三自由度转台系统参数辨识及控制器的设计

为了提高三自由度转台的系统建模及其控制精度,首先根据三自由度转台的特点,用系统辨识的方法辨识系统的参数,建立其数学模型。然后在此基础上,设计了控制器,利用MATLAB对其进行了仿真,得到了很好的仿真效果。最后将控制器应用到实际系统,实验结果表明,设计的控制器能较好的控制转台。     

基于遗传算法的直流伺服系统参数辨识及摩擦补偿控制

针对静态摩擦力对数控机床直流伺服系统的干扰问题,提出了一种先利用遗传算法对静态摩擦模型中的参数进行辨识,然后采用基于摩擦模型补偿的伺服控制方法。该方法首先根据直流伺服系统的摩擦特性建立摩擦模型,再将摩擦补偿引入到直流伺服系统的反馈控制结构中,获取伺服电机的位置误差。采用遗传算法对摩擦补偿模型进行参数辨识,使摩擦补偿量在数值上不断逼近实际的摩擦干扰,并利用摩擦补偿量来抵消摩擦给伺服系统带来的影响。为了验证参数辨识的效果,将普通PD控制与基于摩擦补偿的PD控制进行了仿真比较,实验结果表明,后者能够消除由于静摩擦的存在而造成的位置跟踪中出现的平顶现象,能够达到理想的跟踪效果。因此,本文所提出的方法具有较强的摩擦干扰补偿能力,能够实现对直流伺服系统的精确控制。     

一种非线性PD控制器设计

为了提高PD控制器的性能,提出了一种非线性设计方法。利用电容极间电场和PD控制器的控制作用之间存在的一些相似性,构造了一种非线性函数,并以此形成一种非线性PD控制器,这种控制器能为系统的运行状态提供灵活的增益策略;利用系统的运行状态信息,在相平面中实时旋转该电容结构,可以减少这种非线性PD控制器的设计参数。通过对一个机械手系统进行仿真,结果表明,这种控制方式能够获得较好的系统动态响应速度和参数鲁棒性能。     

快速路系统密度控制器设计与参数辨识

车辆之间密度、车头时距的不均匀分布,导致快速路系统效率降低。为了提高其效率,提出了密度控制器设计方法。它能控制车辆按恰当的速度行驶,能使快速路各段密度指数收敛于期望密度,从而获得均匀的密度、车头时距分布。然后通过仿真实例来辨识模型参数,结果表明当所辨识的模型参数接近1时,系统在此控制器作用下能获得平稳的交通流。由此说明所提控制器设计能提高系统效率、指导实践。     

时变时滞系统的参数辨识及自适应控制

基于最小二乘法一类辨识算法的自适应控制,一般只适用于时滞已知且时不变的被控过程,本文提出了一种包括可估计时变时滞在内的参数辨识方法,该方法扩展了最小二乘一类辨识算法及相应的自适应控制的应用范围,文中通过一个实例讨论了该方法在自适应控制中的应用,并谈及下一步的研究工作。     

汽车电子助力转向的模糊PD控制器设计

本文针对汽车助力转向环境的非线性、参数时变性和模型不确定性的情况，考虑PD控制器不能在线进行参数自整定的问题，基于模糊控制技术，提出了一种模糊自整定PD参数的汽车电子助力转向系统的控制方法与控制策略。该方法采用DSP为核心，利用模糊控制规则在线调整PD控制器的参数。运用MATLAB进行仿真的结果表明模糊PD控制器既具有PD控制器高精度的优点，又具有模糊控制器适应性强的特点,能保证有更小的超调、鲁棒性强、更短的调整时间及更好的动、静态特性，在汽车电子助力转向领域具有较高的推广应用价值。     

基于Hopfield神经网络的线性系统参数辨识

基于Ｈｏｐｆｉｅｌｄ神经网络的优化计算原理,提出了一种新的线性系统参数辨识方法,利用连续型ＨＮＮ辨识线性系统Ｉ／Ｏ差分方程计算系统的传递函数矩阵,最终获得了可观标准型的状态空间表达式,仿真结果证明了这种只方法的有效性。     

用模型补偿自抗扰控制器进行参数辨识

自抗扰控制器中扩张状态观测器的输出提供了进行系统参数辨识的足够信息,受控对象若有已知部分,把此部分补偿给扩张状态观测器输入项,能提高扩张状态观测器的逼近精度,从而也能提高其输出值来进行参数辨识的精度。     

控制系统跳变参数的辨识

本文把辨识方法同统计决策原理相结合,导出了一种跳变参数的辨识方法。数值模拟结果表明,该方法对跳变参数具有很强的跟踪能力.     

柔性悬臂梁非线性非平面运动的多脉冲轨道分析

首先建立了柔性悬臂梁非线性非平面运动的偏微分方程;然后运用Galerkin和多尺度方法得到平均方程．并利用规范形理论进一步将方程化简;最后用能量相位法求出多脉冲跳跃的能量函数序列．Dynamics软件数值计算表明：在系统中确实存在着由多脉冲跳跃而导致的Smale马蹄型混沌．     

硅悬臂梁脉象传感器温度补偿

阐述了采用硅悬臂梁制造的脉象传感器结构、设计和温度补偿原理。实验结果表明:补偿后的传感器具有灵敏度高、稳定性好,线性度为1%FS(0~5 N),重复性为0.5%FS,灵敏度为50 mV/N。给出的温度补偿晶体管对该脉象传感器的灵敏度温度漂移补偿效果好,有推广应用前景。     

双晶悬臂梁式压电换能器建模与结构参数分析

针对如何提高悬臂梁压电发电效率的问题,通过对压电换能器进行力学分析并建立了一个电路等效模型,从而得到了悬臂梁谐振角振频率和输出功率的计算公式。通过代入数值进行计算仿真得出结构参数对输出功率的影响的曲线。通过分析得出:在设计悬臂梁的结构参数时尽量在结构强度允许的条件下选择更重的附加质量块,电极长度和梁的长度比值为0.8,压电陶瓷和金属层厚度比为0.25,能提高换能效率等结论。     

悬臂梁大变形的向量式有限元分析

为分析悬臂梁的几何非线性行为,用向量式有限元法将结构离散成质点系以及质点间的连接单元.根据牛顿第二定律得到每个质点在内力和外载荷作用下的运动方程以及悬臂梁在每个时刻的变形用该时刻质点系的运动表示.结合刚架元的节点内力和等效质量得出质点位移的迭代计算公式,采用FORTRAN编制计算程序,对悬臂梁分别承受集中载荷和弯矩下的大变形进行算例分析.计算结果与理论解吻合较好,表明该方法能很好地模拟分析悬臂梁的大变形.     

移动质量激励悬臂梁振动主动控制系统

利用压电材料的正逆压电效应,实现了移动质量激励悬臂梁振动主动控制;建立了压电元传感方程和作动方程,进一步将其转化为状态空间模型中的状态方程和输出方程;设计了基于线性二次型最优控制(LQR)策略的振动主动控制器,以TMS320VC33 DSP芯片为核心组建了相应的硬件电路。实验结果表明:采用压电自感作动器可很好地抑制移动质量激励引起的悬臂梁振动。     

Parameter identification for a traffic flow model

In this paper, a macroscopic model is presented which describes the traffic flow on a freeway by a set of nonlinear, deterministic difference equations. The model is deduced from simple physical and empirical considerations and contains a set of free parameters which have to be estimated using real traffic data. This identification procedure is formulated here as a parameter optimization problem which is solved by nonlinear programming. In addition, the sensitivity of the model with respect to parameter changes and structural changes is investigated. Although stochastic events play a role in traffic dynamics, the results demonstrate that the validated model copes surprisingly well with real traffic behaviour.     

一种完全数据驱动的子空间辨识与鲁棒预测控制器设计

针对线性时变多变量系统,在可能存在输入输出数据噪声的情况下,不需已知系统的先验结构信息,提出一种完全数据驱动的子空间辨识及控制器设计方法.在子空间在线辨识基础上,利用不确定性模型更好地建模被控系统,结合鲁棒控制策略进行预测控制器的设计;将系统建模与鲁棒控制器的设计包含在一个控制系统设计框架内,对模型不确定性具有更好的鲁棒性;最后给出仿真实例验证算法的有效性.     

一种高分辨力的光纤光栅悬臂梁动态解调技术

介绍了一种基于悬臂梁的匹配光栅测量和解调方案,在外界加速度作用下,一个光纤光栅受压,另一个光纤光栅受拉,使波长调谐的灵敏度增加了1倍。实验证明了该方法寓解调和温度补偿为一体的优越性,本解调方案的波长移动分辨力为0. 01pm,可实现高分辨力加速度测量。     

功能梯度双层悬臂梁的有限元建模分析

为考察不同建模形式和界面处理方式对由功能梯度材料构成的双层悬臂梁计算结果的影响,通过有限元计算结果与理论解的对比发现,对于功能梯度悬臂梁,选取八节点二次单元能更好地消除剪力自锁现象,比四节点线性单元的求解结果更加精确;对于双材料理想界面,采取强制位移约束条件比消除重合节点的约束条件更符合真实情况;梁端部附近应力场的有限元解比理论解更加合理.