Sliding mode disturbance observer-based backstepping control for a transport aircraft

This paper presents a novel control method by integrating the sliding mode disturbance observer- based control and the backstepping control technique, and successfully applies it to a flight control system for heavy cargo airdrop operations. The super-twisting second order sliding mode disturbance observer （SOSMDO） is employed to estimate bounded but otherwise arbitrary disturbances, thus ensuring asymptotic convergence of the estimation error to zero in a finite time. Besides, the integrated controller can significantly improve the robustness of the flight control system to modeling uncertainty and external disturbance in the presence of state/control constraints. The closed-loop stability is guaranteed in the sense of Lyapunov. In addition, the proposed approach can considerably reduce design cycles. The performance of the proposed control method is demonstrated in a very low altitude extraction airdrop simulation with a high-fidelity six-degree-of-freedom transport aircraft model.     

设调压室水电站输水发电系统耦合振荡特性研究

设调压室水电站输水发电系统是复杂的水机电耦合系统,目前对耦合系统的振荡特性以及各个子系统间的耦合作用关系尚不明晰。本文首先将整个水电站系统分为“引水隧洞-调压室”子系统和“压力管道-机组”子系统,针对“压力管道-机组”子系统的稳定性提出了耦合振荡域的概念并推导了其解析公式,然后结合特征值分析法和数值模拟揭示了耦合系统的振荡特性,最后运用频域分析法探究了两个子系统间的幅频特性及相互作用关系,提出了衡量系统耦合振荡稳定性的定量指标。结果表明：当调速器参数在耦合振荡域外取值时,水电站系统恒不稳定,因此调速器参数在耦合振荡域内取值是整个水电站系统稳定的必要条件。当调速器参数在耦合振荡域内取值时,耦合系统的稳定性由低频振荡模式决定,将系统低频振荡模式的频率代入到两个子系统的幅频特性函数之积中,可以得到振荡叠加率,该值反映了系统扰动在闭环系统中增益值,具有明确的物理意义,当振荡叠加率小于1时,受扰系统趋于稳定。研究成果不仅丰富了水力过渡过程理论体系,对提高水电站运行稳定性也具有较好的工程应用价值。     

融合螺旋策略的分片混沌群粒振荡搜索算法

针对标准鲸鱼算法(WOA)及部分衍生算法求解某些算例效果不佳的问题进行了研究与实验,证明了WOA"包围"过程存在零点搜索偏好陷阱;而混沌优化算法(COA)不均衡的搜索特性使得部分衍生WOA融合的混沌初始种群与群智能优化过程难以调和.为了改善上述缺陷,选用了两种混沌系统和气泡网捕猎策略,设计了一套融合式优化算法.算法采用基于适应度的基线式自适应振荡群粒划分策略指导群体行为模式,充分发挥混沌系统作用,平衡探索与收敛性能.对通用/改进算例和工程应用案例求解可知,该算法性能相较于对比组算法更优,且不存在搜索偏好.     

非均匀水流量对热力膨胀阀控制稳定性的影响

为研究热力膨胀阀(TEV)的控制失稳机理,采用TEX2型外平衡式TEV进行实验,在7组非均匀水流量率的情况下,实现TEV控制从稳定到振荡的动态变化.结果表明:当支路2的水流量F2从36.9%递减至27.0%,TEV流量控制特性稳定,蒸发器换热量仅衰减了3.4%;当F2从27.0%降至9.1%,总出口的制冷剂状态由过热变为带液,其出口温度由稳定变波动,且波动幅度持续增大,此时TEV的流量控制失稳,蒸发器换热量衰减了14.1%.支路1过热蒸汽的显热不足以提供支路2带液量完全蒸发所需的潜热,混合后总出口的过热度小于热力膨胀阀的MSS曲线要求的最小过热度,进而导致热力膨胀阀的持续振荡.实验结果可为多流路制冷系统中换热器的设计提供参考.     

扩展BVP振子弱周期扰动下的振荡与同步

针对扩展bonhoeffer-van der pol(BVP)振子易受不确定因素影响的问题,提出了将非线性动力学分析与数值模拟相结合的方法,并考察了弱扰动对混合模式振荡类型和同步行为的影响.根据模拟结果得知,多种类型的混合模式振荡受弱扰动的影响出现了坍塌现象,且从理论上证明了两个耦合bonhoeffer-van der pol振子的膜电压比慢变量到达完全同步时所需的耦合强度要大,在二维参数平面上,膜电压到达同步时所取参数范围应小些.结果表明,与膜电压相比,慢变量更容易达到同步,且变量之间呈现一种线性关系.     

一种随钻中子孔隙度测井系统的抗干扰设计

针对随钻中子孔隙度测井作业现场中存在万伏高压的瞬间脉冲干扰,导致中子计数不准确的问题,设计了一种抗干扰系统。该系统首先利用硬件滤波,即采用二阶阻容滤波电路滤除高频干扰信号,再利用软件滤波,采用去极值平均滤波算法滤除尖脉冲干扰和周期性干扰。经实测验证,该系统可有效抑制干扰,提高随钻中子孔隙度数据采集的准确性和可靠性。     

基于经济及情感视角的欠发达红色省域游客满意度影响因素

针对欠发达省域红色旅游具体资源情况构建省域目的地整体形象量表,基于江西省调查数据创新性地采用二阶因子模型方法检验量表的信度效度;采用结构方程模型考察目的地整体形象对游客满意度的影响。结果显示:"经济氛围"维度未能进入目的地整体形象测量模型;目的地整体形象对满意度具有显著正向影响;省域目的地整体形象二阶因子由食娱购体验、情感形象、旅游设施、旅游吸引物4个一阶因子构成,它们对省域目的地整体形象的影响作用依次降低,情感因素具有较大影响力。该研究为省域旅游管理部门提高游客满意度提供具体和有针对性的建议。     

基于二阶锥规划的共形阵列宽带方向图综合

针对目前共形阵列方向图综合算法中全局优化算法计算复杂度高,已有凸优化算法不能处理宽带信号的问题,提出了一种基于二阶锥规划的共形阵列宽带恒定束宽方向图综合方法。该算法首先推导并建立了更为简单的共形阵列宽带信号模型;然后在频域上构造空间响应变化约束,并在空域上构造方向图的目标函数和约束条件;最后利用二阶锥规划求得最优权矢量,实现宽带信号方向图综合。理论分析和仿真结果表明,该方法能够有效地获得期望信号并抑制干扰信号,在计算复杂度上低于全局优化算法,且阵列响应具有良好的频率一致性。     

基于双迭代与二阶锥规划的机载雷达稳健降维STAP方法

针对机载雷达空时自适应处理（STAP）中期望目标导向矢量的失配问题,提出一种基于双迭代与二阶锥规划的稳健降维STAP方法。该方法首先将权矢量分解为空域与时域两个低维权矢量的Kronecker积,然后分别限定实际空域、时域导向矢量与假定导向矢量之间的误差范数边界,并通过对各自最差性能进行优化,转化为相应的SOCP形式,进而利用双迭代算法实现了对两个低维权矢量的分别求解,最终合成全维STAP权矢量。该方法在保证稳健STAP性能的同时,通过双迭代降维处理,能够有效降低训练样本数需求与运算复杂度,因此更具有实际应用价值。仿真结果验证了算法的有效性。     

地铁直流牵引供电系统振荡机理分析

地铁直流牵引供电系统低频振荡电流是导致DDL保护误动的主要原因。从系统分析的角度,建立了计及电动车辆影响的直流牵引供电系统电磁暂态模型及系统振荡时的非线性二阶动态模型。在唯一平衡点邻域内,利用李亚普诺夫间接法将非线性动态系统转换为线性系统后,确定出系统振荡的结构条件。实例计算和仿真表明,牵引变流器和牵引电机的等效负电阻是系统不稳定的主要电气参量,系统振荡频率主要取决于车载滤波电容与滤波电感,且系统仿真波形在众多特征上与实际记录的电流波形基本一致。