单相PWM整流器的一种建模方法

采用广义状态平均建模技术,在单相PWM整流器状态空间(SS)模型的基础上建立了广义状态空间平均(GSSA)模型.该模型可以简化系统控制,同时通过GSSA模型把对于SS模型来说是非标准的控制问题转换为一个标准的控制问题.另外,在GSSA模型基础上,可采用无源控制和鲁棒控制等控制策略对系统实施控制.     

DC-AC型非接触电能传输系统变换器设计

提出了适用于DC-AC型非接触电能传输(CPT)系统的新型电路拓扑,并采用不对称DC-AC变换器实现了该新型拓扑。该拓扑简化了DC-AC型CPT系统的电路结构,简化了和系统的控制方式,减少了次级回路电能变换的损耗,提高了整体系统的效率和功率密度。介绍了采用该变换器的电路拓扑和控制策略,对采用该变换器后的CPT系统进行了建模,并在此基础上对系统进行仿真研究,给出了实验结果,对分析和仿真结果进行了验证。     

导轨式非接触电能传输系统功率和效率的分析与优化

针对常用的导轨式非接触电能传输(CPT)系统传输功率和效率的优化问题,基于阻抗特性,提出了一种计算导轨式CPT系统传输功率和效率的新方法.通过分析得出了系统传输功率与磁芯等效磁阻、系统工作频率以及与原边导轨和副边线圈匝数等因素之间的关系.同时根据实际系统的传输功率要求,给出了导轨式CPT系统的一种优化设计方法,该方法通过优化系统输入电压和原、副边线圈匝数等参数,实现功率传输的优化控制,并最大限度地提高系统的效率.最后,通过实验验证了理论分析的正确性.     

基于CMAC神经网络的工业过程稳态优化

提出一种利用CMAC (cerebellar model articulation controller)神经网络进行工业过程的辨识和稳态优化方法.利用CMAC神经网络的优点,基于系统的动态信息,在不干扰系统正常运行的情况下获得当前时刻下系统的稳态模型,并在此模型的基础上,对系统进行稳态优化和仿真.仿真结果证明了该方法的有效性.     

π型感应电能传输系统的鲁棒稳定性分析

为分析π型感应电能传输系统的鲁棒稳定性,首先采用基于频域分解的方法建立对象的广义状态空间平均(GSSA)模型,再考虑系统中的频率不确定性,通过线性分式变换分离对象的摄动和标称部分,将不确定模型进一步转化为含摄动反馈的线性动力学系统.最后,采用基于结构奇异值的μ方法分析了频率撮动对系统稳定性的影响以及系统保持稳定所容许的...     

大批量制造系统生产能力和设备利用率分析

数学计算和建模仿真是分析制造系统生产能力和设备利用率的常用方法,一个高质量的模型对于提高系统性能分析的效率和精度具有重要意义.该文介绍了时间Petri net(PN)的基本概念,建立了制造系统的时间PN模型.基于此模型,利用Markov理论分析了系统的生产率和设备利用率,该方法在用于复杂系统时会导致Markov方程求解困难.因此又利用ObjectNet仿真软件对建立的时间PN模型进行了分析,结果表明仿真方法明显提高了分析的效率,并得到了精确的结果.该文还讨论了通过仿真方法解决顺序加工单元中间缓冲区的优化配置问题.     

电动汽车用永磁同步电机模糊直接转矩控制

为了提升电动汽车电机驱动系统的动态性能和稳态效率,本文提出了一种基于电动汽车行驶模式切换的永磁同步电机(PMSM)模糊直接转矩控制策略。在分析电动汽车行驶模式的基础上,对传统PMSM直接转矩控制(DTC)系统进行了改进,采用模糊控制器取代传统DTC系统中的滞环比较器和电压矢量选择器。针对不同的行驶模式,分别设计了相应的模糊控制规则和控制器。在Matlab/Simulink中搭建了PMSM模糊DTC系统模型。仿真结果表明:所设计的PMSM模糊DTC策略与传统DTC相比,PMSM驱动系统不仅转矩动态响应速度快,转矩脉动小,而且其高速运行时的稳态效率提高了10.26%。     

基于滑模预测的T型并网变换器控制研究

模型预测控制具有便于植入、可实现多目标跟踪等优点,但是传统的模型预测控制算法开关状态不固定,会降低电流跟踪精度,甚至产生较大的电流纹波.基于此,提出了一种基于模型预测直接功率定频控制(DPCMPC)和滑模(sliding-mode control, SMC)外环控制的双闭环控制方法.利用SMC外环得到系统有功功率的给定值,通过引入零电压矢量改善系统稳态性能,减小功率脉动.为验证理论分析的正确性,构建了完整的仿真与实验测试模型,结果表明该控制方法具有良好的稳态和动态性能.     

电流型CPT系统传输功率调节方法

针对现有电流型CPT系统初级谐振回路能量调节存在的不足,提出了一种能够实现Buck和Boost两种工作模式的电路拓扑和控制方法,从而拓宽了系统传输功率调节范围.论文对改进后的拓扑进行了建模,推导了在两种模式下传输功率与占空比的函数关系,为系统的分析和设计提供了理论依据.使用Simulink和PLECS对PP型CPT系统进行仿真,仿真结论证实了理论分析结果.     

基于ASM3模型的一体式MBR出水水质模拟分析

将活性污泥3号模型(ASM3)与一体式MBR结合,采用Matlab/Simulink自行开发了可视化的仿真模拟程序,构建了活性污泥系统模型.将此程序应用于一体式MBR工艺,对其进行了稳态模拟、灵敏度分析和参数校正,并取得了与实测值较为一致的结果.同时利用模型分析了不同进水水质下反应器的出水水质结果,模拟结果与实际状况吻合较好.     

一类复杂系统的集成辨识方法

针对一类具有相互关联非线性子系统的复杂系统,提出了一种稳态辨识与动态辨识相结合的集成辨识方法。利用稳态信息获取各子系统稳态模型（非线性增益）的强一致性估计,通过动态辨识得到各子系统线性部分的模型参数。仿真结果表明了该方法的有效性和实用性。     

指数时程差分Runge-Kutta法在非线性高振荡及迟滞系统中的应用

为满足非线性高振荡及迟滞动力系统的高精度数值计算,提出了指数时程差分RungeKutta法;将传统的差分改为积分,构造出了二阶和三阶指数时程差分RungeKutta算法;将指数时程差分法应用于二阶高振荡动力系统、参数激励与强迫激励联合作用下的非线性振动系统以及迟滞非线性系统中,并与传统的RungeKutta法进行了比较;讨论了计算精度和效率.数值计算结果表明,对于非线性动力学系统,二阶指数时程差分RungeKutta法在计算效率和精度上要优于四阶传统RungeKutta法;该方法适合用于非线性动力学系统分析和数值计算的方法,获得的数值解能够揭示系统的本质特性.     

基于小波变换的非线性多自由度系统的参数识别

讨论了用小波理论识别非线性多自由度系统参数的方法.首先将系统的微分方程投影到由Daubech ies尺度函数张成的子空间中去,然后利用Daubech ies小波的性质将系统微分方程转变为由未知参数构成的一个超越代数方程组,从而最终将系统参数识别问题转变为代数方程组的求解问题.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于乘数交替方向法的系统图像退化恢复方法

针对一般正则化方法不能有效解决非线性成像和高动态成像的系统退化恢复问题,提出一种非线性图像恢复方法,该方法利用乘数交替方向法解决双边全变差(bilateral total variation,BTV)模型的正则化项不平滑问题.建立包含复原图像的非线性最小二乘数据拟合项和BTV正则化项的目标函数;对目标函数进行优化;构建一套有效的乘数交替方向法(multiplier alternating direction method,MADM)求解提出的模型.利用峰值信噪比(peak signalto noise ratio,PSNR)和结构相似性度量(structural similarity index measurement,SSIM)评估图像恢复结果.对于非线性成像系统退化,提出的方法在PSNR和SSIM方面比基于TV(total variation)模型的方法分别提高4.5％和4.1％.对于高动态的成像退化问题,提出的方法获得的恢复图像PSNR值可达61.89 dB,相比其他方法,至少提高了2.9％.此外,该方法的运行时间也至少节省了26％,具有较高的计算效率.     

基于神经网络的车用发动机广义预测控制

为了改善具有非线性特性的发动机燃油控制效果,以达到高效率、低污染的要求。利用一种前向神经网络作为非线性系统的模型,并将其分为线性部分和非线性部分。其中非线性部分用单隐层的BP神经网络对其建模,采用学习速度较快的Davidon最小二乘法在线调整网络权值;线性部分采用受控自回归积分滑动平均(CARIMA)模型作为其数学模型,用递推最小二乘法(RLS)作为其参数辨识的方法。每步将所得非线性系统的网络模型线性展开,得到线性回归模型,并以非线性前馈增益方式补偿建模误差,建立了一种适合非线性系统的自校正广义预测控制器。仿真结果表明该算法收敛速度快,控制动作平稳,控制效果理想。     

汽车质心侧偏角观测器试验验证

提出了一种综合运动学和动力学模型估算车辆质心侧偏角的方法。引入非线性因子表征车辆的非线性状态程度,在此基础上提出了一种简化的非线性轮胎侧向力计算方法,考虑轮胎侧偏刚度补偿,基于单轨模型建立Kalman滤波器实时估计出车辆质心侧偏角。搭建基于轮速传感器、侧向加速度和横摆角速度组合传感器、方向盘转角传感器、MicroAutoBox和GPS系统的试验验证系统,在高附着路面条件下进行蛇形操纵和双移线操纵试验。试验结果表明:所设计的估计算法能在一定程度上反映车辆的实际状态,实时性和估计精度能满足稳定性控制系统的要求。     

解非线性方程组的一个改进牛顿法

针对牛顿法公式的局限性,利用非线性方程组F(x)=0的一个同解方程组的牛顿法公式,构造了求解非线性方程组F(x)=0的一个迭代法公式,牛顿法迭代公式是其特例,并讨论了其收敛性,通过算例说明了算法的有效性.     

三维水平井轨道设计最优控制模型改进的进化规划方法

针对三维水平井井眼轨道设计问题 ,建立了一个非线性最优控制模型。该模型以设计轨道总长度最短为性能指标 ,以非线性动力系统为约束条件 ,通过对非线性动力系统积分 ,将最优控制模型转化为一个非线性规划问题求解。为了求非线性规划问题的全局最优解 ,在附加一个目标函数小于当前目标函数值的约束条件下 ,用改进的进化规划方法寻找新的可行点策略 ,提出了一种新算法。将非线性最优控制模型及算法应用到实际水平井轨道设计中 ,数值结果证明了该模型及算法的正确性和有效性     

Identification of Continuous-Time Hammerstein System with Nuclear Norm Convex Relaxation

The nuclear norm convex relaxation method is proposed to force the rank constraint in the identification of the continuous-time( CT) Hammerstein system. The CT Hammerstein system is composed of a linear time invariant( LTI) system and a static nonlinear function( the linear part is followed by the nonlinear part). The nonlinear function is approximated by the pseudospectral basis functions, which have a better performance than Hinge functions and Radial Basis functions. After the approximation on the nonlinear function, the CT Hammerstein system has been transformed into a multiple-input single-output( MISO) linear model system with the differential pre-filters. However, the coefficients of static nonlinearity and the numerators of the linear transfer function are coupled together to challenge the parameters identification of the Hammerstein system. This problem is solved by replacing the one-rank constraint of the regularization optimization with the nuclear norm convex relaxation. Finally, a numerical example is given to verify the accuracy and the efficiency of the method.     

基于自校正模型的非线性系统多模型预测控制

针对化工过程某些非线性系统的不对称动态特性，提出了一种基于自校正模型的多模型预测控制算法。在平衡点附近建立线性模型，利用当前工作点，通过二阶泰勒展开校正模型参数，补偿非线性不对称动态特性，形成了非线性系统的自校正多模型描述。以基于模型输出偏差的切换指标函数作为模型切换准则，结合状态反馈预测控制，构成了多模型预测控制器。pH值控制的仿真结果验证了该算法的有效性。