非线性PID自学习控制方法研究

针对非线性、多变量、强耦合系统的控制问题,提出一种基于双曲函数的非线性PID自学习控制方法。在PID控制过程中,用双曲函数构造比例、积分、微分3个增益参数分别随误差变化的规律曲线,将传统线性PID控制律转化为非线性PID控制律的控制思想,并使用自学习算法实时调整3个非线性增益函数的增益系数,实现基于双曲函数的非线性PID自学习控制。仿真实验结果表明,与其他控制方法相比,该方法具有更强的鲁棒稳定性和抗扰动能力,是一种有效的控制方法,在非线性控制领域具有重要的应用价值。     

一类混合延迟混沌神经网络的同步

时滞混沌神经网络系统是解空间为无穷维系统,可生成多个正向Lyapunov指数,产生具有高度随机性和不可预测性的混沌甚至超混沌序列,这种特性使得时滞混沌神经网络系统特别适用于保密通信中,混沌同步是保密通信中的关键技术。基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,研究了一类具有时变延迟和分布式延迟的混沌神经网络系统的同步问题,考虑系统的内部参数不确定性和外部干扰及混合时滞等因素,将系统时滞项加入所设计的控制器中,给出了保证误差系统的全局均方渐近稳定的充分条件和控制律,实现驱动系统和响应系统的同步。与其它方法相比,所设计的含有时滞项的控制器提高了系统误差精度及反应速率。最后,通过仿真实例,验证了所提方法的有效性。     

基于互相关定位法的干涉仪分析与仿真

首次提出用时域互相关法处理Sagnac/Mach-Zehnder分布式光纤传感系统的干涉输出信号, 对扰动进行检测和定位。首先对Sagnac/Mach-Zehnder分布式光纤传感系统进行了扰动检测和定位的理论分析, 推导出扰动引起的干涉输出信号的表达式, 利用Bessel函数展开, 确定了该系统的两路干涉输出满足时域互相关的特性。在此基础上进一步分析了两路干涉信号的表达式, 提出基频定位法和微分定位法两种时域互相关方法处理干涉信号, 确定扰动位置。对两种扰动定位方法进行了Matlab仿真, 并通过实验在多个扰动位置多次验证了两种方法的正确性。     

基于扰动测度的电能质量扰动源定位方法

针对现有电能质量扰动源定位方法中对扰动方向表征不足的问题,引入扰动测度概念,测量扰动的大小和方向,提出一种扰动方向的定量表示方法以及相应的扰动源定位算法。首先利用基本信度分配函数对扰动方向进行量化处理,然后通过隶属度函数对扰动功率和扰动能量进行综合定位,得出多测点的扰动方向测度列向量,结合覆盖矩阵得出最终的定位结果.仿真结果表明：在原方法定位不准确的情况下,新方法仍然能够正确定位扰动源,证实了此方法的有效性和可行性.     

内模原理在转台波动力矩抑制中的应用

为了消除系统存在的周期性扰动特别是干扰力矩对系统速率平稳性能的影响,本文对基于内模原理的自适应周期性扰动抑制方法进行了研究,利用该控制策略能够较好的抑制含单一频率、多种频率和时变频率的周期性扰动.并且对扰动频率变化较快时频率估计中出现的波动现象进行了分析.该方法在测试转台模型上进行了仿真,仿真结果显示出了良好的扰动频率辨识能力和对扰动的抑制能力.     

基于扰动力矩观测器的电子节气门控制

通过介绍汽车电子节气门控制系统的工作原理及其组成,以及对系统的非线性因素分析,建立其数学模型,设计出数字PID控制器和扰动力矩补偿器,并在matlab/simulink中进行了仿真,对仿真结果分析得出:基于数字PID控制器的控制精度较差,并且容易产生超调;基于扰动力矩观测器的PID控制器具有较好的跟踪性,可以较好地满足控制要求.     

微弱加性扰动对ADC影响的定量分析

在采集系统中,通常采用扰动技术来提高采样的SFDR和分辨率。本文通过傅立叶变换推导出加微弱加性扰动时ADC“总谐波失真”的数学表达式,从而定量分析微弱加性扰动对SFDR的影响;同时,利用卷积的图解法计算出微弱加性扰动时ADC的平均量化误差具体表达式,进而获取微弱加性扰动时ADC的分辨率。最后,采用matlab对加有微弱加性扰动的采样系统进行了仿真。结果表明,在ADC的输入信号上加微弱扰动信号,其分辨率有明显提高,SFDR提高了大约15dB。     

用H∞控制器抑制Buck变换器中的参数扰动

以Buck直流变换器为研究对象,设计了非线性鲁棒控制器以达到减小干扰影响的目的。首先在Buck变换器非线性模型的基础上,建立具有扰动的系统误差模型。然后根据无源性控制理论,得到H∞控制器及其参数约束条件,并理论分析了闭环控制系统的稳定性。最后对Buck变换器元件参数扰动的情况进行了数值模拟和电路仿真,仿真结果验证了该控制方法的正确性和有效性。     

隧道埋深及开挖方法对于二衬支护时机的影响

为了研究隧道埋深和施工方法对二衬支护时机的影响,以广梧高速公路牛车顶隧道为工程背景,建立数值计算模型,分别改变隧道埋深和施工方法,得到相应的隧道二衬支护时机.结果表明：通过数值计算,可定量得到二衬及掌子面之间的允许距离和埋深的关系;当埋深较小时,二衬与掌子面的允许距离随着埋深的增加而增加;当埋深超过某一限值时,隧道二衬与掌子面的允许距离基本不变;开挖工法对二衬与掌子面间的允许距离影响比较显著,而对仰拱与掌子面的允许距离影响很小.随着开挖断面分部的增加,开挖对围岩的扰动减小,因而可以适当延缓构筑二衬时机.若选取Ⅲ级围岩中的全断面开挖法作为参考基准,则围岩中二衬与掌子面的允许距离将由于选择不同工法需进行修正,相应的修正值为：全断面法1.0,上下台阶法和中隔壁法均为1.5.     

基于FVD模型的各异性跟驰模型

基于不同气质类型驾驶者的行为差异分析,建立了跟驰模型参数与驾驶人气质状况之间的关系,通过引入气质激进度变量,将跟驰模型参数表达为气质激进度的函数,并在改进FVD模型的基础上,提出了体现驾驶人行为差异的各异性跟驰模型。该模型克服了传统规范模型无法描述驾驶者个体行为差异的缺点。数值模拟实验结果表明该模型能够成功地模拟稠密交通流中小扰动传播演化结果的随机性现象。该模型结构简单,且参数易于确定,一方面为驾驶行为各异性的建模建立了理论基础,同时也为微观交通流动态随机特性模拟提供了一般性的方法。