网络控制系统消息时延的仿真研究

网络时延是网络控制系统(NCS)面临的首要问题,由于受MAC机制、网络负载、网络调度等因素影响,该时延一般是时变和不确定的.传统控制系统仿真软件难以客观反映网络时延的变化,无法用于NCS时延的仿真分析.应用TrueTime仿真工具,对NCS网络时延的主体-消息时延进行仿真研究.首先,给出了利用TrueTime进行NCS仿真的结构框图,分析了TrueTime内核模块和网络模块的功能特点;其次,针对一个具体的NCS,建立了TrueTime仿真模型;最后,通过仿真试验,研究了NCS消息时延的变化特性,所得结论可以指导NCS的分析与设计.     

半实物仿真系统产品安装误差对仿真精度影响研究

针对半实物仿真系统产品安装误差对仿真精度的影响进行了研究.通过分析安装误差对捷联导引头和非捷联导引头视线运动模拟的影响机理,完成了针对两种模式导引头的视线运动模拟误差建模,并在建模的基础上提出了误差补偿方案和补偿算法.     

电动舵机负载模拟系统复合控制方法研究

针对工程实践需求,设计了一种由高性能单片机C8051F005和力矩电机构成的电动舵机负载模拟系统;通过对该舵机负载模拟系统进行数学建模并对其数序模型分析后,针对电动舵机负载模拟系统在工作时,即当舵机运动时负载模拟系统会出现较严重的多余力从而影响系统控制精度的问题,采用了以前馈补偿及PID校正构成的复合补偿的方法对舵机负载模拟系统进行了校正,校正后的系统经过仿真分析及实际测试,系统性能及控制精度比未校正时有明显提高。     

嵌入式大气数据传感系统误差分析

嵌入式大气数据传感(FADS)系统与传统大气数据传感系统相比,其精度、适用范围、可靠性等都具有优势。在应用之前,对其在应用中存在的各种误差进行建模、仿真,以了解各种误差对FADS系统精度的影响。之后设计蒙特—卡洛仿真,为沿某一条飞行轨迹进行误差分析提供了一种可行的方法。该方法可用于分析不同算法在不同飞行条件下的精度,为FADS系统算法选取提供参考。     

输入补偿神经网络模型研究

将误差反馈原理引入神经网络的训练和使用，从而提出一种带输入补偿的多层前馈网络模型，将该模型用于非线性系统建模时，能有效消除模型的固有误差，补偿模型工作时出现的动态误差，提高建模精度，给出了新网络模型的结构、学习算法及工作方式，最后通过仿真试验证明了新模型在系统建模中的有效性。     

ARM架构云服务器的CPU功耗模型研究

云服务器的功耗模型是云数据中心能耗优化研究的重要内容之一。CPU功耗模型是云服务器功耗模型的重要组成部分,然而现有CPU功耗模型没有考虑CPU的异构性,如缺乏对ARM架构服务器CPU功耗模型的研究。在调研分析现有的ARM架构CPU功耗模型的基础上,提出了一种面向ARM架构的新CPU功耗模型——基于混合建模的CPU功耗模型(Hybrid Based Model, HBM)。该功耗模型综合考虑了CPU利用率和CPU性能事件等建模特征,相比现有的测算精度很高的基于性能计数器的CPU功耗模型,HBM的测算精度与其相近且模型训练成本更低,更适合ARM服务器的CPU功耗建模。文中使用Sysbench负载工具对所提HBM进行实验验证,实验结果表明,HBM的平均相对误差(MRE)在1%以内,具有良好的测算精度。此外,还针对x86和ARM架构服务器进行了交叉实验,实验结果表明不同架构服务器的CPU功耗行为相异,应当使用不同的CPU功耗建模方法。     

基于IF-EMD-LSTM的数据中心CPU负载预测北大核心

针对数据中心服务器运行过程中CPU负载变化不能被准确预测的问题,分别建立了整合移动平均自回归模型(ARIMA)和长短时记忆人工神经网络(LSTM)的CPU负载预测模型。由于上述模型缺少对原始数据的数据处理和人工智能算法局限性的考虑,故构建了基于孤立森林算法(IF)、经验模态分解(EMD)和LSTM的CPU负载组合预测方法(IEBL)。对所建的三种模型进行参数求解和仿真并与实验结果对比,组合预测模型的平均相对误差降低了8.71%~18.72%。结果表明,组合预测模型预测精度明显高于单一预测模型,在服务器CPU负载预测领域有广泛的应用前景。     

传感器实时动态补偿方法与误差分析

为了改善传感器动态特性,用零极点相消的补偿原理拓宽传感器系统的工作频带.研究了极点建模误差对传感器补偿效果的影响.分析一阶系统、二阶系统的极点建模误差与工作频带拓宽之间的关系,给出相应的关系图.得出结论:一阶系统,补偿效果只与建模误差有关,补偿效果较明显;二阶系统,补偿效果由误差与阻尼比决定,阻尼比越大,要求其极点实部精度越高,而其虚部精度要求越小,且阻尼比小于0.1时,其实部误差可以忽略不计,仿真结果与理论一致.定量分析补偿后噪声的放大程度与工作频带拓宽之间的关系,为实时补偿提供依据.并在数字信号处理器(DSP)中实现实时补偿系统,实时观察输出结果,验证了该系统的稳定性和可行性.     

基于状态空间模型的无线网络控制仿真研究

针对采用状态空间模型描述的几类无线网络控制系统,介绍了基于TrueTime的无线网络控制系统仿真程序的设计与实现问题。首先介绍了TrueTime工具箱的组成,然后给出了如何利用无线仿真模块实现基于状态空间模型描述的控制系统仿真方法。分别考虑当系统具有单输入多输出、网络诱导时延、数据丢包、时滞脉冲等特性时,利用TrueTime仿真工具箱,如何建立上述系统的无线网络控制仿真模型以及如何编写相应的程序代码。根据上述不同模型的仿真可以看出,对于不同的系统,他们的初始化设置基本相同,而任务代码却有很大的差别。仿真曲线符合理论结果,说明了仿真模型和程序代码的正确性与有效性。     

长短时记忆网络在热力站建模中的应用

针对热力站为多变量、非线性、强耦合、大时滞的复杂时序控制系统,难以建立精确模型的问题,提出基于循环神经网络的长短时记忆算法对热力站控制系统建模,该算法既考虑到时间上的影响因素,又解决了长序列信息丢失的问题。以包头某热力站大量实时工况数据通过tensorflow框架搭建神经网络模型,仿真对比结果表明,长短时记忆网络建模能有效地减小建模误差,进一步提高神经网络在热力站系统建模中的精度。     

射频仿真系统目标精度改进校准方法

这篇文章提出了一种改进的射频仿真系统低频段（1—2GHz）精度校准方案。方案是在对大量实验数据分析的基础上提出来的。实验数据证明仿真系统目标位置精度误差满足可重复性,目标阵列是一个稳定的“准”时不变系统。综合系统中“场”和“路”的误差影响,建立目标精度误差修正算法,得出对应于目标位置误差的信号辐射功率偏差并在系统中加以补偿,将目标“硬拉”回来,提高射频仿真系统低频段的精度指标。方法可以应用于国内众多的射频仿真系统,实现高精度的射频目标仿真。     

长航时捷联惯导重力扰动影响及补偿

从捷联惯导系统导航解算出发,分析了重力扰动矢量对捷联惯导误差的影响,并根据非均匀B样条最小二乘法,对局部区域内的重力扰动进行二维逼近,建立重力扰动模型,进而对捷联惯导系统进行补偿。仿真结果表明,非均匀B样条建模方法具有很好的精度,利用建立的重力扰动模型对长航时捷联惯导进行补偿可以有效地减小惯导误差。     

基于TrueTime的网络控制系统的仿真研究

介绍了一种基于Matlab/Simulink的网络控制系统的理想仿真工具——TrueTime工具箱,本工具箱能够对网络控制系统的网络延时、网络参数、系统性能、控制方法等进行综合仿真研究,本文利用TrueTime工具箱搭建网络控制系统仿真平台,结合具体的仿真实例对常用的两种控制网络——以太网和令牌网进行仿真研究。仿真结果表明TrueTime工具箱可以较好地实现网络控制系统的仿真,并验证了以太网和令牌网的特点。     

基于TrueTime的网络控制系统实时仿真

网络控制系统是涉及控制系统与通信网络的复杂系统，其仿真过程需要综合考虑多方面因素。引入了网络控制系统理想的仿真平台——TrueTime工具箱，可以对网络时延、网络参数、控制方法、网络调度等多方面进行综合仿真研究，实现控制性能与网络调度同时仿真的要求．从而使得网络控制系统的研究更加容易。结合实例，利用TrueTime仿真平台实现了对网络控制系统的实时仿真．仿真结果可以看出TrueTime工具箱对网络控制系统的实时仿真的有效性。     

基于EMD-TCN的云资源预测研究

云计算资源的负载预测有助于数据中心灵活智能地配置资源,保障数据中心安全平稳运行。该文提出一种基于经验模态分解和时间卷积网络的云资源组合预测模型,使用历史的资源负载预测未来的资源需求。对负载进行经验模态分解,以降低原云资源负载序列的复杂度,得到反映原负载序列趋势和变化信息的本征模态分量和残余分量;将这些分量构造后输入到时间卷积网络中进行建模预测。以Google集群数据集中的CPU负载序列为例,将该模型与常用的云资源预测模型进行对比验证。实验结果发现,相比于长短时记忆网络和时间卷积网络,该模型在平均绝对百分比误差指标上降低了36.32%和35.37%,预测精度有了明显提升。     

基于PMAC的全闭环控制在超声检测中的应用

对复杂形状的曲面进行超声检测时,传统的半闭环控制无法消除传动环节的误差,因此难以检测到材料中1.2 mm以下的缺陷.为改善系统并提高精度,可以在负载上增加光电编码器形成全闭环控制系统.通过光电编码器将负载运动的实际位置反馈给控制卡,由控制卡实现传动误差的实时补偿,提高运动精度.为验证该方法的有效性,对全闭环系统进行建模并且用Matlab求出了系统的动态响应曲线,分析表明全闭环控制能够减少传动环节的延时和误差.实际应用中,对同一个飞机螺旋桨叶片分别采用半闭环和全闭环系统进行检测,结果表明,全闭环控制可使系统的位置误差由15.43 μm减少到9.51μm.检测飞机螺旋桨叶片时的缺陷误判几率由8.3%降为3.2%.     

基于H∞的低精度捷联惯导系统初始对准方法

由于低精度捷联惯导系统的陀螺精度较低,初始对准时方位失准角的估计精度往往不高;另外,进行初始对准的常用方法是采用Kalman滤波技术,但在实际应用时,其鲁棒性不高,因此迫切需要一种能够改善低精度捷联惯导系统方位失准角的估计精度且兼具鲁棒性的初始对准方法。提出了一种将H∞滤波用于引入磁航向的低精度捷联惯导系统的初始对准方法,能够解决上述问题。建立了一种引入磁航向的捷联惯导系统初始对准的误差模型,通过可观测性和可控性分析,得出可观可控系统,利用H∞滤波方法对其进行了仿真分析,仿真结果表明,能够改善低精度捷联惯导系统方位失准角的估计精度,并能有效抑制有色噪声及建模误差的影响,将其应用于低精度捷联惯导系统的初始对准是切实可行的。     

基于观测器和前馈的液压伺服抗扰研究与仿真

在研究液压伺服控制系统中,通常要求液压伺服系统具有理想的静态、动态刚度,即保证液压伺服系统具有较高的运动精度。负载对系统的运动精度有严重的影响,由于负载在一般情况下难以直接测量,为消除干扰影响,可采用状态观测器可以实现对负载干扰进行观测,根据观测值对液压伺服系统进行前馈补偿,以达到减小负载干扰引起的运动误差。针对有观测器参与控制和无观测器参与控制的两种情况,进行了理论分析和突加载荷和突卸载荷的仿真,理论研究和仿真结果表明此方法可以很好地提高液压伺服系统抗干扰能力。     

机载安装误差对捷联惯导系统的综合影响研究

机载惯导系统的安装误差会引起加速度计输出中的附加干扰加速度,以及陀螺仪输出中的陀螺漂移,从而对惯导系统产生影响。针对捷联惯导系统(SINS)中的机载安装误差进行了深入全面的研究,推导出角安装误差和位置安装误差同时存在时系统的误差模型,并对机载安装误差给导航系统精度带来的影响进行了系统仿真。仿真结果表明:安装角误差和位置误差对于惯导系统的精度带来不可忽视的影响,将会引起惯导系统的迅速发散,必须对其加以补偿。该研究对于提高SINS的对准精度提供了理论依据,具有较好的工程应用价值。     

高速弹丸轨迹精度影响因素研究

高速弹丸轨迹动力学建模结果的精度依赖于从测量数据中合理选择初值，但当前对初值的选取没有明确标准，无法保证得到高精度的建模结果。研究了测量轨迹全程的误差分布，为合理的初值选取提供了基本依据。基于误差传递理论对高速弹丸的雷达测量结果进行精度估计，采用零攻角三自由度模型进行弹道轨迹建模，确定对建模结果有影响的6个精度参数，并进行仿真计算，分析雷达测元误差和弹丸相对雷达的运动情况对测量轨迹精度的影响。整体而言，弹道轨迹精度与目标和雷达测站的相对关系及目标弹道特点有很强的相关关系。雷达测元误差对速度精度影响不大，位置精度的变化与测元变化趋势明显相关，x和z方向的误差逐步变小，而y方向的误差在末段明显增大。本研究结果有助于合理选择最优初值点，进而有助于提高建模结果精度。