自适应鲁棒PID控制器的设计

具有自适应鲁棒PID控制器的设计,把系统辨识技术引入PID的设计,参数辨识采用序列二次规划(SQP)算法.对于结构确定,参数变化的系统,可通过自适应中的参数辨识环节对系统参数进行在线辨识,由辨识的结果,利用鲁棒PID控制器的设计方法进行PID参数整定,整定的参数应用于PID控制器;当系统模型参数变化超过一定范围时,辨识环节重新对系统进行辨识,再进行参数整定.     

火炮弹药协调器区间不确定参数辨识

火炮弹药协调器是一个复杂的多参数机电液一体化系统,在建立其动力学模型时,某些对系统性能有重要影响的不可测或难以测量的参数,只能通过辨识的方法获得。为了实现弹药协调器的参数辨识,在Simulink中建立弹药协调器的动力学模型与控制模型,并利用区间数描述系统动作过程中的不确定参数;利用区间序关系转换模型,将存在区间不确定参数的辨识问题转换成确定性优化问题进行求解;以协调器支臂角速度曲线的相似度作为优化目标,利用差分进化算法实现了弹药协调器的参数辨识;利用仿真数据确定了此方法的辨识精度满足要求,并利用测试数据对真实系统的参数进行了辨识,验证了此方法的可行性和有效性。     

单级旋转倒立摆系统辨识与随动稳定控制方法研究

针对单级旋转倒立摆系统参数辨识和随动稳定控制问题,首先建立倒立摆在不受外力控制,摆杆自然下垂的顺摆模型,基于顺摆模型采用快速傅里叶变换方法对系统参数进行辨识;然后推导顺摆模型与倒摆模型之间的关系,进一步得到倒立摆的倒摆模型;根据辨识出的倒摆模型,采用线性二次型控制器对其进行稳定控制,并进行了数值仿真与实物实验验证。研究结果表明,通过辨识得到的系统模型更加精确,对比直接测量参数得到的系统模型,控制效果更好,且能对随动输入指令进行更优的跟随。该方法可以有效避免量测误差,提高模型的准确性,为火炮随动稳定控制提供参考。     

快速反射镜在频域内的非参数辨识

为获得快速反射镜系统位置环的数学模型,对快速反射镜系统输入线性扫频信号,根据输入线性扫频信号后系统的频域响应输出数据,在频域内采用有理式逼近的方法,对系统的位置环进行了非参数辨识研究,得到了快速反射镜系统位置环的数学模型.最后,经验证表明:将线性扫频信号分别输入辨识得到的模型和实际系统,在0~1000 rad/s的范围内,两者输出响应之间的误差小于3 dB,通过频域内有理式逼近的非参数辨识的方法得到的快速反射镜系统位置环数学模型是精确、有效的.     

基于ESO的运载火箭姿控喷管故障辨识设计及实现

针对基于喷管开关控制的运载火箭姿控系统故障,提出了一种基于控制效果的喷管故障辨识方法。在对特定喷管配置和轴对称运载火箭模型研究基础上,利用扩张状态观测器实时估计箭体所受的总力矩,进而根据估计结果进行故障判别和极性纠正。仿真结果表明,以ESO为观测器的故障辨识设计方法可有效判别出姿控喷管的极性故障,并能够通过策略设计进行极性纠正,具有较强的工程应用价值。     

基于粒子群-牛顿算法的弹丸阻力系数辨识

针对传统牛顿迭代法在辨识弹丸气动参数时需要精确估计参数初值的问题,提出了基于粒子群初值选取的牛顿迭代优化算法辨识弹丸的零升阻力系数.采用弹丸的六自由度模型作为系统模型,以最大似然准则作为辨识判据,结合粒子群算法的群体搜索性以及牛顿迭代法的局部细致搜索性,对辨识判据进行了优化,并且根据灵敏度计算分析了参数的可辨识性.通过仿真和实际数据辨识对算法的精确性和可靠性进行了验证.仿真和实际辨识结果表明,该方法能有效地辨识旋转弹丸零升阻力系数,可为进一步提高射表精度、节省用弹量提供参考价值.     

系统辨识方法在“纯净”工质模拟系统建模中的应用

针对"纯净"工质模拟系统随动性、快速性的特点,首先对"纯净"工质模拟系统进行机理特性分析,划分各子系统模块;然后对其建立数值模型,利用Matlab软件对数值模型进行仿真;最后根据仿真数据结果对模型参数进行系统辨识并比较模型的相似性。结果表明:系统辨识后的控制模型可以对系统辨识前的数值模型进行替代,控制模型能够达到"纯净"空气工质模拟控制方法的需求。     

热噪声试验温度场分析方法研究

针对热噪声试验系统设计与评估需求,建立了热噪声试验系统热分析计算模型,采用宏观流团与流动路径建立噪声气流换热模型,基于蒙特卡罗法计算辐射换热,基于热网络法获得不同加热功率下主要受热部件的温度场分布规律。通过和热噪声试验结果的对比分析,验证了计算模型的有效性,并在此基础上对热噪声试验系统在噪声环境下的最大加热能力进行了预测,为热噪声试验系统的性能评估和设计优化提供了技术支撑。     

基于卡尔曼滤波的锂离子电池模型参数辨识

为了提高锂离子电池仿真模型精度,提出了基于改进的粒子群优化卡尔曼滤波（IPSO-KF）算法辨识电池模型参数。依据卡尔曼滤波算法,根据电池电压、电流,估计电池二阶RC模型参数。利用改进的粒子群算法优化卡尔曼滤波中的协方差矩阵,提高模型参数的辨识精度,建立精确的电池模型。     

某型发动机自反馈调节阀动态仿真分析

基于FLUENT软件提供的计算方法和物理模型，利用动网格技术及用户自定义函数（User-define Function，UDF），对发动机预燃室调节阀的自反馈调节过程进行动态数值模拟，并分析阻尼参数对调节效果的影响。结果表明：自反馈机构可实现对不同压力扰动的及时响应，具有稳定流量的效果，改变阻尼参数可对调节响应速度和流量稳定性进行优化，其中摩擦力对调节影响最显著。     

基于频域辨识方法的无人直升机偏航通道控制律设计技术

为解决直升机偏航通道的问题,对基于频域辨识方法的无人直升机航向控制律设计技术进行探讨。根据 无人机的负重配平原理,利用扫频试飞进行频域辨识,建立偏航通道综合模型,提出无人直升机航向控制律设计技 术,确定控制律参数,并对其进行优化和验证。仿真结果表明：该技术可实现无人直升机的数学建模与控制律设计, 并能具备较好的控制性能品质,具有较强的工程意义。     

枪托连续冲击作用下的人体参数辨识

针对枪托连续冲击作用下人体系统参数随时间变化的特点,提出了一种人体物理参数辨识方法。该方法通过正交化经验模态分解和Hilbert变换构建输入和输出信号的解析信号。通过推导含参数变量的解析信号方程并计算求解获得人体参数随时间的变化曲线。表面肌电实验结果证明了该方法的有效性。辨识结果表明,该方法获得的连续冲击作用下人体等效刚度和等效阻尼参数曲线与生物学知识相符,具有重要意义。     

基于自适应无迹卡尔曼滤波算法的多股螺旋弹簧动态响应模型参数辨识和分析

针对传统方法在辨识多股螺旋弹簧（以下简称多股簧）非线性响应模型参数时效率较低、精度较差的问题,提出带噪声统计估计器的自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)算法。该算法通过对多股簧试验数据中的量测(过程)噪声进行递推和估计,能够确保非线性模型参数辨识的收敛性;结合多股簧动态试验对该算法进行检验。研究结果表明：即使在量测噪声级别较高的情况下,AUKF算法也可以准确地求出多股簧的动力学模型参数;在预测多股簧动态响应过程中,若预测振幅和参数辨识所用振幅相差太大则会导致较大的预测误差;当加载速度变化时,多股簧动力学模型中的迟滞部分参数基本不变,但0阶非线性刚度系数和非线性放大因子变化较大。     

水下航行体水动参数的仿真辨识

首先写出描述纵平面运动的非线性微分方程,并用小扰动线性方程证明系统参数可辨识性。然后根据选定的量测方案建立观测方程,并按极大似然原理导出非线性动力学系统的参数辨识算法。最后用仿真观测数据辨识出七个水动参数。研究结果表明用水下航行体的初始响应能辨识其水动参数。     

钢丝网垫减振器结构动响应计算

本文根据钢丝网垫减振器特性,建立了非对称的参数模型并采用单自由度强迫振动试验进行有关参数的识别.在此过程中,解决了位移时域信号的降噪和峰值点的精确确定问题,将非线性参数识别转化为分段线性的参数识别.进一步结合所建模型的特点推导出了含非线性钢丝网垫减振器复杂结构动力学响应的计算方法,并以某试验结构为例计算分析响应特性,结果与试验吻合较好.本文的研究为钢丝网垫减振器在工程中的广泛应用提供了理论支持.     

考虑油液黏温特性的电静液作动器流量死区动态逆补偿方法

高集成电静液作动器(EHA)在减小体积和质量的同时,带来散热能力差、系统油温上升快等问题,导致油液黏度降低而使EHA的流量死区具有时变特性,给EHA的精确控制增加了难度.针对上述问题,考虑油液黏温特性,建立了EHA流量死区的数学模型,分析了流量死区的变化规律,提出了基于系统模型信息的流量死区动态逆补偿方法,对比分析了不...     

火炮多柔体动力学结构优化研究

针对现有动力学优化方法很难对多体系统中的柔性体进行结构优化的问题,提出结合多学科代理模型法和改进的非支配排序遗传算法的多柔体动力学优化方法。以火炮炮口振动参数为输出,柔体模态参数和部分火炮总体参数为输入,在已验证的多体刚柔耦合模型的基础上,采用径向基函数-反向传播神经网络建立了具有良好泛化能力和预测精度的代理模型。利用改进的非支配排序遗传算法对各炮口振动参数进行动力学优化,采用max-min准则从优化得到的Pareto最优解集中优选出一个较为兼顾各优化目标的解,与原模型结果对比,优化效果明显。该方法能用于火炮多柔体动力学结构优化,也为火炮总体结构设计和相关优化提供了一定的参考。     

靶弹动力学模型参数辨识与弹道仿真

建立靶弹典型动力学模型结构,靶弹六自由度动力学数学模型简化为纵向和侧向两个三自由度的动力学模型。选择了辨识输入数据,将传统的模型辨识方法与现代计算机技术相结合,对气动力辨识输入参数进行了分析,采用迭代算法得出辨识参数,并对辨识精度进行了分析,认为观测量测量误差、物理几何参数误差影响辨识精度,选用靶弹现有试验测量数据作为输入量,进行气动参数辨识,得出辨识结果,将辨识得到的气动参数带入弹道仿真程序进行了仿真,验证了辨识结果满足设计要求。