高速公路宏观离散模型的反馈线性化控制

在自动化高速公路系统环境下,通过计算拥堵路段系统的Lyapunov指数和Lyapunov维数,证明了离散交通流模型存在混沌现象。为了得到稳定有序的高速公路交通流,提出一种针对高速公路宏观交通流模型反馈线性化方法使非线性系统线性化。通过LQR优化控制方法将线性化系统的混沌轨道稳定到所需的目标轨道上,实现道路交通流的稳定有序。仿真结果表明,提出的方法可使道路交通密度和速度趋于平稳,避免了道路拥挤的发生。     

基于反馈线性化的三相电压型PWM整流器控制

根据三相电压型PWM整流器在两相旋转坐标系dq中的数学模型,应用输入输出反馈线性化原理,经过合理的简化,将三相电压型PWM整流器在dq坐标下的MIMO非线性数学模型转化为SISO模型,提出了三相电压型PWM整流器SISO反馈线性化控制策略,计算机仿真结果表明,该策略具有可行性。     

主动磁悬浮推力轴承的状态反馈线性化控制

研究了无预磁化偏流的单边方式主动磁悬浮推力轴承的控制,针对系统的非线性模型,应用状态反馈线性化方法,构造出非线性控制器,使得系统在大范围内精确线性化,然后应用线性系统理论对线性化学系统进行综合。研究表明,系统具有良好的静、动态性能。由于这种单边方式推力轴承的电磁力线圈不需要预磁化偏流,与常规的差动式有预磁化偏流结构的系统相比,系统的功耗大为降低,效率显著提高,而且系统的温升及阻尼均大为减少。     

新的基于反馈线性化的车辆编队控制

以编队中各车辆的运动学模型为基础,在跟随领航者体系下建立新的车辆编队系统动态模型.设计带有不定离轴点的输入输出反馈线性化跟踪控制器,将跟随车辆与领航车辆的跟踪问题转化为特定误差系统的控制问题.利用图论将所设计的跟踪控制器扩展到车辆编队控制中,并对车辆编队控制效果进行仿真验证.     

基于动态反馈线性化的无漂移力学系统的控制

研究非完整无漂移力学系统的动态反馈线性化问题。基于非线性系统的动态扩展思想,提出了一种关于无漂移力学控制系统的动态扩展算法,以提高系统可部分线性化的阶次或使系统完全实现线性化;然后将该算法应用于一典型非完整移动机器人的输出跟踪控制问题,仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于反馈线性化的整车振动状态观测算法

针对整车振动状态观测器设计中的整车悬架系统高维非线性特性,提出了反馈线性化卡尔曼滤波算法.基于微分几何理论,通过求解坐标变换,将车辆非线性振动模型变换成一个可观测的标准型,实现系统的精确反馈线性化,进而采用线性卡尔曼滤波算法,针对变换后的线性系统设计观测器,最后通过坐标逆变换获得原非线性系统的状态观测值.仿真结果表明,相比扩展卡尔曼滤波算法,该算法能够提高车辆振动状态观测精度和运算效率.      

Boost变换器状态反馈的精确线性化控制

将控制目标引入系统状态方程,建立了CCM(电流连续型)Boost变换器的非线性仿射模型.从理论上证明了所建立的系统模型满足状态反馈精确线性化的能控性条件和对合条件,构造了相应的非线性输出函数,得到非线性状态反馈控制律,实现了原系统的状态反馈精确线性化,并详细分析了反馈系数的选取.所提控制方案不需要附加电压比例积分(PI)环节,控制简单,对输入电压、负载和系统元件参数扰动均具有较强的鲁棒性.仿真结果表明,基于文中所提控制方法的系统性能优越,各项指标均优于无源性控制方案.     

一类种群增长模型的反馈线性化控制

考虑一类带有时滞的种群增长模型的混沌控制问题.通过计算系统的Lyapunov指数和Lyapunov维数验证了一类带有时滞的种群增长模型具有混沌现象.运用反馈线性化方法,设计反馈控制器,对成虫进行捕获或投放,制定合理的开发策略,将系统中的混沌轨道稳定到理想的目标轨道,即不稳定的不动点,进而使不稳定的种群系统达到稳定.数值仿真说明该反馈控制器行之有效,可以使处于混沌状态的生物种群稳定到理想状态,实现种群的有序生存,保持自然界的生态平衡.     

基于反馈精确线性化的电力系统混沌振荡控制

借助于三母线电力系统模型,说明了无功功率变化会引起电力系统出现混沌振荡现象,并导致负载电压骤降。为了抑制混沌振荡,提高电力系统运行的稳定性,应用基于微分几何的反馈精确线性化方法,通过严格的状态变换和反馈方法,将非线性电力系统反馈线性化,并得到非线性反馈控制律来控制电力系统中的混沌。仿真结果表明,加入设计好的控制器后,消除了电力系统中的混沌,负载电压很快趋于稳定,受控后的电力系统是渐进稳定的,收敛速度快,没有出现电压崩溃现象。     

基于动态神经网络解耦线性化的内模控制

采用动态神经网络对一类多变量仿射非线性系统进行建模，利用解析求得的模型动态逆，将非线性对象近似输入输出解耦线性化。针对复合后的伪线性系统采用内模控制，分析了存在建模误差的情况下闭环系统的鲁棒稳定性。仿真表明了所提方法的有效性。     

一种基于自适应输入-输出线性化的无刷直流电机参数辨识方法

对基于理想换相的永磁无刷直流电机, 在给出其单相等效模型的基础上, 运用基于自适应输入-输出线性化(AIOL) 方法, 设计了适用于无刷直流电机的参数辨识与控制的电流控制器, 来提高驱动控制系统对电机参数的自适应能力;此外, 对辨识方法进行相应的改进. 研究和仿真分析结果表明: AIOL方法不要求各状态量解耦, 参考模型中也不包含估计状态量, 因而自适应律的导出较简单, 并且使参数辨识与电机控制在一个框架内得到解决, 更适合电机的运行控制;基于AIOL方法的改进参数辨识算法消除了待辨识参数变化互相耦合、相互抵消的负面影响, 能够准确、稳定地估计电机参数, 且系统的响应性能较好, 易于工程实现.     

基于投入产出模型的物流业就业效应测度研究

为了研究物流业对社会就业的促进作用,提出了物流业就业效应的概念,并给出了物流业直接和间接就业人数、物流业就业乘数以及物流业就业容量等反映就业效应的数据测算方法.目前,利用投入产出模型研究物流业经济效应的文献中的一般作法是,直接利用交通运输业等产业直接替代物流业,而这些产业的范畴明显大于物流业,因此这种简单替代具有明显的局限性.该文给出了一套全新的、完整的基于投入产出模型的物流业就业分析方法.首先,提出了物流业调整系数、物流业产出就业系数等新概念;然后,搜集各种数据,包括中国统计年鉴就业的行业细分数据、细分部门的投入产出表以及中国物流业统计公报等公开数据,进行物流业就业数据的挖掘,测算直接和间接物流业就业人数;接着,利用直接和间接物流业就业人数进行就业乘数分析和就业容量分析;最后,对我国物流业效应进行了实证研究.研究表明我国物流业2002年和2007年直接就业机会分别为811.28万人和790.47万人,占当年总就业人数的7.68%和6.57%,并且在归集的18个经济部门中就业人数都排名第5,证实了物流业就业对社会就业的重要促进作用.     

交流永磁同步电机的反馈线性化位置控制

提出了交流永磁同步电机多目标输出跟踪控制的一般方法,利用微分几何中的微分同胚转换,先将永磁同步电机的非线性模型转换为与之反馈等价的线性模型,再采用线性系统中成熟的极点配置的方法对虚拟的电机线性系统进行控制器的设计.该方法实现了转子位置和转子磁链的动态解耦,将多输入多输出强耦合非线性的永磁同步电机系统分解成了两个独立的单输入单输出的子系统.在此基础之上提出了带干扰随动的位置伺服控制器的设计方法,不但实现了位置的动态跟踪控制,而且还能对扰动进行动态跟踪补偿.仿真结果证实了其有效性和优越性.     

Marginal linearization method in modeling on fuzzy control systems

Marginal linearization method in modeling on fuzzy control systems is proposed, which is to deal with the nonlinear model with variable coefficients. The method can turn a nonlinear model with variable coefficients into a linear model with variable coefficients in the way that the membership functions of the fuzzy sets in fuzzy partitions of the universes are changed from triangle waves into rectangle waves. However, the linearization models are incomplete in their forms because of their lacking some items. For solving this problem, joint approximation by using linear models is introduced. The simulation results show that marginal linearization models are of higher approximation precision than their original nonlinear models.     

基于新型饱和函数法的反馈线性化的全局滑模控制

针对常见的二阶非线性系统模型,提出了一种基于新型饱和函数法的全局滑模控制的。在常规的反馈线性化滑模变结构控制中引入全局滑模控制和新型饱和函数,通过设计一种动态非线性滑模面消除了滑模变结构控制的到达阶段,使系统响应具有全局鲁棒性;具有动态边界层的新型饱和函数又能使边界层厚度随状态轨迹的收敛而逐渐减小到零,从而使状态轨迹最终收敛到切换平面上从而降低系统的抖振,提高控制精度。仿真结果证明了该控制方法的有效性。     

非线性系统的线性控制方法研究

提出一种对非线性系统用线性控制的方法,通过前馈控制器进行控制。并对此控制方法的实现进行研究。最后采用此控制方法对一非线性系统进行了的仿真,仿真结果表明,本方法具有较好的控制效果。     

基于SiPESC.OPT的结构动力模型修正研究

将模型修正问题转化为优化问题,基于自主研发的优化分析软件SiPESC.OPT并集成结构有限元分析软件,研究了结构动力模型修正问题,通过桁架和Garteur飞机的修正算例很好地证明了该方法的可行性.通过SiPESC.OPT和商用有限元软件的集成,实现了优化算法和有限元分析类型多样性的需求,不仅提高了模型修正的效率,且保证了有限元分析的精度,有很高的工程实用价值.在Garteur飞机修正算例中,详细阐述了模型精化、参数增减及取值范围调整、灵敏度分析等过程,取得了精度很高的修正结果.     

基于趋势的时间序列分段线性化算法

通过分析时间序列的几何形态特征,研究时间序列向上、向下趋势的几何形态。根据时间序列的变化特征,提出了高、低滤波点和高、低滤波线概念,利用高低滤波线判断时间序列的向上趋势、向下趋势,提出了一种基于时间序列变化趋势的分段线性化方法。实验结果表明,这样分段线性化便于实现,运行速度快,保持了时间序列的形态特征,有较好的逼近性及线段个数也很少等优点。