电磁激振器的变结构控制

研究电磁激振器的变结构控制.通过建立电磁激振器的非线性数学模型,应用变结构控制理论对其进行控制.克服了传统PID控制需要不断调整控制器参数和缺乏自适应性的缺点.仿真结果表明,变结构控制算法能达到精确控制的目的,对系统参数变化和外界干扰具有较强的鲁棒性.     

基于改进型重复控制器的双级矩阵变换器闭环控制研究

闭环控制是抑制多种扰动、保证双级矩阵变换器(TSMC)输出电压质量的有效方法.针对PI控制器对谐波控制的不足,将重复控制技术与PI控制相结合,应用于TSMC逆变级的闭环控制中;在此基础上提出了重复控制器的改进方案:对由非周期性扰动引起的误差不进行记忆,以避免其对重复控制器的控制动作产生干扰.仿真结果表明了所提控制方案良好的动静态性能,验证了该文控制思路的可行性.     

双模态超声波电机小波驱动的测量与控制

针对双模态USM在微纳米测控领域中的应用特点,设计单一的小波驱动模式代替现有的组合驱动模式.一个小波驱动波由8个39.6 kHz的正弦电压驱动波组成,其最高触发频率为5 kHz.小波驱动模式实现了双模态USM步距可调的步进控制功能.在定位控制应用中,选用栅距为20 μm的光栅作为位置反馈传感器,采用作者研制的互补函数快速细分算法作为光栅纳米位移测量工具.在测量与驱动顺序控制条件下,双模态USM的最大驱动步距为2 μm,工作台的最高驱动速度为10 mm/s.试验表明,选择适当的小波驱动参数,工作台可以获得纳米量级的驱动分辨率和定位精度.     

三阶变系数扰动系统未被扰动运动渐近稳定,不稳定的某些反例构造

对于常系数线性扰动系统,若特征方程的一切特征根均有负实部则末被扰动运动渐近稳定。若特征方程至少有一个特征根含有正实部,则末被扰动运动不稳定。但是,对于变系数线性系统却不尽然。针对这种复杂情况,本文以三阶变系数线性系统为例给出一种反例(对常系数而言)构造方法,据此可构造出未被扰动运动稳定而特征根至少有一个正实根,未被扰动运动不稳定而特征根含有负实根的变系数线性扰动系统。并给出构造之线性系统的系数阵的性质,以及变系数系统在满足某种特定条件下与常系数系统相同的情况。     

电磁场驱动离子液体流动研究

离子液体是一种新型材料,因良好的光电特性和不易挥发的特点而用于微流控技术.所研究的离子液体微流控驱动技术采用电磁场驱动法. 用两种理论方法研究了离子液体电磁驱动中的电场、磁场、洛仑兹力分布特性,并将理论结果与实验进行比较. 基于有限体积元数值仿真法的结果与实验一致,而基于泊肃叶定律的计算结果与实验值有较大差距,说明泊肃叶定律不适用于计算离子液体电磁驱动的流速. 通过数值仿真研究了不同形状微流道中的离子液体流场特性,有利于促进离子液体在微流控技术中的应用.     

数学建模O2O教学模式的研究

以O2O模式为驱动,构建数学建模课程O2O教学模式,阐述包含课程目的、教学定位、教学内容、教学方法、课程考核及习题与实验的课程总体设计方案.进而实现数学建模课程学习的线上线下有机融合与相互促进,提高数学建模课程教学质量.     

基于宏微双重驱动的高职院校精密实验控制平台设计

针对高职院校精密实验控制平台数量不足和价格高的现状,设计了一套应用于零件外尺寸测量与装配定位的精密实验控制平台.该平台上位机采用PC机,下位机采用AT89C51单片机,测量系统采用光栅尺作为计数器件,宏平台采用直流电机驱动滚珠丝杠的传动方式.平台精密定位系统采用宏-微相结合的两级模式来实现大行程、高精度及高速的定位,其硬件系统由宏平台进给系统、位移测量系统、微位移定位系统以及控制系统组成.实践表明,该实验控制平台实现简单、控制精准、成本低廉,适合高职院校师生开展零件精密测量与装配定位的各种实验和科技创新活动.     

数字式座舱压力调节系统的模糊滑模变结构控制

针对座舱压力调节系统的非线性和参数时变特性,提出了模糊滑模变结构控制方法. 模糊滑模变结构控制算法保持了模糊控制器不依赖系统模型的优点,对参数变化和外界干扰等不确定性因素具有较强的鲁棒性,同时能柔化控制信号,减轻或者避免了一般滑模控制的抖动现象. 研究表明,模糊滑模变结构控制器与经典PID控制相比,具有超调量 小、稳态误差小、响应速度快、扰动抑制能力强等优点,试验结果证明了该方法对座舱压力调节系统控制的有效性.     

铜/水纳米流体导热系数分子动力学研究

纳米流体是一种新兴的具有高效传热性能的工质。本文以纳米颗粒Cu和H_2O基液作为研究对象,建立Cu/H_2O纳米流体模型,利用平衡分子动力学模拟的方法,对纳米流体导热系数进行研究,观察纳米颗粒的添加对导热系数的影响,并改变体系温度,研究温度对纳米流体导热性能的影响。同时,利用径向分布函数,证实了纳米颗粒吸附层的存在,为分析纳米流体强化传热机理提供了思路。     

基于遗传算法的模糊滑模控制在永磁直线电机位置控制中的应用

针对永磁直线电机控制中的推力扰动及参数变化问题,设计了一种改进的自适应模糊滑模变结构控制器(AF-SMC).利用遗传算法优化模糊变量的隶属度函数曲线.仿真和实验结果表明,与经典PID算法和一般模糊滑模控制算法相比较,新的算法具有更好的响应性能和抗干扰能力,抖振降低.     

基于径向基函数神经网络的无人直升机吊装系统滑模减摆控制

针对存在非线性、强耦合、外部未知有界干扰和建模不确定性的平面运动下无人直升机吊装系统,研究了一种基于径向基函数神经网络(radial basis function neural networks,RBFNNs)和干扰观测器的无人直升机吊装系统滑模减摆控制方法。首先将系统模型转换成仿射非线性形式,利用RBFNNs逼近系统不确定性,设计干扰观测器估计神经网络逼近误差与外界未知有界干扰的复合值。然后基于RBFNNs和干扰观测器设计了滑模减摆控制器,并用Lyapunov方法证明闭环系统稳定性;最后通过仿真验证了所设计控制器的有效性。     

基于干扰观测器的移动机器人轨迹跟踪控制

针对移动机器人的轨迹跟踪问题,设计了基于干扰观测器的积分滑模控制器.考虑侧滑与干扰的影响,建立了移动机器人的运动学和动力学模型.基于终端滑模理论设计了自适应滑模干扰观测器,实现了对复合干扰的有限时间逼近.在此基础上设计了基于运动学模型的轨迹跟踪控制器,保证了位置跟踪误差的渐近收敛和角度误差的有界收敛.结合干扰观测器和积分滑模方法,设计了基于动力学模型的速度跟踪控制器.通过仿真验证了所设计控制算法的有效性.     

一类非线性微分方程组支配系统的扰动控制问题

本文在R^n中研究一类非线性微分方程组支配系统的最优扰动控制问题。本文将扰动函数作为控制变量，以范数的大小来衡量控制元的最优性，给出了该微分方程组支配系统的可控性条件及最优控制元的存在性定理。     

衔铁结构对比例电磁铁行程-力特性的影响

建立了比例电磁铁有限元仿真模型,利用Ansoft Maxwell2D电磁场有限元仿真软件对衔铁长度、衔铁上推杆孔的深度和孔径、衔铁前端和尾部倒角及圆角对比例电磁铁行程-力特性的影响进行了仿真计算。结果表明:衔铁长度对比例电磁铁工作行程内电磁力大小和水平程度有比较明显的影响;推杆孔的深度和孔径越大,靠近吸合面的电磁力越小;衔铁前端倒角对比例电磁铁行程-力特性影响比较明显;衔铁前端圆角、尾部倒角和圆角对比例电磁铁行程-力特性的影响很小;衔铁前端加工圆角可以增大比例电磁铁工作行程,但这是以减小工作行程内电磁力为代价的。     

三维复杂运动模式航迹推算惯性导航室内定位

在微机电惯性测量单元(micro-electro-mechanical system-inertial measurement unit, MEMS-IMU)人体室内定位技术研究领域中,行人航迹推算法(pedestrian dead reckoning, PDR)具有计算简便、对传感器精度要求低的优点,得到了较为广泛的应用,但传统的PDR 研究通常只针对单一的二维前进行走运动模式,这与人体实际的三维复杂运动模式相距甚远. 该文从人体三维室内定位研究角度出发,通过10 轴MEMS 传感器采集人体运动原始信息,提出了三维复杂运动模式航迹推算法. 首先使用双零点交叉区间内的峰值双轴检测法与俯仰角检测法来检测5 类非行走运动模式,排除其对有效跨步检测的干扰;其次使用相位反转法与气压值突变法区分3 类行走运动模式,提取出不同类型的有效跨步;最后针对每一个有效跨步求解出人体位置的三维坐标值,完成人体三维室内定位. 实验表明,所提出的三维复杂运动模式航迹推算法在人体实际室内运动中,相较传统的峰值检测和零点交叉法PDR,水平定位精度提升了99%,并且高度定位精度可以达到92.4%.     

板料拉深成形过程中变压边力的数值模拟方法

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式，合理控制成形过程中压边力，可以消除这些缺陷，提高成形性能，以轿车前门内板的成形为例，采用Dynaform软件对变压边力控制的成形工艺进行了数值模拟计算，并得到了该零件采取变压边力时的最优控制变压边力曲线。     

四旋翼飞行器的分散式容错控制

针对存在复合干扰和执行器故障的四旋翼飞行器姿态系统提出一种故障调节策略. 首先给出了四旋翼飞行器的姿态模型和存在复合干扰情况下的姿态模型,并给出执行器的失效故障表达形式. 针对姿态控制系统的复合干扰和执行器失效故障,分别给出一种复合干扰估计和局部故障诊断和辨识(fault diagnosis and identification,FDI)算法. 复合干扰估计器由干扰估计误差驱动,并非直接与传统的状态跟踪或预测误差有关. 针对执行器失效故障的局部FDI结构类似于模型参考自适应,基于复合干扰估计和局部FDI设计出四旋翼飞行器姿态系统backstepping容错控制器. 仿真实验验证了文中所提容错控制策略的正确性和有效性.