题转化为参数寻优问题.采用Poisson滤波器有效避免了在计算分数阶微分时输入输出信号必须高阶可导的问题.通过分析给出了权矩阵的选取方式,提高了时域子空间辨识结果的精度.数值仿真结果表明了该算法的有效性.     

基于分数低阶统计量的阵列信号盲分离

传统方法常对阵列信号处理所研究的噪声采用高斯分布的模型进行描述,但当噪声存在显著的尖峰时,往往不能得到满意的结果。利用稳定分布建模实际中所遇到的具有较大脉冲特性的随机噪声,综述了阵列信号处理方法,并利用分数低阶统计量提出了一种较有韧性的阵列信号处理新方法。仿真表明它们在高斯和低阶稳定分布噪声条件下,具有良好韧性与有效性。     

直线一级倒立摆分数阶控制器设计及仿真

针对直线一级倒立摆的稳定控制问题,设计了分数阶比例积分(FOPI和FO[PI])控制器。首先,根据Newton力学方法建立了倒立摆系统的数学模型。然后,采用基于向量的增益鲁棒性分数阶控制器参数求解简化算法,设计了分数阶比例积分控制器。最后,在MATLAB环境下进行了分数阶比例积分控制器参数整定方法的有效性验证,并且对倒立摆系统分别采用分数阶比例积分控制器和整数阶PID(IOPID)控制器进行了稳定控制仿真实验,并将得到的摆杆角度响应曲线进行了对比分析。结果表明:分数阶比例积分控制器对系统的稳定控制效果优于IOPID控制器,且在分数阶比例积分控制器中,FO[PI]控制器对系统稳定控制最好,响应时间较快、振荡幅值较小且具有鲁棒性。     

分数阶时滞系统的频域子空间辨识

研究了利用频率响应数据辨识分数阶时滞系统子空间模型的问题,给出了一种差分进化算法与频域子空间方法相结合的辨识算法.利用差分进化算法搜索最优分数微分阶次和时滞参数,而对于固定的分数微分阶次和时滞,则采用分数阶频域子空间辨识方法得到状态空间模型.通过仿真算例验证了该算法的有效性.     

基于粒子群优化的分数阶PID预测函数参数整定

为避免分数阶PID预测函数手动调节参数的不确定性以及繁琐性,应用粒子群算法优化其参数,完善分数阶PID预测函数控制器,并提高其控制精度,充分体现了算法的智能性。将粒子群整定分数阶PID预测函数算法应用于单变量的励磁控制系统中,通过Matlab仿真并与模糊分数阶PID预测函数以及经验调节方法相比较,结果表明,粒子群算法整定参数收敛速度快,找到最优点时间短,整定后的算法具有静态误差小、无超调、上升速度快、调节时间短、抗干扰能力强等优点,能很好地满足励磁系统的动态特性,并具有较强的鲁棒性及适应性。     

分数阶混沌系统耦合同步及混沌键控通信设计

分数阶混沌系统同步在混沌通信领域有着重要的应用价值。文中研究分数阶Chen混沌系统的单向耦合同步的问题,基于分数阶混沌系统的Lyapunov稳定性理论,设计分数阶Chen混沌系统单变量线性耦合同步控制器,实现分数阶Chen混沌系统的耦合同步。基于上述分数阶Chen混沌同步系统,设计混沌键控通信系统,分析通信系统的误码率等系统性能。研究表明,分数阶混沌通信系统比整数阶具有更高的保密性,分数阶混沌键控通信系统与整数阶混沌键控通信系统抗噪性能几乎一样。     

分数阶PD控制器在时滞伺服系统中的研究

分数阶微积分理论的发展推动了分数阶微积分在各个领域的广泛应用,分数阶控制算法的研究也成为近几年的研究热点.目前分数阶控制理论的研究主要集中在理论分析,对于目前所研究的这类工程性较强的控制对象,成熟的研究成果较少.针对实际工程中含有时滞的伺服系统模型,将Flat phase法和系统稳定性裕度条件相结合,设计了分数阶PD控制器.此PD控制器结构简单,对参数变化稳定性好,控制精度高.为了对比仿真实验,文章还设计了整数阶PID控制器.仿真结果表明,分数阶控制器比传统整数阶PID控制器的控制精度更高,鲁棒性更好.     

一类分数阶非线性混沌系统的同步控制

在分数阶非线性系统同步控制的研究中,针对一类分数阶非线性混沌系统,研究了基于分数阶控制器的同步方法.利用状态反馈方法和分数阶微积分定义,设计了分数阶混沌系统同步控制器.进一步,根据分数阶非线性系统稳定性理论、Mittag-Leffler函数、Laplace变换以及Gronwall不等式,证明了同步控制器的有效性.最后,通过数值仿真,实现了初始值不同的两个分数阶非线性混沌系统同步.误差响应曲线表明研究的分数阶非线性系统同步响应速度快,控制精度高,验证了本文所设计的混沌同步控制方案的可行性.     

High Performance Regulator for Fractional Order Systems: A Soft Variable Structure Control Approach

In this paper, soft variable structure control of fractional order systems is proposed for achieving high regulation rates and short settling times. Using the appropriate fractional order Lyapunov approach, a controller based on continuous fractional switch are designed to achieve high control performance. Due to the alleviation of chattering phenomenon soft VSC that is proposed for fractional order systems are quite useful in future for the practical systems.     

一类有理逼近参数样条

在二次曲面上构造一种带有形状因子的有理参数样条曲线,该样条曲线能逼近所在的控制多边形,且有较好的几何特性,并且可以作升阶和降阶处理。分析其端点性质,便于拼接成光滑曲线,如果选取合适的形状因子,可以使得曲线连接成G2连续。     

任意偏序的NTree判定及近似表示

用角色而不是个体作为存取控制的粒度单位有许多优点，这些优点在层次RBAC（偏序）中得到进一步体现，NTree是定义这种偏序既自然又系统的方法，本文介绍了偏序的超矩阵表示及相应的NTree判别和近似表示方法。     

A Fractional Order Collocation Method for Second Kind Volterra Integral Equations with Weakly Singular Kernels

In this paper, we develop a fractional order spectral collocation method for solving second kind Volterra integral equations with weakly singular kernels. It is well known that the original solution of second kind Volterra integral equations with weakly singular kernels usually can be split into two parts, the first is the singular part and the second is the smooth part with the assumption that the integer m being its smooth order. On the basis of this characteristic of the solution, we first choose the fractional order Lagrange interpolation function of Chebyshev type as the basis of the approximate space in the collocation method, and then construct a simple quadrature rule to obtain a fully discrete linear system. Consequently, with the help of the Lagrange interpolation approximate theory we establish that the fully discrete approximate equation has a unique solution for sufficiently large n, where \(n+1\) denotes the dimension of the approximate space. Moreover, we prove that the approximate solution arrives at an optimal convergence order \(\mathcal{O}(n^{-m}\log n)\) in the infinite norm and \(\mathcal{O}(n^{-m})\) in the weighted square norm. In addition, we prove that for sufficiently large n, the infinity-norm condition number of the coefficient matrix corresponding to the linear system is \(\mathcal{O}(\log ^2 n)\) and its spectral condition number is \(\mathcal{O}(1)\). Numerical examples are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

Error Analysis in Homography Estimation by First Order Approximation Tools: A General Technique

This paper shows how to analytically calculate the statistical properties of the errors in estimated parameters. The basic tools to achieve this aim include first order approximation/perturbation techniques, such as matrix perturbation theory and Taylor Series. This analysis applies for a general class of parameter estimation problems that can be abstracted as a linear (or linearized) homogeneous equation. Of course there may be many reasons why one might which to have such estimates. Here, we concentrate on the situation where one might use the estimated parameters to carry out some further statistical fitting or (optimal) refinement. In order to make the problem concrete, we take homography estimation as a specific problem. In particular, we show how the derived statistical errors in the homography coefficients, allow improved approaches to refining these coefficients through subspace constrained homography estimation (Chen and Suter in Int. J. Comput. Vis. 2008). Indeed, having derived the statistical properties of the errors in the homography coefficients, before subspace constrained refinement, we do two things: we verify the correctness through statistical simulations but we also show how to use the knowledge of the errors to improve the subspace based refinement stage. Comparison with the straightforward subspace refinement approach (without taking into account the statistical properties of the homography coefficients) shows that our statistical characterization of these errors is both correct and useful.

基于面向对象方法的电气工作票专家系统

文章论述了用面向对象(OOP)的方法开发的电气工作票专家系统的实现方法、功能、组成及其具有的特点。从实践中证明了采用面向对象的方法开发电气工作票专家系统,一方面可以提高开发效率;另一方面使系统具有通用性,可维护性和可扩充性。     

一种基于插值预测的新型电流滤波方法

在常规的死区补偿方法中,大多是建立在预先知道输出电流极性的基础上。但是由于谐波的干扰,输出电流在零点附近会出现振荡反复的现象,从而让常规的死区补偿方法出现错误补偿现象。所以,为了实现死区效应的正确补偿,滤除输出电流的零点振荡与毛刺是必要的。鉴于此点,本文提出了一种新型的电流滤波方法,很好的消除了输出电流的毛刺与零点振荡。     

一种基于拟合二阶导数曲线的光顺算法

论文针对目前曲线光顺算法存在的问题,提出在小挠度情况下的利用曲线二阶导数平滑程度来判断曲线光顺性的准则,并在此基础上提出了一种采用最小二乘法来拟合曲线型值点列的二阶差商曲线,然后通过两次积分来反求出光顺曲线思想的曲线光顺算法,并给出了实际的算例来说明该算法的优越性。文中讨论了该方法的误差上界,从而能有效地控制算法在进行光顺时对曲线型值点的移动范围。